光电化学传感器在新污染物检测领域的应用

    近年来，各种新污染物因其潜在的毒性，对生态环境、生物体、人体健康造成了严重的威胁，已经被越来越多的研究者所关注。尽管传统的检测方法具有较高的灵敏度与准确性，但它们往往依赖于大型且昂贵的检测设备以及复杂的操作过程。因此，对新污染物进行快速、精确、便捷的检测是环境污染防控的一个重要环节。在众多检测方法中，光电化学（PEC）传感器因其较低的背景信号，良好的灵敏度以及易于小型化等优点成为了新污染物检测领域的研究热点之一。本文系统详细的综述了PEC传感器的检测机理及其在新污染物检测领域的应用研究。介绍了目前PEC传感器常用的检测策略、识别策略、以及光电活性材料的改性策略。讨论了PEC对多类新污染物检测的研究进展。最后，对PEC传感器在新污染物检测领域的发展给出了一些建议和展望，提出了一些潜在的问题与可能的改进方法，以促进PEC传感器在新污染物检测领域的进一步发展与应用。

      城市化、工业化和农业生产现代化过程往往会向环境中输入一些有毒有害物质，这些污染物严重影响了生态环境，威胁着动物、植物和人类的健康。其中，许多新污染物因其在环境中广泛存在且具有潜在的毒性，已经成为近些年来重要的研究热点。新污染物通常指的是已经被人类检测到的，具有潜在有害影响，但尚未纳入监管框架或国家/国际法出台的监管标准的一类污染物，典型的有药品与个人护理产品（PPCPs）、微塑料、内分泌干扰物（EDCs）、全氟化合物（PFCs）、溴代阻燃剂（BRPs）等。目前，许多研究表明这些新污染物已广泛出现在地表水、废水、地下水、饮用水、土壤等环境中。它们可能通过食物链转移给人和动物，引起生殖缺陷、免疫缺陷、耐药细菌的产生等危害，对生态环境和人类健康造成威胁。然而到目前为止，大多数国家的水质立法、环境检测标准或保护政策还没有系统地将环境新污染物纳入监管范围。这主要是因为新污染物存在环境基质干扰效应明显、分析过程复杂等难以跨越的障碍，且人们依旧缺乏对其污染源、迁移途径、理化性质以及分析检测技术的知识，导致无法确立统一管控标准。因此，为了摸清环境中新污染物的分布情况，并为建立统一的监管标准提供数据支撑和技术保障，发展高效便捷的新污染物痕量分析测定技术至关重要。

      目前，许多研究者针对环境新污染物的分析检测做了很多工作。传统的新污染物检测方法主要有气相色谱（GC）分析方法、高效液相色谱（HPLC）分析方法和毛细管电泳（CE）分析方法。这些传统分析方法精确可靠，但通常需要较为繁琐的样品预处理（一般包括提取、过滤和衍生化）和昂贵的仪器支持。因此，快速、灵敏、低成本的新型分析方法成为新污染物检测技术的最具有前景的方向之一。光电化学（PEC）传感器因其良好的性能和稳定性已经成为了新污染物检测领域的研究热点。PEC传感方法是基于光催化与电化学技术发展起来的新型分析方法。通过记录特异性识别元件与相应目标物之间的相互作用直接/间接引起的电流/电压信号变化，来实现目标物的定量检测。基于PEC方法发展的传感器自然继承了光催化技术的高效、低耗和电化学技术的灵敏、快速、易微型化等优势，在检测领域具有良好的发展潜力。

      针对PEC传感技术，本文全面综述了PEC传感技术的检测策略、光电化学活性材料以及PEC传感器特异性识别策略。此外，还综述了近几年PEC传感器在检测新污染物方面的应用，包括PPCPs、EDCs、PFCs和BRPs。最后，对PEC传感技术的发展提出了建议与展望。