【儀器網 能源環境】經常出現小說與影視劇中的砒霜是人們印象中毒藥的代表。雖然看似離日常生活很遙遠，但是實際上，砒霜的主要組成元素砷(As)卻是地下水的主要污染物，嚴重威脅著人類健康。世界上很多國家都面臨著砷污染的挑戰，包括美國、孟加拉、印度、阿根廷以及中國。
 

　　自然界中，砷以無機砷和有機砷兩種形式存在。有機砷化合物毒性較小，主要存在于海產品中。而無機砷通常含有劇毒，砒霜(三氧化二砷)就是其中之一。污染地下水的是無機砷，包括As (III)和As (V)(經常稱為亞砷酸鹽和砷酸鹽)，主要來源于含砷巖石與水的相互作用。長期飲用含砷量較高的地下水會造成飲水型地方性砷中毒(地砷病)，癥狀包括色素沉著變化、手掌和雙足出現角化過度等，嚴重者還可能引發皮膚癌、膀胱癌和肺癌。
 

　　我國地下水砷污染嚴重，除新疆、內蒙古、山西等砷中毒情況發現較早的地區外，遼寧西部、四川中部、河南、安徽等地也是高風險地區。據統計，約有1958萬人生活在砷污染的高風險區。地下水的砷污染主要是天然污染，很難進行治理，但飲用水砷含量超標的問題卻并不難解決，只需改換成地表水源或者砷含量較低的地下水即可。而且在城市等集中供水的區域，飲用水經過自來水廠處理，基本不用擔心砷含量超標。因此，應對砷中毒的關鍵就在于砷的檢測。
 

　　常規的砷污染檢測方法有石墨爐原子吸收法、原子熒光法以及銀鹽比色法等，這些方法測定周期長，而且檢測儀器比較笨重，不適宜現場快速檢測。因此具有儀器簡單、小型化、響應時間短、成本低等特點的電化學分析方法得到了廣泛應用。目前電化學分析法檢測砷主要是As (III)，對As (V)的檢測能力不足。As (V)是砷在富氧環境中的主要存在形式，而且毒性更強，因此為了在砷檢測中得到更廣泛的應用，電化學法也需要開發針對As (V)的特異性檢測。
 

　　近日，青島農業大學李峰團隊研發出一種簡單的免固定電化學傳感方法，可以實現As (V)的高靈敏、高選擇性檢測。這種方法的基礎在于As (V)與磷酸鹽的結構相似，但是As (V)與CeO2的結合力比磷酸根與CeO2的相互作用更強。研究團隊設計合成了一種亞甲基藍標記的短鏈DNA(MB-ssDNA)，這種MB-ssDNA遇到銦錫氧化物(ITO)電極時很容易在電極表面擴散，產生明顯增加的電化學信號。而MB-ssDNA與CeO2結合形成分復合物卻很難擴散，電極產生的電化學信號就會比較小。如果反應溶液中出現As (V)，MB-ssDNA在復合物中的位置就會被As (V)取代，從而被釋放到溶液中，使電化學信號出現明顯增強。因此根據電化學信號的變化就可檢測As (V)。
 

　　這種新的電化學檢測方法簡單快速，并且具有高特異性和高效率，可以在地方性砷中毒排查或水砷污染狀況調查發揮重要作用，而且彌補了電化學檢測法在砷酸鹽檢測方面的不足，使電化學法在砷污染檢測方面有了更大的應用空間。
 

　　曾經地砷病是我國的五大地方病之一，但隨著坤污染受到重視以及水坤檢測方法的發展，飲用水的砷含量超標問題逐漸被解決，地砷病也得到了控制。地下水里的“砒霜”終將不會對人們的健康造成威脅。
 

　　資料來源：X-MOL