王继阳 胡敬芳 宋钰 高国伟 邹小平

1. 北京信息科技大学 传感器北京市重点实验室，北京 100101；2.北京信息科技大学 现代测控技术教育部重点实验室，北京 100192；3.传感器国家重点实验室，中国科学院电子学研究所，北京 100190

一、引言

随着社会的快速发展，人类对大自然造成的污染也日益增加，伴随而来的水质重金属污染成为了我们必须解决的问题[1]。环境建设迫在眉睫，如何对江河、湖泊、海洋等流域中重金属离子浓度的准确、快速测量成为了科技工作者的重要科研目标。

重金属是指原子密度大于4.5g/cm3，原子的重量在63.5～200.6之间的元素，主要有Cu、Mn、Zn等[2]，虽然有些是人体不可缺少的元素，但是其一旦在人体内富集就会对人们的健康造成不可逆转的伤害。

近些年来，我国重金属污染事件给社会和经济带来了非常恶劣的影响。例如：2014年广东一家电解厂通过下水道排放生产污水，导致周边地区水中铬、镍、铜严重超标数十倍，造成大量的鱼虾死亡[3]；2016年宜春中安实业有限公司为了规避监管，恶意偷排未经任何处理的污水，外排口水中镉浓度严重超标，导致袁河及仙女湖镉、铊、砷超标，从仙女湖取水的新余市第三水厂取水中断，部分城区停止供水，给人们生活带来了很大的困扰[4]；2017年江西九江矿冶公司因非法排污造成附近农田镉严重超标，其生长的大米检测出镉含量超出标准8倍，但并不知情的当地村民仍食用污染田地生产的大米，不少村民被检测出镉超标，甚至有些居民出现了身体畸形的情况[5]……因此，水质重金属污染问题十分严峻，它直接关系到人民群众的身体健康。