水体重金属污染是环境污染问题中最主要且危害较大的一种，已经引发了大量严重的污染事件，重金属污染的防治工作是减少人体健康威胁和维持社会工农业稳定发展的重要保障，这方面的工作具有很重要的实际意义。　　已有许多成熟的技术和检测方法用于重金属的检测，如原子光谱法、质谱法、高效液相色谱法等。这些方法灵敏度高，检测下限低，但是使用复杂，过程耗时长，对样品要求高，需要对样品进行严格的前处理，而且需要专业的操作人员。另外，这些检测方法所依赖的设备通常体积庞大，只能用于专业分析局或研究单位。目前由于环境问题的日益严峻，对重金属检测的一个新的要求是能实现现场快速检测，因此这些高成本的手段就无法满足需求。基于电化学的各种技术是实现这一要求的一个重要途径。电化学技术所需的传感器件为电化学电极，体积可以小至微纳米量级，而且灵敏度高，能直接将溶液中的物质浓度转换为电学信号，极大地简化了检测系统的组成。目前关于电化学应用于重金属快速便携检测的研究已被大量报道。　　结合重金属现场快速检测的需求和目前为止针对该目标所进行的研究工作，我们总结了这一领域尚存的一些问题。已有的研究工作大多以提高灵敏度和降低检测下限为主要研究出发点，所研制的系统通常结构复杂，可靠性不高，而针对现场检测，整个检测系统的便携性、可操作性、稳定性及重复性也是非常关键的因素，由于鲜有针对这些指标的系统性研究工作，导致重金属现场快速检测的应用还难以普及。　　本文基于电化学分析原理和Android平台，针对水体中重金属离子的现场快速检测做了一些应用上的整合与改进工作，设计实现了一套便携式重金属离子检测系统，简化了繁琐的电化学检测操作步骤，并针对电化学分析中的工作电极进行了较深入的研究，在保证检测下限的前提下提高了重金属现场快速检测的稳定性，工作具体内容包括:　　1、以电化学分析原理为基础，设计了一套便携式痕量重金属离子检测系统，该系统最大的特点是结合了Android智能设备来完成对仪器的控制操作，使得整个检测系统的硬件设计大大简化。检测系统的设计包括检测前端设备的硬件设计和Android系统上应用程序的开发，结合商品化的电极对几种常见的重金属离子进行了线性度和重复性测试，并且对实际水样进行了初步测试，检测精度和检测下限已基本满足实际检测需求。　　2、利用微加工技术中的深反应离子刻蚀工艺（Deep Reactive Ion Etching，DRIE），实现了一种新的微电极阵列的制备方法。该方法首先在硅片上刻蚀出穿透的微圆孔阵列，然后在微圆孔中填充电极材料，材料固化后在硅片表面上形成微电极阵列(Microelectrode Array，MEA)结构,这种方法制备出的微电极阵列由于具有三维结构，在垂直工作面的方向上有一定的长度，因而相比传统的平面结构微电极阵列更加稳定，并且能使用物理打磨的方式对其进行处理，因此电极表面能够得到彻底清洁，重新恢复电化学性能，具有很好的表面可再生性。另外，这种方法将结构和材料分离开，使得更多的非金属材料也有可能成为微电极阵列的材料。　　3、由于重金属的检测严重依赖样品pH值的稳定，而最佳pH范围较窄，因此有必要同时实现pH值的现场快速检测，以完善整个检测系统的性能，辅助重金属检测的顺利进行。考虑兼容性问题，本文以pH固体电极为研究目标，使用RuO2为主要材料，制备了金属氧化物pH固体电极，用于对溶液pH值的快速精确检测。对制备的pH电极在灵敏度、响应时间及表面可再生性方面做了测试。电极的灵敏达到了亚能斯特斜率，响应时间约为4s，具有很好的稳定性和表面可再生性。最后还对电极进行了阻抗谱分析探讨了电极的电学模型和反应动力学过程。　　本文在重金属离子的现场快速检测方面做了较为深入的工作，设计的检测系统具有操作方便、重复性好、准确度高以及检测下限低等优点，能很好地满足现场快速检测的需求，具有良好的应用前景。