刘 欣1,2 姜浩延1,2 边 超1 李 洋 佟建华

( 1.中国科学院空天信息创新研究院 传感技术国家重点实验室, 北京 100190;2.中国科学院大学 电子电气与通信工程学院, 北京 100049 )

硝酸盐作为主要的含氮无机物广泛存在于自然界中。由于硝酸盐具有极强的溶解性，过量的硝酸盐可通过淋滤、渗透等方式进入地下水或富集于土壤之中。尽管硝酸盐本身毒性极微弱，但在缺氧的环境下可被还原形成亚硝酸盐，对人体造成危害。现行的《生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)》规定饮用水中硝酸盐浓度应小于10mg/L[1]。因此，对环境中硝酸盐含量的检测十分必要。检测人员可利用硝酸盐易溶解特性，提取不同类型的环境样本的浸出液，从而将环境中硝酸盐检测问题转换为溶液中硝酸盐检测问题。

本研究针对水环境中硝酸盐的快速检测，基于电化学检测方法，设计并实现了一种全自动的水环境硝酸盐电化学检测系统，内容包括：硝酸盐电化学检测原理与方法、低噪高灵敏度的电化学分析系统软硬件设计、交互式控制软件系统设计、系统性能验证实验及数据分析等。

1 硝酸盐检测原理

我国现行环境中硝酸盐的测试方法主要包括：分光光度法、气相分子吸收光谱法、紫外分光光度法(试行)[2]。以上方法具有稳定性好、检测灵敏度高、分辨精度高的优点，但均需要复杂的光电测试系统，其成本高、系统庞大，仅限于实验室内使用，不适用于现场快速检测。 电化学方法基于硝酸根敏感材料修饰的电极在溶液中进行还原反应，以反应过程中的还原电流作为表征硝酸根浓度的物理量，具有检测灵敏度高和便与集成的优点，受到越来越多研究开发人员的关注。……