地下水含“砒霜” 新检测方法护健康

　　【仪器网 能源环境】经常出现小说与影视剧中的砒霜是人们印象中毒药的代表。虽然看似离日常生活很遥远，但是实际上，砒霜的主要组成元素砷(As)却是地下水的主要污染物，严重威胁着人类健康。世界上很多国家都面临着砷污染的挑战，包括美国、孟加拉、印度、阿根廷以及中国。
 

　　自然界中，砷以无机砷和有机砷两种形式存在。有机砷化合物毒性较小，主要存在于海产品中。而无机砷通常含有剧毒，砒霜(三氧化二砷)就是其中之一。污染地下水的是无机砷，包括As (III)和As (V)(经常称为亚砷酸盐和砷酸盐)，主要来源于含砷岩石与水的相互作用。长期饮用含砷量较高的地下水会造成饮水型地方性砷中毒(地砷病)，症状包括色素沉着变化、手掌和双足出现角化过度等，严重者还可能引发皮肤癌、膀胱癌和肺癌。
 

　　我国地下水砷污染严重，除新疆、内蒙古、山西等砷中毒情况发现较早的地区外，辽宁西部、四川中部、河南、安徽等地也是高风险地区。据统计，约有1958万人生活在砷污染的高风险区。地下水的砷污染主要是天然污染，很难进行治理，但饮用水砷含量超标的问题却并不难解决，只需改换成地表水源或者砷含量较低的地下水即可。而且在城市等集中供水的区域，饮用水经过自来水厂处理，基本不用担心砷含量超标。因此，应对砷中毒的关键就在于砷的检测。
 

　　常规的砷污染检测方法有石墨炉原子吸收法、原子荧光法以及银盐比色法等，这些方法测定周期长，而且检测仪器比较笨重，不适宜现场快速检测。因此具有仪器简单、小型化、响应时间短、成本低等特点的电化学分析方法得到了广泛应用。目前电化学分析法检测砷主要是As (III)，对As (V)的检测能力不足。As (V)是砷在富氧环境中的主要存在形式，而且毒性更强，因此为了在砷检测中得到更广泛的应用，电化学法也需要开发针对As (V)的特异性检测。
 

　　近日，青岛农业大学李峰团队研发出一种简单的免固定电化学传感方法，可以实现As (V)的高灵敏、高选择性检测。这种方法的基础在于As (V)与磷酸盐的结构相似，但是As (V)与CeO2的结合力比磷酸根与CeO2的相互作用更强。研究团队设计合成了一种亚甲基蓝标记的短链DNA(MB-ssDNA)，这种MB-ssDNA遇到铟锡氧化物(ITO)电极时很容易在电极表面扩散，产生明显增加的电化学信号。而MB-ssDNA与CeO2结合形成分复合物却很难扩散，电极产生的电化学信号就会比较小。如果反应溶液中出现As (V)，MB-ssDNA在复合物中的位置就会被As (V)取代，从而被释放到溶液中，使电化学信号出现明显增强。因此根据电化学信号的变化就可检测As (V)。
 

　　这种新的电化学检测方法简单快速，并且具有高特异性和高效率，可以在地方性砷中毒排查或水砷污染状况调查发挥重要作用，而且弥补了电化学检测法在砷酸盐检测方面的不足，使电化学法在砷污染检测方面有了更大的应用空间。
 

　　曾经地砷病是我国的五大地方病之一，但随着坤污染受到重视以及水坤检测方法的发展，饮用水的砷含量超标问题逐渐被解决，地砷病也得到了控制。地下水里的“砒霜”终将不会对人们的健康造成威胁。
 

　　资料来源：X-MOL