水環(huán)境重金屬檢測微傳感器及自動分析儀器的研究.pdf

1、近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，但是隨之而來的環(huán)境污染問題也不容小視。工業(yè)廢水的大量排放和礦產(chǎn)資源的過度開發(fā)等人為因素加重了水環(huán)境的重金屬污染。水體中溶解的重金屬一般無色無味，通過視覺、嗅覺和味覺無法察覺，但是重金屬對人體和動植物的危害卻非常大，而且有累積效應(yīng)，因此發(fā)展水環(huán)境重金屬的快速現(xiàn)場檢測技術(shù)意義重大。
　　 本文選擇電化學(xué)溶出伏安法作為水環(huán)境重金屬現(xiàn)場檢測的有效手段，分析了溶出伏安檢測的基本原理和定量方法，針對溶出伏安法重

2、金屬檢測傳感器新材料、微型化和集成化三個主要發(fā)展方向分別進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了海水重金屬元素自動分析儀成功應(yīng)用于渤?，F(xiàn)場檢測，最后初步設(shè)計研制了應(yīng)用于太湖水質(zhì)監(jiān)測的水環(huán)境重金屬無線監(jiān)測儀器。本文研究工作得到了國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）項(xiàng)目和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）項(xiàng)目的資助。
　　 本文所做的主要工作如下:
　　 1.使用實(shí)驗(yàn)室自行研制的重金屬分析儀，結(jié)合差分脈沖溶出伏安法，采用預(yù)鍍汞膜法

3、對水環(huán)境試樣中的鋅、鎘、鉛、銅等4種重金屬離子進(jìn)行了測定，并提出了純水背景溶液和海水背景溶液不同的測試方法，對純水背景溶液檢測的準(zhǔn)確度高，精密度達(dá)到5％左右，對海水背景溶液也進(jìn)行了有效測定，精密度控制在15％以內(nèi)，檢出限達(dá)到0.1-0.3μg/L。
　　 2.針對傳感器敏感膜新材料的發(fā)展方向，對同位鍍鉍膜法測定重金屬離子進(jìn)行了探索，確定了純水背景溶液的測定條件，并探索了同位鍍鉍測定海水的方法，發(fā)展了環(huán)境友好型的重金屬敏感物質(zhì)。<

4、br>　　 3.針對傳感器微型化的發(fā)展方向，研制了帶狀微電極陣列，電極陣列由100個帶狀微電極組成，電極間距64μm，每個微電極寬6μm，厚100nm，長8mm，并對電極進(jìn)行了尺寸和伏安特性表征，證明電極特性良好，不鍍膜用于鉛、銅混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的檢測效果良好。
　　 4.針對傳感器集成化的發(fā)展方向，在同一個硅基底上將光尋址電位傳感器和微電極陣列集成在一起，制作了光電復(fù)合微陣列傳感器，在檢測時可以根據(jù)需要充分發(fā)揮光尋址電位傳感器和

5、微電極陣列各自的優(yōu)勢，在復(fù)合檢測時可以建立線性回歸模型提高抗干擾能力。
　　 5.在傳感器研究的基礎(chǔ)上，將自動化技術(shù)和化學(xué)分析技術(shù)有效結(jié)合，研制了海水重金屬元素自動分析儀，儀器各項(xiàng)指標(biāo)均通過了第三方檢測，并經(jīng)歷了多次現(xiàn)場海試，填補(bǔ)了國內(nèi)海水重金屬現(xiàn)場在線檢測儀器的空缺。
　　 6.將傳統(tǒng)的重金屬檢測技術(shù)與新興的無線通訊技術(shù)結(jié)合，研制了水環(huán)境重金屬無線監(jiān)測儀器，應(yīng)用優(yōu)化的水路結(jié)構(gòu)，大大提高了儀器的便攜性，儀器初步測試功能良