CN109541004A - 一种使水体中的汞沉积的方法及其应用 - Google Patents

一种使水体中的汞沉积的方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种使水体中的汞沉积的方法及其应用。所述使水体中的汞沉积的方法包括以下步骤：将包含能与汞形成合金的金属的盐加入所述水体中；和进行电化学反应以使汞以汞合金的形式沉积于所述水体中的阴极上。根据本发明的使水体中的汞沉积的方法可有效地使水体中的汞以汞合金的形式沉积。

Description

一种使水体中的汞沉积的方法及其应用
技术领域
本发明属于水处理领域。具体地，本发明涉及一种使水体中的汞沉积的方法及其应用。
背景技术
汞及其化合物对环境和人体健康的危害十分巨大。汞在环境中以多种形式(无机、有机或其混合物形式)存在，经过长期接触或通过食物链的生物累积进入人体，能危害人的大脑、中枢神经***、免疫***、肾脏以及其它器官，造成多种急、慢性疾病。因此，高效灵敏地检测分析食品、水体以及与人类生活息息相关的环境中的汞浓度，不仅能满足人们对健康环境生活的要求，同时还能了解环境中汞污染的特征，便于汞污染的控制与治理，具有重大的意义。
传统的汞浓度分析方法，如耦合等离子质谱(ICP-MS)、原子发射光谱(AES)、原子荧光光谱法(APS)、离子色谱法(LC)等，这些方法大多设备庞大，对操作要求较高，运行费用高，并且受到仪器本身和检测环境条件的限制，常常需要繁杂的预处理。还有一些基于汞离子的简单配位化学或氧化还原反应的汞检车方法，包括诸如利用有机荧光团或发色团、金属/半导体纳米粒子或共轭聚合物的光学检测和阳极电化学检测伏安法等，这些方法往往存在检测灵敏度不高、检测特异性不好或者在检测过程中需要添加有机介质等缺陷，分析效率也有待提高。
众所周知的是，汞很难通过电化学沉积于碳、硅或金属氧化物等不易润湿材料的表面上，这是因为汞属于液体金属，既不能润湿这些阴极材料表面又不能固定于这些阴极材料表面上。因此，在通过电化学处理水体的过程中，当汞离子被还原成汞原子时，它不会牢固地固定在阴极表面上，大量的汞金属灰从阴极表面离开并分散于水体中而被水体带走。这也导致不能进一步测定水体中的汞浓度。
CN104007155B公开了一种用于检测水体中痕量汞的电化学传感器及其制备方法和应用，所述传感器包括一可在三电极***中用作工作电极的玻碳电极，玻碳电极的反应端表面沉积有石墨烯层，所述石墨烯层的表面沉积有纳米金层，所述纳米金层的表面上自组装有巯基修饰的可利用T-Hg2+-T错配形成双链DNA结构的汞特异性寡核苷酸探针。虽然该发明采用汞特异性核甘酸探针在反应端表面进行自组装，构建可特异性捕获汞离子的立体反应域，但该测试方法需要自行制备电化学传感器，而不是利用现有技术中所用的设备和仪器。
因此，非常期望开发一种能有效地使水体中的汞沉积的方法以及利用它的测定水体中汞浓度的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效地使水体中的汞沉积的方法。
本发明所要解决的问题通过以下技术方案得以解决：
根据本发明的第一方面，提供一种使水体中的汞沉积的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将包含能与汞形成合金的金属的盐加入所述水体中；和
进行电化学反应，以使汞以汞合金的形式沉积于所述水体中的阴极上。
根据本发明的第二方面，提供一种测定水体中汞浓度的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将包含能与汞形成合金的金属的盐加入所述水体中；
进行电化学反应，以使所述水体中的汞以汞合金的形式沉积于所述水体中的阴极上；
测定沉积有所述汞合金的阴极上汞的量；以及
基于测定的汞的量来确定水体的汞浓度。
根据本发明的使水体中的汞沉积的方法可有效地使水体中的汞以汞合金的形式沉积，并且因此根据本发明的测定水体中汞浓度的方法可准确地测定水体中汞的浓度。
附图说明
图1示意性地显示(a)在Cu阴极上沉积的Cu-Hg合金层和(b)通过本发明方法在阴极上沉积的Cu-Hg合金层，其中，1：Cu-Hg合金；2：Cu阴极；3：Hg原子；4：Cu原子；5：Cu-Hg合金；6：阴极。
图2显示根据实施例3以及实施例15-18的测试结果绘制的汞离子浓度为100ppb的水体在阴极上沉积的汞的XRF读数(ppm)相对Cu2+浓度所作的曲线。
图3显示实施例19中所绘制的参照曲线。
具体实施方案
本发明基于这样的发现：可以通过使水体中由汞离子被还原形成的汞原子与某一种或多种金属形成合金而沉积于固体介质上以避免液体金属汞继续分散于水体中。
下面对本发明的技术方案进行详细描述。
根据本发明的第一方面，提供一种使水体中的汞沉积的方法，其包括以下步骤：
将包含能与汞形成合金的金属的盐加入所述水体中；和
进行电化学反应，以使汞以汞合金的形式沉积于所述水体中的阴极上。
所述能与汞形成合金的金属选自铜(Cu)、锡(Sn)、铅(Pb)和锌(Zn)等。
以铜为例，铜离子和汞离子在电化学反应中同时被还原成铜原子和汞原子。当铜离子被还原时，它会形成核并附着在阴极表面上，此时的核非常小并与新形成的汞原子积极反应形成汞合金，由此形成的汞合金牢固地附着在阴极表面上。由于新成核的铜原子与汞原子在均相溶液环境中容易反应，因此合金形成速率高。
进一步地，所述包含能与汞形成合金的金属的盐可以为例如选自CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2、PbCl2、PbSO4、Pb(NO3)2、SnCl2、SnCl4、SnSO4、ZnSO4、ZnCl2和Zn(NO3)2等中的一种或多种。
进行电化学反应之前，所述包含能与汞形成合金的金属的盐可以该盐本身添加或以该盐的水溶液的形式添加。
所述包含能与汞形成合金的金属的盐的量至少为使全部汞形成合金所需的量。例如，当汞浓度为20ppb(μg/ml)时，能与汞形成合金的金属(离子)的量可为50ppb。例如，当汞浓度为100ppb时，能与汞形成合金的金属(离子)的量可为200-800ppb，优选200-600ppb，最优选500ppb。
在一些实施方案中，在进行电化学反应之前，还包括以下步骤：
测定水体的pH值和任选向所述水体中加入pH缓冲液以将水体的pH值调节到适合于进行所述电化学反应的pH值范围内。
适合于进行所述电化学反应的pH值通常在例如4.1-4.5范围内，更具体地，例如4.3。
例如可以使用HAc/NaAc缓冲溶液、柠檬酸缓冲溶液等作为pH缓冲液。
为了进行电化学反应，将阴极和阳极浸入水体中。
对于本发明中所用的阳极没有特别限制，其可以为用于电化学反应的任何阳极。
所述阴极可以为用于电化学反应的任何阴极，特别是汞合金可以沉积于其上的阴极，例如由纯金属、碳基材料(例如石墨、石墨烯、有机碳、碳气凝胶、玻碳)、硅或导电金属氧化物等制备的阴极。
所述纯金属可以例如选自铝(Al)、铜(Cu)、铌(Nb)、铂(Pt)等。
所述导电金属氧化物可以例如选自氧化铟锡(ITO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、氟掺杂氧化锡(FTO)等。
通常，使电化学反应进行足够时间例如1-1.5小时以使得汞以汞合金的形式充分地沉积于阴极上。如果需要，以可以采用更长的时间。
在电化学反应过程中，施加到电极上的电压通常为30V-70V，优选50-70V，更优选60-70V，例如64V。
根据本发明的第二方面，提供一种测定水体中汞浓度的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将包含能与汞形成合金的金属的盐加入所述水体中；
进行电化学反应，以使所述水体中的汞以汞合金的形式沉积于所述水体中的阴极上；
测定沉积有所述汞合金的阴极上汞的量；以及
基于测定的汞的量来确定水体的汞浓度。
在一些实施方案中，在所述确定水体的汞浓度的步骤中，使用浓度参照曲线来读取测定的汞的量所对应的汞浓度值作为所述水体的汞浓度。
所述浓度参照曲线为汞浓度已知的水体的汞浓度相对通过电化学反应使一定量的该水体在阴极上沉积的汞的量所作的曲线。
更具体地，在一些实施方案中，所述浓度参照曲线通过以下步骤获取：
i)获取汞浓度已知的水体在阴极上对应沉积的汞的量
将包含能与汞形成合金的金属的盐加入汞浓度已知并且不同的若干水体中，将阴极和阳极浸入水体中之后进行电化学反应，以使若干水体中的汞以汞合金的形式沉积于所述阴极上，然后测定沉积有汞合金的若干水体分别对应的阴极上的汞的量；
ii)绘制浓度参照曲线
将若干水体中汞的浓度相对各水体分别对应的阴极上的汞的量作图，绘制浓度参照曲线。
为了避免操作带来的误差，除了水体不同以外，进行电化学反应所用原料及量以及阴极和阳极和测试方法都相同。
所述能与汞形成合金的金属选自铜(Cu)、锡(Sn)、铅(Pb)和锌(Zn)等。
进一步地，所述包含能与汞形成合金的金属的盐为选自CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2、PbCl2、PbSO4、Pb(NO3)2、SnCl2、SnCl4、SnSO4、ZnSO4、ZnCl2和Zn(NO3)2等中的一种或多种，优选一种。
进行电化学反应之前，所述包含能与汞形成合金的金属的盐可以该盐本身添加或以该盐的水溶液的形式添加。
所述包含能与汞形成合金的金属的盐的量至少为使全部汞形成合金所需的量。例如，当汞浓度为20ppb(μg/ml)时，能与汞形成合金的金属(离子)的量可为50ppb。例如，当汞浓度为100ppb时，能与汞形成合金的金属(离子)的量可为200-800ppb，优选200-600ppb，最优选500ppb。
因此，在绘制参照曲线的情况下，会参考可能的最大浓度确定所述包含能与汞形成合金的金属的盐的量以避免由于包含能与汞形成合金的金属的量过少而导致部分汞不能以汞合金形式沉积于阴极上。
在一些实施方案中，在进行电化学反应之前，还包括以下步骤：
测定水体的pH值和任选向所述水体中加入pH缓冲液以将水体的pH值调节到适合于进行电化学反应的pH值范围内。
适合于进行所述电化学反应的pH值优选在例如4.1-4.5范围内，更具体地，例如4.3。
例如可以使用HAc/NaAc缓冲溶液、柠檬酸缓冲溶液等作为pH缓冲液。
为了进行电化学反应，将阴极和阳极浸入水体中。
对于本发明中所用的阳极没有特别限制，其可以为用于电化学反应的任何阳极。
所述阴极可以为用于电化学反应的任何阴极，特别是汞合金可以沉积于其上的阴极，例如由纯金属、碳基材料(例如石墨、石墨烯、有机碳、碳气凝胶、玻碳)、硅或导电金属氧化物等制备的阴极。
所述纯金属可以例如选自铝(Al)、铜(Cu)、铌(Nb)、铂(Pt)等。
所述导电金属氧化物可以例如选自氧化铟锡(ITO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、氟掺杂氧化锡(FTO)等。
通常，使电化学反应进行足够时间例如1-1.5小时以使得汞以汞合金的形式充分地沉积于阴极上。如果需要，以可以采用更长的时间。
在电化学反应过程中，施加到电极上的电压通常为30V-70V，优选50-70V，更优选60-70V，例如64V。
在一个实施方案中，通过X射线荧光光谱法(XRF)测定阴极上汞的量。具体地讲，通过X射线荧光光谱法测定阴极上汞的量，以XRF读数作为阴极上汞的量。
因此，在根据本发明的测定水体中汞浓度的方法的一个实施方案中，按照如下测定水体中汞浓度：
将包含能与汞形成合金的金属的盐和任选的pH缓冲剂加入所述水体中；
进行电化学反应，以使所述水体中的汞以汞合金的形式沉积于所述水体中的阴极上；
通过X射线荧光光谱法测定沉积有所述汞合金的阴极上汞的量；以及
基于测定的汞的量来确定水体的汞浓度。
在根据本发明的测定水体中汞浓度的方法的另一个实施方案中，按照如下测定水体中汞浓度：
i)获取汞浓度已知的水体在阴极上沉积的汞的XRF读数
配置汞离子浓度不同的若干水体，加入包含能与汞形成合金的金属的盐(例如CuCl2)和任选的pH缓冲液(例如HAc/NaAc缓冲溶液)，将阳极(例如Pt阳极)和阴极(例如石墨阴极)浸入水体中，开始电化学反应，汞以汞合金(例如铜汞合金)的形式沉积于阴极上，一定时间(1-1.5小时)后终止电化学反应，取出阴极，用X-射线荧光光谱法(XRF)对阴极上的汞的量进行测定，获得XRF读数；
ii)绘制参照曲线
将各水体中汞离子浓度相对i)中获得的XRF读数作图，绘制参照曲线；
iii)获取汞浓度未知的水体在阴极上沉积的汞的XRF读数
取与i)中等量的汞浓度未知的水体，加入与i)中等量的相同的包含能与汞形成合金的金属的盐(例如CuCl2)和任选的pH缓冲液，将与i)中相同的阳极和阴极浸入水体中，开始电化学反应，汞以汞合金的形式沉积于阴极上，一定时间(1-1.5小时)后终止电化学反应，取出阴极。用进行X-射线荧光光谱对阴极的汞的量测定，得到XRF读数；
iv)确定水体的汞浓度
在ii)中绘制的参照曲线中读取iii)中获取的XRF读数所对应的汞浓度值作为水体的汞浓度。
本领域技术人员能够理解的是，进行上述i)和ii)与进行iii)的没有必然的先后关系，只要在进行iv)之前完成即可。
待测试水体中的汞浓度在20ppb至1ppm之间，也可以更低或更高。
本说明书中提及水体汞浓度时，所述汞包括水体中的单质汞和汞离子。
本说明书中提及使水体中的汞沉积时，所述汞包括水体中的单质汞和汞离子。
如果没有明确指出，本申请中的浓度为质量浓度。
如果没有明确指出，本申请中的盐为无机盐。
本申请中所述的“包含”和“包括”涵盖还包含或包括未明确提及的其它要素的情形以及由所提及的要素组成的情形。
实施例
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果作进一步说明，以使本领域技术人员能够充分地了解本发明的目的、特征和效果。应该理解一些实施例仅为示意性的，不构成对本发明范围的限定。
对比实施例1-3
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置汞离子浓度为20ppb、50ppb、100ppb的水体6000ml，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和石墨阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应。1.5小时后终止电化学反应，取出石墨阴极。用Niton XL3t对石墨阴极进行X-射线荧光光谱测定，测定结果如下。
实施例序号 水体中汞离子浓度(ppb) XRF读数(ppm)
对比实施例1 20 无读数
对比实施例2 50 无读数
对比实施例3 100 无读数
实施例1-3
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置汞离子浓度为20ppb、50ppb、100ppb的水体6000ml，加入CuCl2使得Cu2+浓度为500ppb，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和石墨阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应，汞以铜汞合金的形式沉积于石墨阴极上。1.5小时后终止电化学反应，取出石墨阴极。在石墨阴极上沉积有一厚厚的铜汞合金层(图1(b)显示实施例3中在阴极上沉积的Cu-Hg合金层)。用Niton XL3t对石墨阴极进行X-射线荧光光谱测定，测定结果如下。
实施例序号 水体中汞离子浓度(ppb) XRF读数(ppm)
实施例1 20 277
实施例2 50 571
实施例3 100 1760
对比实施例4-6
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置汞离子浓度为20ppb、50ppb、100ppb的水体6000ml，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和硅阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应。1.5小时后终止电化学反应，取出硅阴极。用Niton XL3t对硅阴极进行X-射线荧光光谱测定，测定结果如下。
实施例序号 水体中汞离子浓度(ppb) XRF读数(ppm)
对比实施例4 20 无读数
对比实施例5 50 无读数
对比实施例6 100 无读数
实施例4-6
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置汞离子浓度为20ppb、50ppb、100ppb的水体6000ml，加入PbCl2使得Pb2+浓度为500ppb，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和硅阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应，汞以铅汞合金的形式沉积于硅阴极上。1.5小时后终止电化学反应，取出硅阴极。用Niton XL3t对硅阴极进行X-射线荧光光谱测定，测定结果如下。
实施例序号 水体中汞离子浓度(ppb) XRF读数(ppm)
实施例4 20 970
实施例5 50 1868
实施例6 100 2870
实施例7
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置汞离子浓度为50ppb的水体6000ml，加入ZnSO4使得Zn2+浓度为500ppb，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和硅阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应，汞以锌汞合金的形式沉积于硅阴极上。1.5小时后终止电化学反应，取出硅阴极。用Niton XL3t对硅阴极进行X-射线荧光光谱测定，得到读数为1285ppm。
实施例8
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置汞离子浓度为20ppb的水体6000ml，加入SnCl2使得Sn2+浓度为500ppb，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和硅阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应，汞以铅汞合金的形式沉积于硅阴极上。1.5小时后终止电化学反应，取出硅阴极。用Niton XL3t对硅阴极进行X-射线荧光光谱测定，得到读数为830ppm
对比实施例7
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置汞离子浓度为100ppb的水体6000ml，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和Cu阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应，汞以铜汞合金的形式沉积于Cu阴极上。1.5小时后终止电化学反应，取出硅阴极。在石墨阴极上沉积有一薄薄的铜汞合金层(参见图1(a))。用NitonXL3t对沉积有铜汞合金的阴极进行X-射线荧光光谱测定，得到读数为475ppm。
实施例9-11和对比实施例8
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置4份汞离子浓度为50ppb的水体6000ml，加入CuCl2使得Cu2+浓度为500ppb，使用缓冲液使体系的pH分别达到3.9、4.1、4.3和4.5。将Pt阳极和Nb阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应，汞以铜汞合金的形式沉积于Nb阴极上。1.5小时后终止电化学反应，取出Nb阴极。用Niton XL3t对Nb阴极进行X-射线荧光光谱测定，测定结果如下。
实施例序号 缓冲液 水体的pH值 XRF读数(ppm)
实施例9 HAc/NaAc 4.1 376
实施例10 HAc/NaAc 4.3 582
实施例11 HAc/NaAc 4.5 485
对比实施例8 HAc/NaAc 3.9 320
实施例12-14和对比实施例9
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置4份汞离子浓度为50ppb的水体6000ml，加入CuCl2使得Cu2+浓度为500ppb，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和石墨阴极浸入水体中，施加电压，开始电化学反应，汞以铜汞合金的形式沉积于石墨阴极上。1.5小时后终止电化学反应，取出石墨阴极。用Niton XL3t对石墨阴极进行X-射线荧光光谱测定，测定结果如下。
实施例序号 施加的电压 XRF读数(ppm)
实施例12 32V 350
实施例13 50V 500
实施例14 64V 571
对比实施例9 16V 无信号
实施例15-18
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置4份汞离子浓度为100ppb的水体6000ml，加入CuCl2使得Cu2+浓度分别为200ppb、400ppb、600ppb、800ppb，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和石墨阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应，汞以铜汞合金的形式沉积于石墨阴极上。1.5小时后终止电化学反应，取出石墨阴极。用Niton XL3t对石墨阴极进行X-射线荧光光谱测定，测定结果如下。
实施例序号 Cu<sup>2+</sup>的浓度(ppb) XRF读数(ppm)
实施例15 200 1320
实施例16 400 1500
实施例17 600 1160
实施例18 800 970
结合实施例3的结果，绘制汞的XRF读数相对溶液中Cu2+浓度的曲线，见图2。
实施例19
i)获取汞浓度已知的水体在阴极上沉积的汞的XRF读数
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置汞离子浓度为20ppb的水体6000ml，加入CuCl2使得Cu2+浓度为500ppb，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和石墨阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应，汞以铜汞合金的形式沉积于石墨阴极上。1.5小时后终止电化学反应，取出石墨阴极。用Niton XL3t对石墨阴极进行X-射线荧光光谱测定，结果见下表。
参考上述获取汞离子浓度分别为20ppb、50ppb、100ppb、200ppb、250ppb的水体在阴极上沉积的汞的XRF读数(ppm)，结果见下表。
ii)绘制参照曲线
将上表中的XRF读数(ppm)相对各水体中汞离子浓度作图，绘制参照曲线(参见图3)。
iii)参考i)获取汞浓度未知的水体在阴极上沉积的汞的XRF读数(ppm)
取汞浓度未知的水体6000ml，加入CuCl2使得Cu2+浓度为500ppb，使用HAc/NaAc缓冲溶液使体系的pH达到4.3。将Pt阳极和石墨阴极浸入水体中，施加64V直流电压，开始电化学反应，汞以铜汞合金的形式沉积于石墨阴极上。1.5小时后终止电化学反应，取出石墨阴极。用Niton XL3t对石墨阴极进行X-射线荧光光谱测定，得到读数为2050ppm。
iv)确定水体的汞离子浓度
在ii)中绘制的参照曲线中读取iii)中获取的XRF读数所对应的汞浓度值150ppb作为水体的汞离子浓度。
取汞标准溶液(汞离子标液浓度为1000ppm)配置汞离子浓度为150ppb的水体6000ml，参照参考i)获取该水体在阴极上沉积的汞的XRF读数(ppm)，得到的XRF读数(ppm)为2050ppm，这说明本发明的方法是有效的。
从以上实施例与对比实施例的结果可知，使用本发明的使水体中的汞沉积的方法可以有效地使水体中的汞沉积到阴极上，并且可以有效地用于测定水体中汞浓度。
虽然已经展现和讨论了本发明的一些方面，但是本领域内的技术人员应该意识到，可以在不背离本发明原理和精神的条件下对上述方面进行改变，因此本发明的范围将由权利要求以及等同的内容所限定。

Claims (15)

1.一种使水体中的汞沉积的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将包含能与汞形成合金的金属的盐加入所述水体中；和
进行电化学反应，以使汞以汞合金的形式沉积于所述水体中的阴极上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能与汞形成合金的金属选自铜、锡、铅和锌。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述包含能与汞形成合金的金属的盐为选自CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2、PbCl2、PbSO4、Pb(NO3)2、SnCl2、SnCl4、SnSO4、ZnSO4、ZnCl2和Zn(NO3)2中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在进行电化学反应之前，还包括步骤：
测定水体的pH值和任选向所述水体中加入pH缓冲液以将水体的pH值调节到适合于进行所述电化学反应的pH值范围内，优选4.1-4.5。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述包含能与汞形成合金的金属的盐以该盐本身添加或以该盐的水溶液的形式添加。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述阴极为由纯金属、碳基材料、硅或导电金属氧化物制备的阴极。
7.一种测定水体中汞浓度的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将包含能与汞形成合金的金属的盐加入所述水体中；
进行电化学反应，以使所述水体中的汞以汞合金的形式沉积于所述水体中的阴极上；
测定沉积有所述汞合金的阴极上汞的量；以及
基于测定的汞的量来确定水体的汞浓度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述确定水体的汞浓度的步骤中，使用浓度参照曲线来读取测定的汞的量所对应的汞浓度值作为所述水体的汞浓度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述浓度参照曲线通过以下步骤获取：
i)获取汞浓度已知的水体在阴极上对应沉积的汞的量
将包含能与汞形成合金的金属的盐加入汞浓度已知并且不同的若干水体中，将阴极和阳极浸入水体中之后进行电化学反应，以使若干水体中的汞以汞合金的形式沉积于所述阴极上，然后测定沉积有汞合金的若干水体分别对应的阴极上的汞的量；
ii)绘制浓度参照曲线
将若干水体分别对应的阴极上的汞的量相对各水体中汞的浓度作图，绘制浓度参照曲线。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述能与汞形成合金的金属选自铜、锡、铅和锌。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述包含能与汞形成合金的金属的盐为选自CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2、PbCl2、PbSO4、Pb(NO3)2、SnCl2、SnCl4、SnSO4、ZnSO4、ZnCl2和Zn(NO3)2中的一种或多种。
12.根据权利要求7或9所述的方法，其特征在于，在进行电化学反应之前，还包括步骤：
测定水体的pH值和任选向所述水体中加入pH缓冲液以将水体的pH值调节到适合于进行电化学反应的pH值范围内，优选4.1-4.5。
13.根据权利要求7或9所述的方法，其特征在于，所述包含能与汞形成合金的金属的盐以该盐本身添加或以该盐的水溶液的形式添加。
14.根据权利要求7或10所述的方法，其特征在于，所述阴极为由纯金属、碳基材料、硅或导电金属氧化物制备的阴极。
15.根据权利要求7或10所述的方法，其特征在于，通过X射线荧光光谱法(XRF)测定阴极上的汞的量，以XRF读数作为阴极上汞的量。
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