環(huán)境空氣中鉛的快速檢測方法研究

朱麗華(深圳市北京大學(xué)深圳研究院分析測試中心有限公司，廣東 深圳 518000)

環(huán)境空氣中鉛的快速檢測方法研究

朱麗華(深圳市北京大學(xué)深圳研究院分析測試中心有限公司，廣東 深圳 518000)

文章描述了鉛對人體的危害性，并對目前檢測鉛離子的常規(guī)方法和技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析研究得出：溶出伏安法、分子印跡技術(shù)、納米薄膜鉛離子傳感器技術(shù)具有很好的發(fā)展前景。

環(huán)境檢測；鉛；分析檢測；方法

鉛作為一種重金屬元素對人類的身體會產(chǎn)生極大的危害，包括對人體的神經(jīng)系統(tǒng)，造血系統(tǒng)以及消化和內(nèi)分泌系統(tǒng)等等都會產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，另外人體中鉛含量過高還會導(dǎo)致骨骼的發(fā)育和身體的生長產(chǎn)生異常，通過作用在靶器官上，對人體造成危害。對于兒童而言，鉛中毒是一個不許要關(guān)注的問題，它可能會影響到兒童的智力以及身體的生長，同時對孩子的認(rèn)知學(xué)習(xí)以及記憶的等行為產(chǎn)生損害，嚴(yán)重的會導(dǎo)致兒童癡呆的情況。經(jīng)過學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，對于兒童而言，一旦血液中的鉛含量超過0.1mg/L，無論是否有相應(yīng)的癥狀出現(xiàn)，都將視其為鉛中毒。

重金屬鉛由于其特殊性質(zhì)，可以在生物體內(nèi)長期積累，并且很難清除，造成極大的危害，因此，對于鉛離子的檢測在近年來備受關(guān)注。對著科技水平的不斷提高，檢測技術(shù)也在飛速發(fā)展，在多個領(lǐng)域都相應(yīng)研究出了較為穩(wěn)定靈敏的鉛含量檢測方法，從而為保護(hù)環(huán)境及人類身體健康做出了重大貢獻(xiàn)。

如何能夠減少鉛中毒的可能，對其進(jìn)行防范，對于每個人而言，都需要提高意識，增強(qiáng)在這方面的知識，對資金進(jìn)行科學(xué)的自我保護(hù)。但是很多情況下是防不勝防的，比如在車間等作業(yè)現(xiàn)場，尤其是鉛蓄電池生產(chǎn)車間，鉛會以化合物等各種形式漂浮在空氣中，長期下來，會對工人的身體健康造成極大威脅[1]，然而現(xiàn)有市場上卻沒有切實可行的作業(yè)現(xiàn)場檢測方法，這個問題亟待解決[2]。

1 現(xiàn)有技術(shù)

目前已報道的檢測鉛離子的方法有：分光光度法（邱罡，謝凝子，高靈敏度顯色劑在分光光度法測定鉛中的應(yīng)用；理化檢驗(化學(xué)分冊)，2010），電化學(xué)分析法（于春梅，顧海鷹；電化學(xué)預(yù)處理玻碳電極示差脈沖伏安法測定水中痕量鉛，理化檢驗(化學(xué)分冊)，2010），原子發(fā)射光譜分析法（李良軍，姚永生，王秋蓮；電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鉛精礦中6種元素，冶金分析，2010），對于痕量的鉛離子來說，用上述的三種方法都不是很合適，首先前兩者的靈敏度不適合微量離子的測量，另外想要用源自發(fā)射光譜分析儀器進(jìn)行測量，造價比較高昂，對于需要現(xiàn)場進(jìn)行的在線分析并不適用。綜上，一項適用于鉛離子檢測的靈敏度較高的方法亟需被找到。

2 新技術(shù)發(fā)展趨勢

（1）溶出伏安法：對于當(dāng)前進(jìn)行鉛離子檢測的方法而言，溶出伏安法是一個應(yīng)用較為廣泛的方法，其中較為重要的原因就是它可以對水中的痕量物質(zhì)進(jìn)行分析，從而檢測出血液中的含鉛濃度。目前關(guān)于利用溶出伏安法中的陽極檢測技術(shù)對血液中鉛含量的測定已經(jīng)較為成熟。具體的操作方法可以分為兩部來運(yùn)行，首先是對離子進(jìn)行富集作用，其次是將離子溶出。但是該方法在進(jìn)行金屬的富集時多選用汞作為基本原料，因而會產(chǎn)生一定的環(huán)境污染，需找更為環(huán)保的材料對其取代，是如今研究的重點(diǎn)

（2）分子印跡技術(shù)（MolecularImprintingTechnique，MIT），該技術(shù)的主要原理就是把需要進(jìn)行識別測量的固定分子當(dāng)做一個模板，對其進(jìn)行溶解，同時向其中加入一定量的具有特定功能的單體和起到交聯(lián)作用的試劑，進(jìn)行混合，從而引發(fā)聚合反應(yīng)，生成具有較高交聯(lián)度的聚合物。又由于模板分子存在于其結(jié)構(gòu)內(nèi)部，能夠與其他的功能單體發(fā)生作用，同時可以將其利用物理或者是化學(xué)反應(yīng)的作用進(jìn)行清洗，從而使得聚合物中形成具有與模板分子形狀相同的孔穴，并且形成與模板分子互補(bǔ)的官能團(tuán)，方便識別模板分子。通過分子印跡技術(shù)形成的聚合物具有的一大特點(diǎn)就是，模板分子可以重復(fù)使用。總結(jié)該項技術(shù)的特點(diǎn)主要包括：首先，該技術(shù)能夠進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，對不同的分子進(jìn)行規(guī)劃，識別；其次，由于模板聚合物和模板分子是一一對應(yīng)的關(guān)系，因此可專一性識別特定的模板分子。1989年美國化學(xué)家Kabanov和Nishide利用分子印跡技術(shù)制備了金屬離子印跡聚合物，獲得對印跡金屬離子具有高度選擇性識別功能的印跡聚合物，目前尚未有鉛離子的印跡聚合物及其相關(guān)印跡檢測。

（3）納米薄膜鉛離子傳感器：光子晶體及基于光子晶體的各種納米結(jié)構(gòu)材料的制備及性質(zhì)研究是近年來物理、化學(xué)及材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。其特點(diǎn)是介電常數(shù)的變化及排列分布情況都會產(chǎn)生周期性的變化，從而對材料中存在的光子進(jìn)行調(diào)節(jié)。材料中介質(zhì)折射率會由于材料的相應(yīng)性質(zhì)的改變而變化。通過布拉格散射原理可以得知，光子的帶隙可以在一定情況下發(fā)生向紫外或是紅外方向移動。通過光子晶體材料能夠根據(jù)環(huán)境進(jìn)行黛西移動的特點(diǎn)，科學(xué)家們設(shè)計出了多種化學(xué)傳感裝置。納米材料由于其具有特殊的性質(zhì)，不同于傳統(tǒng)的宏觀物質(zhì)和微觀粒子，因此收到了科學(xué)家的青睞。對于其材料的研究可以追溯到上個世紀(jì)七八十年代。隨著技術(shù)的進(jìn)步，納米材料越來越廣泛的得以應(yīng)用。包括將其用于材料表面的修飾以及在電極上的負(fù)載等諸多應(yīng)用。米納米材料具有獨(dú)特的光電化學(xué)性質(zhì)，得以在傳感方面廣泛應(yīng)用。對于今后的研究而言，納米材料使用將會促進(jìn)重金屬離子傳感器在多個領(lǐng)域的運(yùn)用。

3 結(jié)語

通過對檢測鉛離子的常規(guī)方法和技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析研究得出：溶出伏安法、分子印跡技術(shù)、納米薄膜鉛離子傳感器技術(shù)具有很好的發(fā)展前景，尤其是鉛離子傳感器技術(shù)在食品、環(huán)境、臨床分析上應(yīng)用更為廣泛。

[1]李宏衛(wèi)，曹建勁，蘇志華.鉛檢測方法研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，(19):8255-8256+8262.

[2]彭冬冬，陳松根，董雪梅，鐘國鳴.兩種不同采樣方法對空氣中鉛檢測結(jié)果的影響[J].環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué)，2013，(03):205-206.

朱麗華（1985-）本科，女，漢族，主要從事環(huán)境檢測研究