丝网印刷电极溶出伏安法快速检测汞【字数：10564】
本文介绍了通过调整缓冲溶液pH和加入助剂KI，采用差示脉冲溶出伏安法，实现了对金属汞的简单而快速的检测方法。本课题优化了空白溶液的选择和标准汞离子检测条件。检测背景溶液为pH=4.5的醋酸缓冲溶液与0.01mol/L的KI混合溶液。检测时设置的参数为富集电位-1.2V，富集时间300s，静置时间为5s，设置溶出电位范围为-1.2V~0.4V。对一系列标准汞离子溶液检测得到标准曲线方程为i=9.428×10-7c+2.970×10-7，相关系数为0.9983，检测范围为1ppb~200ppb，检出限为0.3ppb（S/N=3）。
目录
1.前言 1
1.1重金属的危害 1
1.1.1重金属的污染现状 1
1.1.2重金属危害特点 1
1.1.3汞污染的现状 2
1.1.4汞污染的来源 3
1.2重金属检测技术的研究和发展 4
1.2.1各种快速检测金属离子的方法 4
1.2.2电化学溶出伏安法的介绍 4
1.3电化学传感器概述 5
1.3.1传感器的定义 5
1.3.2传感器的分类 5
1.3.3电化学传感器的发展 6
1.4化学修饰电极 6
1.4.1化学修饰电极的介绍 6
1.4.2丝网印刷电极 7
1.5本课题研究的意义 8
1.5.1本课题研究的意义 8
2. 实验部分 9
2.1实验概述 9
2.1.1实验主要仪器和药品 9
2.1.2试剂的配制 10
2.2电极的预处理 11
2.2.1 裸电极在PBS缓冲溶液中的检测 11
2.3汞离子的检测过程 11
2.3.1差示脉冲溶出伏安法测汞 11
3.结果与讨论 13
3.1.电极的优化 13
3.1.1裸电极的测试效果 13
3.1.2石墨烯壳聚糖修饰裸电极 13
3.2标准汞离子检测过程的优化 14
3.2.1检测条件的优化 14
3.2.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
缓冲体系的优化 15
3.3汞离子的检测 16
3.3.1检测范围和检出限 16
4.结论 18
参考文献 19
致谢 21
1.前言
1.1重金属的危害
1.1.1重金属的污染现状
重金属污染,主要是指的汞、镉、铅、铬、锌以及类金属砷等化学毒性显著的重金属所产生的直接和间接的危害和污染[1]。半衰期长是重金属的特点之一，正是因为这样，如果重金属一旦在生物体的器官里累积起来，就会对人体造成不可逆的危害，这种危害表现于人体的各个系统、多个器官。目前，对重金属危害研究和改善方法研究已被各界学者热切关注。
近年来，重金属的存在对全球人类健康和环境产生了不利影响。这些金属主要来源于人类活动，如采矿和冶炼金属矿石。长期接触重金属可能会引发癌症，皮肤病，心血管疾病和神经疾病。由于这些金属离子在饮用水中具有很高的毒性，环境保护局设定了最高的污染水平。汞，镉，铅，铬，砷等都属于重金属。重金属很难生物降解，但是一旦经过食物链的放大作用，就可以在生物体中富集数千倍，从而干扰人体正常生理功能。人体内的蛋白质和酶发生与重金属会强烈的作用，人体中的某些器官中会因为这种作用从而失去活性，一旦超出人体所能承受的范围，就会造成人体中毒休克产生不可逆的生理疾病等。重金属。作为一类早已被人类所认知亦被人类所广泛应用的金属(类金属)物质已经变得让人“谈金色变”了。目前，人们更多关注的就是其污染和危害。的确，近几十年来,现代工业、农业和交通运输业给人类社会带来物质文明的同时也给生态环境和人类健康带来了极大的破坏和伤害。人类无节制的滥用造成了自然界中大气、土壤、水和食物中的重金属含量急剧增加，人群中受重金属的危害也呈现频发和加剧的状态。
1.1.2重金属危害特点
低浓度致毒特性。水和大气中含有重金属，即便是低浓度,甚至微量的重金属,即可对生物体和环境产生毒性效应。
在生物体内具有累积作用，其生物半衰期都较长。重金属很难生物降解，但是一旦经过食物链的放大作用，就可以在生物体中富集数千倍，从而干扰人体正常生理功能。重金属的污染不易为人们察觉，而旦毒害作用比较明显地表现出来,就难以消除[2]。
具有不可降解性和不可逆转性。重金属的化学形态和化学状态是多种多样的，而且一旦进入环境或者生物系统后，就会以各种形态存留，并切不断迁移，然后累积在人体或者环境中。重金属不会被生物降解成无毒无害物质。重金属进入土壤环境后，很难通过自然循环被微生物分解，一旦对生物体造成危害，就很难恢复，且对环境的污染是很难逆转的。
重金属的价态改变是很灵活的，它们可以再不同的环境下进行相互转化，不同的金属价态具有不同的毒性。在微生物或者外界环境条件的作用下，重金属会因此变成不同的价态，变成毒性更强的化合物，如在甲基钴胺素存在下，汞可以转化成为甲基汞，毒性更大的。甲基汞就是汞在一定条件下转化而来的，而且甲基汞的毒性比汞的毒性要大，它能够通过食物链进入人体，而后在人体内累积，人体在中毒后，很难将甲基汞代谢出去，便会造成肝肾、人脑汞中毒，严重的甚至会伤害到人体的免疫系统和神经系统。
1.1.3汞污染的现状
汞是一种极其有毒和稳定的重金属，在工业和农业生产中都需要运用到汞，它是一种不可或缺的金属元素，存在于食物、土壤和地下水中。目前，由于工业的迅猛发展，汞的人为通量已超过自然通量。汞是一种具有持久性、生物蓄积性和神经毒性的有毒金属，即使在较低的暴露量下，汞也可能对人和哺乳动物的中枢神经系统造成不可逆转的损害。在全球许多地理区域，鱼类和其他水产品的消费是汞对人类的主要接触。 然而，消费含有汞的其他食品也可能给人类带来健康风险，特别是在空气和土壤汞浓度较高的地区。中国目前是全球最大的大气人为汞排放国。这些排放物包括大量的氧化和颗粒结合的汞，这些汞可以快速沉积到附近来源区域，导致许多生态系统中的汞负荷升高。汞在自然界中以金属汞、无机汞和有机汞三种方式存在着。甲基汞作为一种汞的重要有机形式，它是汞的甲基化产物，能够通过胎盘影响大脑和胎儿的生长。为了保护发育中的胎儿免受神经损伤，按照粮农组织/世卫组织食品添加剂联合专家委员会的建议，甲基汞的最大容许摄入量约为1.6毫克/千克[3]。无机盐汞主要是汞的盐类。 汞高度溶于水，被吸收在胃肠道，造成腐蚀性损害。无机汞的主要靶向器官是肾脏，肾脏主要聚集在肾近曲小管，从而引起多种肾脏问题，如多尿和蛋白尿。元素汞的主要来源是温度计和牙科汞合金。汞在室温下很容易挥发，它们被我们的身体迅速吸入，并储存在血液中。每种形式的汞对环境和人类都有严重的影响。因此，开发一种最可靠、最简单、最快速、最方便的方法来准确地检测和定期监测汞污染是非常重要的。
目录
1.前言 1
1.1重金属的危害 1
1.1.1重金属的污染现状 1
1.1.2重金属危害特点 1
1.1.3汞污染的现状 2
1.1.4汞污染的来源 3
1.2重金属检测技术的研究和发展 4
1.2.1各种快速检测金属离子的方法 4
1.2.2电化学溶出伏安法的介绍 4
1.3电化学传感器概述 5
1.3.1传感器的定义 5
1.3.2传感器的分类 5
1.3.3电化学传感器的发展 6
1.4化学修饰电极 6
1.4.1化学修饰电极的介绍 6
1.4.2丝网印刷电极 7
1.5本课题研究的意义 8
1.5.1本课题研究的意义 8
2. 实验部分 9
2.1实验概述 9
2.1.1实验主要仪器和药品 9
2.1.2试剂的配制 10
2.2电极的预处理 11
2.2.1 裸电极在PBS缓冲溶液中的检测 11
2.3汞离子的检测过程 11
2.3.1差示脉冲溶出伏安法测汞 11
3.结果与讨论 13
3.1.电极的优化 13
3.1.1裸电极的测试效果 13
3.1.2石墨烯壳聚糖修饰裸电极 13
3.2标准汞离子检测过程的优化 14
3.2.1检测条件的优化 14
3.2.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
缓冲体系的优化 15
3.3汞离子的检测 16
3.3.1检测范围和检出限 16
4.结论 18
参考文献 19
致谢 21
1.前言
1.1重金属的危害
1.1.1重金属的污染现状
重金属污染,主要是指的汞、镉、铅、铬、锌以及类金属砷等化学毒性显著的重金属所产生的直接和间接的危害和污染[1]。半衰期长是重金属的特点之一，正是因为这样，如果重金属一旦在生物体的器官里累积起来，就会对人体造成不可逆的危害，这种危害表现于人体的各个系统、多个器官。目前，对重金属危害研究和改善方法研究已被各界学者热切关注。
近年来，重金属的存在对全球人类健康和环境产生了不利影响。这些金属主要来源于人类活动，如采矿和冶炼金属矿石。长期接触重金属可能会引发癌症，皮肤病，心血管疾病和神经疾病。由于这些金属离子在饮用水中具有很高的毒性，环境保护局设定了最高的污染水平。汞，镉，铅，铬，砷等都属于重金属。重金属很难生物降解，但是一旦经过食物链的放大作用，就可以在生物体中富集数千倍，从而干扰人体正常生理功能。人体内的蛋白质和酶发生与重金属会强烈的作用，人体中的某些器官中会因为这种作用从而失去活性，一旦超出人体所能承受的范围，就会造成人体中毒休克产生不可逆的生理疾病等。重金属。作为一类早已被人类所认知亦被人类所广泛应用的金属(类金属)物质已经变得让人“谈金色变”了。目前，人们更多关注的就是其污染和危害。的确，近几十年来,现代工业、农业和交通运输业给人类社会带来物质文明的同时也给生态环境和人类健康带来了极大的破坏和伤害。人类无节制的滥用造成了自然界中大气、土壤、水和食物中的重金属含量急剧增加，人群中受重金属的危害也呈现频发和加剧的状态。
1.1.2重金属危害特点
低浓度致毒特性。水和大气中含有重金属，即便是低浓度,甚至微量的重金属,即可对生物体和环境产生毒性效应。
在生物体内具有累积作用，其生物半衰期都较长。重金属很难生物降解，但是一旦经过食物链的放大作用，就可以在生物体中富集数千倍，从而干扰人体正常生理功能。重金属的污染不易为人们察觉，而旦毒害作用比较明显地表现出来,就难以消除[2]。
具有不可降解性和不可逆转性。重金属的化学形态和化学状态是多种多样的，而且一旦进入环境或者生物系统后，就会以各种形态存留，并切不断迁移，然后累积在人体或者环境中。重金属不会被生物降解成无毒无害物质。重金属进入土壤环境后，很难通过自然循环被微生物分解，一旦对生物体造成危害，就很难恢复，且对环境的污染是很难逆转的。
重金属的价态改变是很灵活的，它们可以再不同的环境下进行相互转化，不同的金属价态具有不同的毒性。在微生物或者外界环境条件的作用下，重金属会因此变成不同的价态，变成毒性更强的化合物，如在甲基钴胺素存在下，汞可以转化成为甲基汞，毒性更大的。甲基汞就是汞在一定条件下转化而来的，而且甲基汞的毒性比汞的毒性要大，它能够通过食物链进入人体，而后在人体内累积，人体在中毒后，很难将甲基汞代谢出去，便会造成肝肾、人脑汞中毒，严重的甚至会伤害到人体的免疫系统和神经系统。
1.1.3汞污染的现状
汞是一种极其有毒和稳定的重金属，在工业和农业生产中都需要运用到汞，它是一种不可或缺的金属元素，存在于食物、土壤和地下水中。目前，由于工业的迅猛发展，汞的人为通量已超过自然通量。汞是一种具有持久性、生物蓄积性和神经毒性的有毒金属，即使在较低的暴露量下，汞也可能对人和哺乳动物的中枢神经系统造成不可逆转的损害。在全球许多地理区域，鱼类和其他水产品的消费是汞对人类的主要接触。 然而，消费含有汞的其他食品也可能给人类带来健康风险，特别是在空气和土壤汞浓度较高的地区。中国目前是全球最大的大气人为汞排放国。这些排放物包括大量的氧化和颗粒结合的汞，这些汞可以快速沉积到附近来源区域，导致许多生态系统中的汞负荷升高。汞在自然界中以金属汞、无机汞和有机汞三种方式存在着。甲基汞作为一种汞的重要有机形式，它是汞的甲基化产物，能够通过胎盘影响大脑和胎儿的生长。为了保护发育中的胎儿免受神经损伤，按照粮农组织/世卫组织食品添加剂联合专家委员会的建议，甲基汞的最大容许摄入量约为1.6毫克/千克[3]。无机盐汞主要是汞的盐类。 汞高度溶于水，被吸收在胃肠道，造成腐蚀性损害。无机汞的主要靶向器官是肾脏，肾脏主要聚集在肾近曲小管，从而引起多种肾脏问题，如多尿和蛋白尿。元素汞的主要来源是温度计和牙科汞合金。汞在室温下很容易挥发，它们被我们的身体迅速吸入，并储存在血液中。每种形式的汞对环境和人类都有严重的影响。因此，开发一种最可靠、最简单、最快速、最方便的方法来准确地检测和定期监测汞污染是非常重要的。
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