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在本系列研究的第二部分，我们探讨了scTRACE金电极在痕量金属分析中的应用。作为该系列的第三部分，本文将重点介绍该电极的拓展应用——即在金微丝基底上镀覆其他金属薄膜的新型修饰电极体系。
为什么要进行电极修饰？
正如本系列第一部分中对 Bi 滴电极的解释，溶出伏安法是一种两步测量法。
在伏安法分析中，分析物首先沉积于工作电极表面：在阳极溶出伏安法（ASV）中，分析物发生还原反应并与电极材料形成合金（图1）；而在吸附溶出伏安法（AdSV）中，分析物则通过形成表面吸附复合物富集于电极界面。
在溶出阶段，电极表面的沉积物重新溶解进入溶液，产生的电化学信号与分析物浓度成正比。对于阳极溶出伏安法（ASV），该过程表现为分析物的阳极氧化（图2）；而吸附溶出伏安法（AdSV）则涉及吸附态金属络合物的阴极还原反应。
沉积和溶出过程的反应动力学与热力学特性决定了电极材料的选择性，导致特定电极无法检测某些分析物。通过选用更匹配的材料修饰工作电极表面，可有效解决这一选择性限制问题。
应用
饮用水中的铅
地表水和地下水中的铅污染主要源于受污染土壤的浸出作用，而自来水中的铅则多来自老旧的家庭管道系统。20世纪70年代前，铅制水管在许多国家被广泛使用。尽管铅本身难溶于水，但在氧气作用下会逐渐溶解，导致自来水中铅含量极易超标。虽然现代市政供水系统已禁止使用铅管，但部分老式住宅仍保留着此类陈旧装置。
世界卫生组织(WHO)规定饮用水中铅含量不得超过10 µg/L，而欧盟即将实施更严格的标准，将限值降至5 µg/L。
采用电镀工艺可在scTRACE金电极表面原位沉积银膜用于铅含量测定。该银膜具有可重复使用的特性，当活性耗尽时可剥离并重新电镀。这种设计不仅实现了电极表面的可再生，还延长了电极使用寿命——因老化反应主要作用于可更换的银膜而非金电极基底。
采用三个独立电极在四天内对10 µg/L铅标准溶液进行10次重复测定，结果显示平均回收率达到96%，相对标准偏差为5%。
884 Professional VA 伏安分析仪可实现水中铅浓度的超痕量检测，其最低检测限达0.4 µg/L，完全满足欧盟即将实施的严格标准要求。
946便携式重金属测定仪具有0.6 µg/L的铅检测限，虽略高于实验室设备，但其移动检测能力实现了现场实时监测，无需样品保存和送检，能够即时获取检测结果。
更多详情，请参考以下应用说明。
饮用水中的镍和钴
与铅类似，水源中的镍浓度也可能受人为因素影响而升高。为防止腐蚀，管道配件和水龙头通常镀有一层镍，即使其表面为铬涂层。此外，镍广泛存在于各类合金中，如不锈钢、镍黄铜及青铜等。使用镍钢合金炊具或含镍色素的餐具也可能增加镍的摄入量。欧盟规定，饮用水中镍的最高允许浓度为20 µg/L，而世界卫生组织（WHO）的建议限值为70 µg/L。
采用scTRACE Gold电极表面非原位镀铋膜作为工作电极，通过伏安法测定镍和钴。镍和钴均以二甲基乙二肟（DMG）络合物形式进行检测。该方法已在汞电极上验证可靠性，现可应用于无汞电极系统。使用946便携式分析仪时检测限为1 µg/L，而884专业VA实验室仪器的检测限更低，可达0.2 µg/L，完全满足法规监测要求。标准溶液中1 µg/L镍的回收率约为99%（10次测定平均值），相对标准偏差为5%。
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饮用水中的六价铬（VI）
2000年朱莉娅·罗伯茨主演的电影《永不妥协》让饮用水中的六价铬问题进入公众视野。影片改编自真实事件：加州辛克利镇的当地能源公司使用致癌性六价铬污染地下水后，试图隐瞒事实，但最终居民肿瘤发病率上升等健康问题均被证实与饮用水污染有关。
环境中的六价铬污染多源于工业流程处置不当，尤以废弃电镀铬废料倾倒为甚。世界卫生组织规定饮用水中总铬含量不得超过50 µg/L。
采用非原位镀汞膜修饰的scTRACE Gold电极，可通过DTPA（二乙烯三胺五乙酸）络合法测定六价铬。30 µg/L Cr(VI)标准溶液的回收率达115%（3次测定均值），相对标准偏差仅2%。搭配946便携式VA分析仪，检测限低至2 µg/L Cr(VI)，实现现场即时检测，结果立等可取。
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饮用水六价铬检测——汞膜修饰scTRACE Gold电极高灵敏度测定法（DTPA法）
总结
scTRACE Gold电极（图3）的应用远不止于此。下表列举了目前支持测定的几种元素。如需了解具体元素或基质的分析方法，请联系当地销售代表获取技术支持。
| 元素 | 应用报告 |
|---|---|
| As(total) | Application Note V-210 |
| As(III) | Application Note V-211 |
| Hg | Application Note V-212 |
| Cu | Application Note V-213 |
| Pb | Application Note V-214 |
| Zn | Application Note V-215 |
| Tl | Application Note V-228 |
| Fe | Application Note V-216 |
| Ni, Co | Application Note V-217 |
| Bi | Application Note V-218 |
| Sb(III) | Application Note V-229 |
| Cr(VI) | Application Note V-230 |
系列专题其他内容
本文重点介绍了改性scTRACE Gold电极在饮用水重金属检测中的应用。本系列还将探讨以下固态电极的痕量金属分析技术：
