基于钴的磷酸盐离子选择性电极研究

文章以金属钴为基体,在其表面形成对磷酸二氢盐有良好电化学响应的氧化钴敏感膜,成功的制备了磷酸盐离子选择性电极。详细讨论了不同活化时间和不同活化溶液对磷酸盐检测的线性响应范围、响应斜率及检测限的影响。实验结果表明:该基于钴的磷酸盐离子选择性电极在0.025 mol/L邻苯二甲酸氢钾的底液中,对磷酸二氢盐在10-4~10-1mol/L浓度范围内呈线性响应,其响应斜率为-48.27 mV/dec,检测限为2.27×10-5mol/L,相关系数R2为0.99。该电极具有良好的稳定性和重现性。已成功用于实际自来水样中磷酸二氢盐的检测,结果满意。     

Br-Cl-共存溶液中Br-测定的研究

提出了一种用离子选择性电极、结合Matlab建立线性回归方程测定Br-的方法。经数理统计,回归系数R~2=1,回归方程与实验数据拟合理想。     

电极法测定粮食中氟的若干问题探讨

离子选择性电极直接电位法测定氟离子浓度具有设备简单，操作简便，快速等优点。其原理是氟电极的氯化镧单晶膜对氛离子产生选择性的对数响应，电位差随溶液中F－的活度改变而变化，电位变化符合能斯特（Nernst）公式，根据电位差求出样品中F－浓度。以下仅就电极法测定粮食中氛的若干问题作如下讨论。1试剂的影响总离子强度缓冲液（TISAB），其作用主要有：1．1调节离于强度；由于加入了较大量的等不干扰离子，使各样品溶液间与标准系列溶液间离子放度趋于一致，从而掩藏了各液离子浓度与活度之间的差异而引起的误差。1．2保持一定的P…     

基于OHS-D的四龙镇土壤重金属污染反演研究

文章以珠海一号(OHS-D)高光谱遥感卫星影像为主要数据源,利用偏最小二乘回归(PLSR)建模分析方法和地理信息系统的强大空间分析能力,结合实地采样送检化验的土壤重金属含量数据,分析了Pb、As和Cd等重金属离子在OHS-D数据中的光谱特征,建立了土壤重金属含量与OHS-D高光谱数据的偏最小二乘回归模型,对白银四龙镇农田土壤重金属含量反演并进行专题制图。结果表明,Pb和Cd的模型反演能力相当,判定系数R2分别为0.69和0.65,As的反演模型精度最高,R2为0.78。基于OHS-D数据并结合PLSR方法反演白银四龙镇土壤重金属含量,具有方法可行性与结果可靠性,可为珠海一号高光谱数据在土壤重金属反演方面的推广应用提供有益探索。     

检测重金属离子的酶膜生物传感器的构建

基于重金属对脲酶的特异性抑制作用,研制了可测定重金属离子的电位型酶膜生物传感器。论文考察了脲酶浓度、戊二醛浓度、温度和固定化时间等因素对电位响应的影响,获得了最佳的酶固定化条件,即酶浓度为0.8mg/mL,戊二醛为2.5%,温度为28℃,固定化时间为2h时酶固定化效果最好。同时还初步研究了该生物传感器的响应性能和再生能力。     

重金属离子在腐殖酸表面的吸附——类颗粒表面吸附模型

本实验用伏安质子滴定法获得重金属离子(Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+))在腐殖酸表面吸附的实验数据,并基于这些数据提出重金属离子在腐殖酸表面的络合模型。模型中引入两个实验常数:反应系数α和竞争反应常数K_H。实验结果表明,这两个常数的实验值在一相当宽的起始溶液条件下基本稳定。基于这两个常数而获得的pH相关吸附等温线和实验数据相当符合。模型中采用了由电位滴定得到的腐殖酸表面羧基浓度作为最大表面基团浓度,并对其质子解离常数进行了表面电荷影响的修正。     

用扩散层模型解释固态离子选择电极的选择性系数

基于扩散层模型解释了固态电极的选择性系数。依据Nernst方程,主要离子的浓度可用扩散系数D_B、D_C与AB+C AC+B反应平衡常数的关系来表示。这里AB代表膜材料,C代表干扰离子,方程式的形式为: 此处用下标“0”标志的浓度是表示直接感应电极电位的表面浓度,而[B]和[C]是所指物质的容积浓度。以这个模型为基础能够说明各种文献数据之间的差异。 在离子选择电极发展方面,基础研究的作用正在不断增长。着重于各种现象,对电极机能已经提出了几种模型。近来,对膜表面的扩散过程给予了很大的注意,而撇开了更难研究的膜内过程。在溶液组分和膜材料之间络合物形成反应的基础上,在有关电极灵敏度的论述中,扩散现象的详细描述可能是有用的。 关于混合相的情况,R.P.巴克曾经描述了共存的两种固相与溶液中离子的热力学平衡,但仅有J.哈瓦斯(Havas)作了扩散过程的定量叙述。在早先的文章中,我们曾就铜离子选择电极(硫化铜)对此进行了定量讨论,但因在很低浓度水平时工作上的困难,这个实例的严格实验验证是困难的。 本文中这一方法已发展为更普遍的形式。这个论述使若干电极选择性系数的理论解释有了可能。这些数值可与混合溶液法和分别溶液法实验测定值相比较,在某些情况下还能解释存在的差异。     

基于中性盐提取的土壤重金属固液分配与自由态金属离子浓度测定

采用0.01mol·L-1CaCl2、0.002mol·L-1Ca(NO3)2和纯水(UPW)3种常用提取剂对我国南方两种典型农田重金属污染土壤进行提取试验.同时,应用土壤重金属固液分配多表面模型来预测提取液中重金属含量,结合道南膜技术(DMT)测定Ca(NO3)2提取液中自由态金属离子浓度,并与ECOSAT模型计算值进行比较.结果表明,提取剂中Ca2+浓度增加能显著提高土壤重金属溶出率,而提取液pH、溶解态有机碳(DOC)浓度却随溶液Ca2+浓度增加而降低.多表面模型(Multi-Surface Model)对大部分提取液金属浓度有较好的预测效果,部分土样提取液Cu、Pb、Zn浓度的预测效果较差.DMT测定的Ca(NO3)2提取液自由态重金属浓度与模型计算值较为一致,能够较准确地测定土壤溶液自由态重金属离子浓度.     

离子电极等电势标准添加法的研究

在离子电极直接电位法中,用得较多的标准添加法及其Gran作图法的改进研究工作近年来颇为活跃。这些工作多基于电极电位(E)的测量和电极响应斜率(S)的校正。由于△E测量的误差和S随溶液体系、温度、时间等因素的变化,使得测量准确度的提高较为困难。 文献[1]提出的改进的标准加入法虽有不需求S之优点,但由于电极的滞后效应以及稀释体积过大,也难以做到快速、准确。 本文提出了一种以标准添加体积作直线图,利用截距求解的“等电势标准添加法”。这种直线图既不需要离子电极的电位,也不需要响应斜率,方法的准确度尚优于Gran作图法。与文献的方法相比,不但避免了其缺点,而且计算和作图也较为简便。     

基于遥感时-空-谱特征及随机森林模型的土壤重金属空间分布预测

获取土壤重金属的含量特征及空间分布是预防土壤污染和制定环保政策的关键.选取济南市长清区为研究区,系统采集304处表层土壤样品（0~20 cm）,利用多源遥感数据构建土壤重金属的光谱特征、时间特征和空间特征;进一步采用相关分析法选择出与土壤重金属密切相关的时-空-谱特征,并将其作为输入自变量,实测土壤砷（As）含量值为因变量,建立基于随机森林（RF）算法的空间预测模型,完成土壤重金属的含量估算和空间分布预测.结果表明：①As含量均值超出背景值43.17％,低于农用地土壤污染风险规定的筛选值和管控值,表明As在土壤中出现富集,但处于可管控范围内.②在单个遥感特征构建的土壤重金属空间预测模型中,精度由高到低依次为：空间特征（RPIQ=3.87）>时间特征（RPIQ=2.57）>光谱特征（RPIQ=2.50）,空间特征对土壤重金属空间预测最为重要.③基于“时间-空间”、“时间-光谱”和“空间-光谱”组合特征的土壤重金属空间预测模型均优于单个特征构建的模型,其精度系数RPIQ值分别为4.81、4.21和4.70.④利用“时间-空间-光谱”特征组合输入的随机森林模型达到最佳的空间预测精度（R²=0.90;RMSE=0.77;RPIQ=5.68）.⑤As在空间分布上从西北到东南含量逐步降低,主要受到黄河冲淤积和工业活动影响.研究采用的遥感时-空-谱特征结合随机森林算法的土壤重金属空间预测技术,可为土壤污染防治及环境风险管控提供有效的方法支持.     

不同土壤中镍的离子活度研究

自由离子浓度(或活度)是决定重金属的生物有效性和化学行为的关键因素,然而土壤系统中自由金属离子的活度测定与模型预测还存在很多不确定因素。该研究以重金属元素镍为研究对象,从它的固液分配系数、自由离子活度影响因素出发,通过经验的多元回归模型以及腐殖质平衡模型(WHAM VI)分析了影响其指标变化的关键因子。结果发现,土壤孔隙水的pH是影响镍在土壤固/液相分配的最关键因子,可以解释91%固液分配系数(K_d)的变化;同时,它也是影响自由镍离子活度占总镍百分比的最关键因子(r~2=0.74),土壤孔隙水中溶解性有机碳含量(DOC)可以提高回归模型的预测,但贡献率仅占10%。使用WHAM VI预测土壤孔隙水中自由镍离子活度的结果显示,采用惯用的65%活性富里酸(AFA)代替孔隙水中的活性DOM会导致预测值低于道南膜技术(DMT)测定值20%左右(碱性土壤除外),两者均方根误差(RMSE)达到15.7。分别降低碱性、中性、酸性土壤中的%AFA至50%、10%、5%,模型预测能力显著提高,预测值与实测值百分比的RMSE达到8.65。其研究结果说明土壤中的活性DOM比例较低(5%～50%),尤其对于中性与酸性土壤来说,活性DOM≤10%。该研究结果对于土壤系统的模型构建与重金属镍的环境风险评估具有重要意义。     

压粉法制备微型Sb/Sb2O3固体pH电极

目的研究压粉法制备微型Sb/Sb2O3全固态pH电极,克服玻璃电极的不足。方法压粉法制备Sb/Sb2O3固体pH电极,利用扫描电子显微镜、X射线衍射研究电极表面成分分布与特征,利用电位法、循环伏安法、断电流法对所制备的电极性能进行研究评价。结果该电极的有效成分均匀分布于电极表面,电极活化时间小于200 s。在pH值为1.0~5.0范围内有良好的线性响应,其响应斜率为-32.87 m V/pH。该电极具有良好的抗离子干扰能力和可逆性,循环伏安测试证实了该电极的电极反应,将该电极应用于溶液pH值的测量,与玻璃电极相比误差约为0.05,满足测量的需求。结论利用压粉法成功制备了Sb/Sb2O3固体pH电极。     

固定化活性污泥吸附重金属离子的试验研究

讨论了固定化活性污泥对重金属离子的吸附。在实验条件下 ,温度对固定化活性吸附金属的影响并不显著 ,而体系pH值和底物浓度的影响较为重要 ,固定化活性污泥对Cu2 + 的吸附符合Langmuir模型。研究了固定化细胞填充柱对各种金属离子的吸附特性和选择性 ,固定化活性污泥对Cu2 + 离子的吸附性能明显高于Cd2 + 和Zn2 + 。     

一种可同时检测挥发性氯代烷烃和氯代烯烃的电子鼻的研制

开发了一种可用于快速检测挥发性氯代烷烃和氯代烯烃气体的电子鼻系统.该电子鼻系统的核心检测部件为3个金属氧化锡传感器及一个光离子化传感器(PID)所构成的传感器阵列.基于对9类单一成分标准气体和5类混合标准气体的测试分析建立了气体类型识别模型,然后通过加标实验与气相色谱法比较验证了电子鼻系统检测的有效性.结果表明:①电子鼻中各传感器对氯代烯烃和氯代烷烃的响应有差异.PID对氯代烷烃无响应,对氯代烯烃有线性响应(R2>0.997).传感器TGS2602对四氯化碳(CT)、三氯甲烷(TCM)和1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)较为灵敏,对前两者的定量性较好,但对1,2-DCA的线性响应很差.传感器TGS2600和TGS2620对二氯甲烷(DCM)和1,2-DCA较为灵敏,且线性响应程度好(R2>0.995).②建立了基于传感器阵列信号的气体类型简单识别模型:选用PID计算氯代烯烃浓度,TGS2602计算CT和TCM浓度,TGS2600或TGS2620计算DCM和1,2-DCA浓度.③TGS2602对标准混合气体的响应强度小于单物质响应强度之和,其它传感器对标准混合气体的响应强度接近于单物质响应强度之和.④电子鼻对污染水样中DCM和四氯乙烯(PCE)混合气体的检测结果与气相色谱分析值呈线性相关,相关系数R2>0.96.     

麦芽糊精修饰测酚酪氨酸酶膜电极的研制

研究了用麦芽糊精修饰的电流型酪氨酸酶膜电极测水中酚类污染物质的方法。电极的工作条件为 :工作电位- 1 0 0mV ,工作pH值 5 4 0 ,测量时间 3min。在此测量条件下 ,所研制电极对苯酚浓度的检测下限为 1 0 0×1 0 - 6 mol L ,线性区间为 1 0 0× 1 0 - 6 ～ 1 0 0× 1 0 - 4mol L ,精密度和准确度良好 ,分别为 2 5 %和 0 2 0 % ,并具有一定的抗阴阳离子干扰的能力。此电极对其它酚类物质如邻苯二酚、对氯苯酚、间甲酚等都有良好的响应。在使用 72h后 ,电极响应最好 ,1周后电极仍可用于检测     

提高海水pH值检测精度的方法综述

针对海水淡化酸碱度的检测问题,分析了提高pH值检测精度的方法。分别从基于电化学原理的电位检测法和H+试剂分析法上进行了阐述;在电位检测法中,可以通过提高测量电极的精度、增大输入电阻值和设计温度补偿电路等方法提高pH值的检测精度;在H+试剂分析法中可以通过缩小测量范围、利用敏感指示试剂和双分光光度计等方法提高pH值的检测精度。     

Pxrf土壤重金属检测的影响因素、模式与校正方法

针对便携式X射线荧光光谱（Pxrf）法测定土壤重金属检测精度不足的问题,提出一种以Pxrf测定值及场地参数的特性关系为基础的通用建模方法和流程,用以构建适用于各场地特性的Pxrf校正模型,以提高Pxrf的测量准确度.以北京某典型矿区污染场地为例开展研究,选取土壤中Pb、Sr、Cu、Fe、Mn、Zn 6种重金属,通过潜在相关因子（土壤有机质含量、含水率、实际污染物含量）及其不同数学变换形式（指数、对数、幂函数的数学变换）与Pxrf测定值的相关分析,识别显著影响Pxrf测定值的影响变量、影响程度及影响形式;基于影响因子识别结果,建立其与Pxrf的数学模型表达式,实现Pxrf测定值校正,准确值提高的目的.结果表明：Pb、Cu、Zn 3种重金属的Pxrf测量值与实际浓度呈现显著相关,相关系数值为0.75~0.82;重金属Sr、Fe、Mn相关系数值为0.25~0.52,其相关性稍差.含水率对Pxrf检测影响程度从小到大排列依次为Sr、Mn、Cu、Pb、Zn,相关系数值范围为0.1~0.7.所有重金属的Pxrf测量值受土壤有机质含量影响弱,相关系数均低于0.5.经模式变换后,重金属Zn、Pb、Cu的Pxrf测量值与实际浓度相关性呈增大趋势（增大了4%~13%）;其他重金属无显著变化.模型校验结果显示,Pb、Zn、Cu、Mn四种重金属的模型可用来提高该场地Pxrf法检测精度.相较于原始Pxrf测量值,可用模型中经校正后的Pxrf值的相对误差从32.4%~56.6%降至4%~29.9%.     

电化学微传感器检测水中痕量铜离子

为改善微电极在阳极溶出伏安法检测重金属离子过程中低电流响应和低电催化能力的缺点,提出了一种在碳纤维微电极表面合成还原氧化石墨烯/纳米金材料制得还原氧化石墨烯纳米金修饰碳纤维微电极（rGO/AuNPs CFMEs）的方法.通过SEM表征,所制备的rGO/AuNPs CFMEs具有比表面积高、吸附能力强和催化活性好的特点,因此改性微电极适合作为方波阳极溶出伏安法（SWASV）测定水中铜离子（Cu²⁺）的工作电极.在构建微传感器测试水中痕量铜离子系统后,对pH值、电导率、富集时间和富集电位等检测条件进行了优化.在pH值为4,电导率为36.1S/m,富集时间为360s,富集电位为-1.2V的最佳条件下,铜的线性范围和检出限分别0~1.0μmol/L和2.4nmol/L.此外,微传感器的可重复性、长期稳定性以及选择性也得到了验证.     

烷基糖苷对土壤中重金属的去除研究

通过振荡分离实验研究了烷基糖苷(APG)对土壤中Cu、Zn、Pb和Cd的去除作用,考察了烷基糖苷淋洗液的pH值、浓度、离子强度等对重金属去除率的影响,并对烷基糖苷处理前后土壤中重金属的形态进行了分析.结果显示,烷基糖苷对土壤中重金属的去除率受淋洗液pH值的影响且随淋洗液浓度的增加上升,当烷基糖苷淋洗液的pH为52、浓度...     

双信号细胞电化学法检测氯酚类的毒性

以多壁碳纳米管和离子液体复合修饰电极(MWCNTs-IL/GCE)为工作电极,运用线性扫描伏安法(LSV)研究了人乳腺癌(MCF-7)细胞的电化学行为,检测到了2个明显的氧化峰,其氧化峰电位分别为0.725 V和1.038 V.结合4种嘌呤碱基与模型细胞的电化学行为比较与高效液相色谱分析,确定细胞的电化学响应来源分别为细胞质中黄嘌呤与鸟嘌呤、次黄嘌呤与腺嘌呤的电化学氧化.基于2个响应信号峰电流的变化,研究了五氯酚(PCP)、2,4,6-三氯酚(TCP)和2,4-二氯酚(DCP)对MCF-7细胞的毒性效应,根据剂量-效应关系曲线计算半数抑制效应浓度(IC50)值,并与四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法进行比较.结果发现,氯酚类污染物对MCF-7细胞活性有明显抑制作用,细胞电化学法与MTT法测得细胞毒性顺序均为:PCPTCPDCP,表明细胞电化学法可以快速、准确地评价氯酚类污染物的细胞毒性.该研究结果可从核苷酸代谢角度为危害化学品的安全无标记、准确客观的毒性评价方法建立提供新思路.