重金属铅的危害

目前，水体重金属污染状况令人担忧。其中，铅离子污染也是大家最为关心的问题。我国地表水体中铅污染现象仍比较普遍，由长江、珠海、黄河等携带入海的重金属污染物重量约为3.4万吨，全国近岸海域海水采样品中铅的超标率为62.9%，最大值超一类海水标准49倍。

如果长期摄入铅离子，将会对健康产生潜在的影响。比如，过量摄入的铅离子可使中枢神经系统与周围神经系统受损，引起脑病与周围神经病。对于婴儿和儿童来说，主要体现在身体或智力发育迟缓；对于成年人则主要体现在肾脏出问题及高血压；对于孕妇来说更为严重，可能会导致胎儿神经系统发育迟缓，出生后可表现神经行为和智能发育落后，严重可致死产。

水中铅污染物来源多样，比如说可能源于冶炼、制造和使用铅制品的工矿企业、家庭管道腐蚀、天然矿藏侵蚀等。

图1.Pb(II)的危害及可能含有Pb(II)的物品

如何分析和检测水中的铅离子？

对此，科研人员一直在探寻新的方法，包括火焰原子吸收光谱法、双硫腙比色法、电感耦合等离子体质谱法、电化学方法等。其中，近十几年发展起来的表面、界面电分析化学及纳米技术等，使得电分析化学跻身于高科技领域，这也促进了电分析化学的发展和在环境、食品和医学等方面的应用。

在环境中重金属污染物纳米电分析新方法新原理方面，中科院合肥物质科学研究院黄行九研究员进行了很多探索和尝试，他首次将大科学装置同步辐射技术运用到纳米环境电分析化学中去，并结合理论模拟计算等，提出了以纳米材料的晶面与晶相特性来构建电化学敏感界面的方法，较为系统地开展了有关导电碳基纳米吸附材料和非导电性纳米吸附材料电化学敏感方法研究，揭示了“纳米材料选择性吸附产生选择性电化学响应”这一规律，从而提出了利用纳米材料对目标物的吸附特性设计高灵敏、高选择性电化学敏感界面的普适方法。

电分析化学方法中的溶出伏安法是目前比较通用的方法，又称反向溶出极谱法，这种方法是使被测的物质，在待测离子极谱分析产生极限电流的电位下电解一定的时间，然后改变电极的电位，使富集在该电极上的物质重新溶出，根据溶出过程中所得到的伏安曲线，找到水中的铅离子，并进行定量分析。然而，利用溶出伏安法检测重金属离子时，富集过程中不同的重金属离子之间形成金属间的化合物及在修饰电极表面产生了竞争吸附，从而使得同时检测多种重金属离子时，它们之间的干扰比较严重，无法准确的检测某种特定重金属离子。

高灵敏的检测方法

近期，中科院合肥研究院就探索出一种检测更为灵敏、选择性更强的方法，来准确检测水体中的铅离子污染物。

科研人员选择了二硫化钼（MoS2）和还原氧化石墨（RGO）进行了尝试。他们将MoS2与具有良好导电性的RGO进行复合，利用MoS2/RGO纳米复合物材料，构筑出电化学敏感界面检测铅离子。

在这个过程中，RGO提高了电子的传递速率，促进Pb(II)的氧化还原反应过程；与此同时，铅离子吸附到MOS2/RGO纳米复合材料表面，随后直接在导电性较好的RGO上进行原位催化，发生了氧化还原反应。

由于被MOS2/RGO纳米复合材料吸附的铅离子不需要解吸附到电极表面，而是直接被RGO催化，能够显著地促进原位还原-再氧化反应，从而极大地提升电化学溶出信号。因此，MOS2与RGO进行复合大大提高了MOS2/RGO纳米复合材料的电化学传感活性，从而实现对Pb(II)的高灵敏检测。

图2.MOS2/RGO纳米复合材料电化学检测Pb(II)示意图

新方法的潜在应用价值

科研人员提出的方法用来检测污水处理厂进水口水样中的铅离子，获得了较为准确的检测结果与满意的回收率。这表明该方法具有检测实际水样中污染物铅离子的应用潜力。我们知道，生活中不可避免的接触到含铅较高的物品，比如说松花蛋、爆米花、薯条、膨化食品等食物，以及一些化妆品等。在将来，或许可以将这种新的检测方面应用于这些物品上面，让我们能够更有效地远离铅污染。

图3. 新方法有望用在含铅较高的物品上