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摘 要：中国工商业发展迅速，在较多施工环节都进行了重金属的应用，着也导致重金属对施工周边环境造成了严重的影响。重金属在水环境中的应用对居民用水质量造成较大的困扰，水质重金属污染已经成为必须研究解决的环境问题，因此，需要相关人员对水质重金属检测方式进行研究。本文重点介绍了电化学传感器在水质检测中的应用，包含相关原理以及方法分析。
关键词：电化学传感器；水质重金属检测；原理；应用分析
新时代，人们在解决了温饱的问题以后，开始追寻生活环境的优越化，对于居住环境有了更高的要求。本着环保节能绿色理念的盛行，对于水环境问题进行研究是改变人们居住环境的重要研究。水污染中较为严重的是重金属污染，是伴随着重工业的不断发展所产生的环境污染。重金属大量存在于水环境中，被水生生态系统中的动植物所吸收，进入体内并进行长时间堆积，最后经过食物链的传递进入人体。大量的重金属能够与人体内某些蛋白质或酶进行结合，促进或是抑制一些生化反应的进行，对人体造成伤害。现阶段，水质重金属检测使用较多的是电化学传感器，其较为便捷、灵敏的特征为其应用带来了较大的便利。另外，电化学传感器相较于其他水质检测传感器而言花费的成本较低，能够满足较多行业对成本的控制条件。
1 电化学传感器原理
电化学传感器是结合电化学分析的基本原理以及相关实验技术进行创新设计的，能够根据待测物质的电化学性质，将其化学特征，利用电信号形式进行表现，从而实现对待测物质的含量，以及性质进行检测的一种传感器。电化学传感器的主要作用是对化学系统進行识别，并将其转变成电信号。对系统的识别作用主要是为了实现选择性的对被测物质进行识别，传感器能够与被测物质进行相互作用，将被测物质特定的化学表现形式转换成一定的信号参数，以一种新的形式，将化学被测物的质量进行体现。而传感器的传导系统则是接受这些经过转化的信号，将这些信号再转化为电子信息传递给相关电子设备，将其转化为操作人员可理解的信息进行输出。在进行电化学传感器构建过程中，其核心在于识别层的构建，电化学传感器所具有的特异性选择，以及电分析的高度灵敏性，都与该部分有着较大的联系，是电化学传感器的优势所在。一般常用的典型电化学传感器是由工作电极和对电极两部分组成，为调节电化学传感器的灵敏性以及选择性，通常会对工作电极进行材料修饰，将其制作成化学修饰的工作电极。通常，工作电极与对电极之间存在一个薄膜，将两电解进行隔开，若是采用三电极电化学感应器，则需要进行相关参比电极的设计。
2 电化学传感器应用于水质重金属离子检测
2.1 电流型电化学传感器检测重金属离子
电流型电化学传感器，采用电极将外界化学能量转变为电流信号，进行相关被测物质性质及质量检测的元器件。使用电流型电化学传感器进行水环境重金属含量的检测，主要采用的相关技术是溶出伏安法。
溶出伏安法在电化学中占有较大的比重，这是一种能够将电解质沉积与电解溶出进行结合，实现两种状态的融合和使用技术。其主要操作可分为两步：第一，相关人员将电化学感应器调节在一定的电位下，与被错误进行结合，将被测物所含离子进行电解沉积，并与电极进行结合。第二，在完成第一步操作后，对电化学感应器加入反向扫描电极点位，将第一环节沉积的电解物进行溶出，并根据感应器所呈现的结果，绘制出相关伏安曲线，制作溶出伏安特性曲线。通过观察所会得的区县，能够发现被测物质的特性以及含量，曲线的中锋在一定条件下能够与被测物质所含离子进行结合，两者浓度呈正相关。而在曲线电位峰值位置，能够正确的体现被测物所含离子的相关特性。伏安法采用这一原理，能够进行被测离子性质以及质量的检测，因此，被运用于电流型电化学传感器中，进行水中重金属含量的检测。
2.2 电位型电化学传感器检测重金属离子
电位型电化学传感器，采用电机将外界物质所含化学能量转化为相关电信号，以进行性质及质量检测的元器件。其主要包含的检测技术是离子选择性电极法，以及溶出计时电位分析法两种。
离子是重金属进行电解反应所产生的物质，采用离子选择性电极法，能够对水环境中相关金属离子进行检测。离子选择性电极采用一种选择透过膜进行离子的分离，选择性使相关离子透过电解膜，将离子的化学性质转化成电位信号，以膜电位的形式进行表现。重金属离子在选择性透过膜之间进行扩散与交换，膜两端形成一定的电势差异，通过该项差异，能够进行离子数量的确定。在采用离子选择透过法进行水质重金属检测时，还需要结合相关数据，采用能斯特方程进行计算，才能够对金属离子的浓度进行测定。现阶段，市场上存在较多离子选择性电极，在进行选择时，要结合水环境的实际情况，选择较为合适的电极。
计时电位溶出分析法所包含两个重要部分：相关人员施加电压将被测物的离子聚集在电极上，最后，再通过水溶液中的某些物质，将重金属进行氧化，并计时测算出一定时间段内所聚集的金属含量。这一方法的重点主要是金属在水溶液中形态的改变，其关键是氧化所需时间的控制，只有在恰当、稳定的电压下才能够更好地测量水中重金属的含量。
3 结束语
本文通过对电化学传感器的分类，以及在水质检测中相关原理的分析，使其能够帮助相关检测人员进行相关传感器的选择以及应用。电化学传感器具有的灵敏性，以及低成本、操作简单的特性，都使其在水环境重金属含量检测中发挥着重要的作用。现阶段，新材料以及新技术的出现也在不断促进着电化学传感器的更新换代，以便于更好的为环境保护做贡献。
参考文献
[1]顾士堂，陆娟，李丹.水体重金属污染研究现状及其治理技术[J].智能城市，2016，（9）：264.
[2]陈刚.原子吸收光谱法测定水样中铝的含量[J].建筑工程技术与设计，2015，（15）：1878.
[3]焦怀鑫，梅玉强.原子荧光光谱法测定地表水中的砷[J].浙江化工，2015，（8）：49-51.
作者简介：
高卫红，1979年，女，工程师，本科，主要从事理化试验化学分析专业研究工作
关键词：电化学传感器；水质重金属检测；原理；应用分析
新时代，人们在解决了温饱的问题以后，开始追寻生活环境的优越化，对于居住环境有了更高的要求。本着环保节能绿色理念的盛行，对于水环境问题进行研究是改变人们居住环境的重要研究。水污染中较为严重的是重金属污染，是伴随着重工业的不断发展所产生的环境污染。重金属大量存在于水环境中，被水生生态系统中的动植物所吸收，进入体内并进行长时间堆积，最后经过食物链的传递进入人体。大量的重金属能够与人体内某些蛋白质或酶进行结合，促进或是抑制一些生化反应的进行，对人体造成伤害。现阶段，水质重金属检测使用较多的是电化学传感器，其较为便捷、灵敏的特征为其应用带来了较大的便利。另外，电化学传感器相较于其他水质检测传感器而言花费的成本较低，能够满足较多行业对成本的控制条件。
1 电化学传感器原理
电化学传感器是结合电化学分析的基本原理以及相关实验技术进行创新设计的，能够根据待测物质的电化学性质，将其化学特征，利用电信号形式进行表现，从而实现对待测物质的含量，以及性质进行检测的一种传感器。电化学传感器的主要作用是对化学系统進行识别，并将其转变成电信号。对系统的识别作用主要是为了实现选择性的对被测物质进行识别，传感器能够与被测物质进行相互作用，将被测物质特定的化学表现形式转换成一定的信号参数，以一种新的形式，将化学被测物的质量进行体现。而传感器的传导系统则是接受这些经过转化的信号，将这些信号再转化为电子信息传递给相关电子设备，将其转化为操作人员可理解的信息进行输出。在进行电化学传感器构建过程中，其核心在于识别层的构建，电化学传感器所具有的特异性选择，以及电分析的高度灵敏性，都与该部分有着较大的联系，是电化学传感器的优势所在。一般常用的典型电化学传感器是由工作电极和对电极两部分组成，为调节电化学传感器的灵敏性以及选择性，通常会对工作电极进行材料修饰，将其制作成化学修饰的工作电极。通常，工作电极与对电极之间存在一个薄膜，将两电解进行隔开，若是采用三电极电化学感应器，则需要进行相关参比电极的设计。
2 电化学传感器应用于水质重金属离子检测
2.1 电流型电化学传感器检测重金属离子
电流型电化学传感器，采用电极将外界化学能量转变为电流信号，进行相关被测物质性质及质量检测的元器件。使用电流型电化学传感器进行水环境重金属含量的检测，主要采用的相关技术是溶出伏安法。
溶出伏安法在电化学中占有较大的比重，这是一种能够将电解质沉积与电解溶出进行结合，实现两种状态的融合和使用技术。其主要操作可分为两步：第一，相关人员将电化学感应器调节在一定的电位下，与被错误进行结合，将被测物所含离子进行电解沉积，并与电极进行结合。第二，在完成第一步操作后，对电化学感应器加入反向扫描电极点位，将第一环节沉积的电解物进行溶出，并根据感应器所呈现的结果，绘制出相关伏安曲线，制作溶出伏安特性曲线。通过观察所会得的区县，能够发现被测物质的特性以及含量，曲线的中锋在一定条件下能够与被测物质所含离子进行结合，两者浓度呈正相关。而在曲线电位峰值位置，能够正确的体现被测物所含离子的相关特性。伏安法采用这一原理，能够进行被测离子性质以及质量的检测，因此，被运用于电流型电化学传感器中，进行水中重金属含量的检测。
2.2 电位型电化学传感器检测重金属离子
电位型电化学传感器，采用电机将外界物质所含化学能量转化为相关电信号，以进行性质及质量检测的元器件。其主要包含的检测技术是离子选择性电极法，以及溶出计时电位分析法两种。
离子是重金属进行电解反应所产生的物质，采用离子选择性电极法，能够对水环境中相关金属离子进行检测。离子选择性电极采用一种选择透过膜进行离子的分离，选择性使相关离子透过电解膜，将离子的化学性质转化成电位信号，以膜电位的形式进行表现。重金属离子在选择性透过膜之间进行扩散与交换，膜两端形成一定的电势差异，通过该项差异，能够进行离子数量的确定。在采用离子选择透过法进行水质重金属检测时，还需要结合相关数据，采用能斯特方程进行计算，才能够对金属离子的浓度进行测定。现阶段，市场上存在较多离子选择性电极，在进行选择时，要结合水环境的实际情况，选择较为合适的电极。
计时电位溶出分析法所包含两个重要部分：相关人员施加电压将被测物的离子聚集在电极上，最后，再通过水溶液中的某些物质，将重金属进行氧化，并计时测算出一定时间段内所聚集的金属含量。这一方法的重点主要是金属在水溶液中形态的改变，其关键是氧化所需时间的控制，只有在恰当、稳定的电压下才能够更好地测量水中重金属的含量。
3 结束语
本文通过对电化学传感器的分类，以及在水质检测中相关原理的分析，使其能够帮助相关检测人员进行相关传感器的选择以及应用。电化学传感器具有的灵敏性，以及低成本、操作简单的特性，都使其在水环境重金属含量检测中发挥着重要的作用。现阶段，新材料以及新技术的出现也在不断促进着电化学传感器的更新换代，以便于更好的为环境保护做贡献。
参考文献
[1]顾士堂，陆娟，李丹.水体重金属污染研究现状及其治理技术[J].智能城市，2016，（9）：264.
[2]陈刚.原子吸收光谱法测定水样中铝的含量[J].建筑工程技术与设计，2015，（15）：1878.
[3]焦怀鑫，梅玉强.原子荧光光谱法测定地表水中的砷[J].浙江化工，2015，（8）：49-51.
作者简介：
高卫红，1979年，女，工程师，本科，主要从事理化试验化学分析专业研究工作