刘 宁，赵 国，王旭明，刘 刚

•农业生物环境与能源工程•

复合纳米材料修饰丝网印刷电极检测土壤中铅和镉

刘 宁1,2，赵 国3，王旭明2，刘 刚1,2※

（1. 中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室，北京 100083；2. 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室，北京 100083；3. 南京农业大学人工智能学院，南京 210031）

为了快速、准确、低成本检测土壤中痕量Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)，该研究应用电化学还原和滴涂方法制备了一种铋膜/Nafion/还原氧化石墨烯/离子液体复合纳米材料修饰的丝网印刷电极（Bi/Nafion/rGO/IL/SPE）。通过扫描电子显微镜、循环伏安法和能量色散谱手段表征了修饰电极的电化学分析性能，结果显示修饰材料增大了电极的比表面积、增强了电极的电子传输能力并提高了电极对目标重金属的沉积量。利用标准溶液优化了试验参数，最优参数下的修饰电极检测性能为：在1～80g/L范围内，Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的峰值电流与其浓度的校正模型决定系数分别为0.993和0.985，Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的理论检测限分别为0.124和0.232g/L（S/N=3）。应用实际土壤样品验证了Bi/Nafion/rGO/IL/SPE的实用性，结果显示：Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的平均加标回收率分别为98.71%和98.93%，表明该修饰电极可以用于土壤中痕量Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的检测。

重金属；土壤；离子液体；氧化石墨烯；铋膜；Nafion；丝网印刷电极

0 引 言

重金属Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的毒性高且难以被生物降解，即使在痕量水平也会对大脑、肾脏、血液、神经等器官造成严重损害[1-2]。由于污水灌溉、化肥农药滥用以及工业废物、废液、废气过量排放等不当的人类活动，导致Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在土壤中大量沉积[3]。Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)会被农作物根系吸收并在动物体内积累，可在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集进入人体，最终造成经济损失和危害人类健康[4-5]。……