This study describes a novel electrochemical technique for the detection of bioavailable cadmium(II) (Cd) and zinc(II) (Zn), in real soil samples. This was made possible by the sequential deposition of bismuth and gallium thin films on modified screen-printed carbon electrodes (SPEs). A range of graphitic modifications were evaluated, and a reduced graphene oxide/graphitic carbon nitride (RGO/g-C3N4) modification proved most suitable. Electrochemical characterisation demonstrated superior stability, attributed to the functional groups of GO, and an increased electron transfer rate, attributed to the intercalated g-C3N4. For voltammetric analysis, cadmium was determined in acetate buffer (pH 4.6) using a bismuth thin film (BiTF). Zn was then determined in the same cell, after adjustment of the pH to 5.1, using a gallium thin film (GaTF). The rationale for two separate thin films is described. Optimisations, such as concentration of bismuth(III), gallium(III), potassium ferrocyanide, pH and deposition potentials, were conducted in the matrix of real samples. The LODs and LOQs were determined in the extracted soil matrix as 0.01 and 0.03 mg kg-1, respectively, for bioavailable Cd and 0.01 and 0.04 mg kg-1, respectively, for bioavailable Zn. Good agreement was observed for Cd and Zn levels in numerous soil samples when compared to the established technique of ICP-OES. This approach opens up the possibility for rapid on-site portable testing of Cd and Zn in real soil samples to determine the probability of Cd uptake by crops.

中文翻译：

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通过在改良的丝网印刷碳电极上连续应用铋和镓薄膜来新型测定土壤提取物中的 Cd 和 Zn

本研究描述了一种用于检测真实土壤样品中生物可利用的镉 (II) (Cd) 和锌 (II) (Zn) 的新型电化学技术。这是通过在改良的丝网印刷碳电极 (SPE) 上连续沉积铋和镓薄膜而实现的。评估了一系列石墨改性，证明还原氧化石墨烯/石墨碳氮化物 (RGO/g-C3N4) 改性最合适。电化学表征证明了优异的稳定性，这归因于 GO 的官能团，以及增加的电子转移速率，归因于嵌入的 g-C3N4。对于伏安分析，使用铋薄膜 (BiTF) 在醋酸盐缓冲液 (pH 4.6) 中测定镉。在将 pH 值调节至 5.1 后，使用镓薄膜 (GaTF) 在同一池中测定 Zn。描述了两个单独薄膜的基本原理。在实际样品的基质中进行了优化，例如铋 (III)、镓 (III)、亚铁氰化钾的浓度、pH 值和沉积电位。在提取的土壤基质中测定的 LOD 和 LOQ 分别为 0.01 和 0.03 mg kg-1，生物可利用 Cd 和 0.01 和 0.04 mg kg-1，生物可利用 Zn。与已建立的 ICP-OES 技术相比，在许多土壤样品中观察到 Cd 和 Zn 水平的良好一致性。这种方法为在实际土壤样品中快速现场便携式测试 Cd 和 Zn 以确定作物吸收 Cd 的可能性开辟了可能性。pH 值和沉积电位是在真实样品的基质中进行的。在提取的土壤基质中测定的 LOD 和 LOQ 分别为 0.01 和 0.03 mg kg-1，生物可利用 Cd 和 0.01 和 0.04 mg kg-1，生物可利用 Zn。与已建立的 ICP-OES 技术相比，在许多土壤样品中观察到 Cd 和 Zn 水平的良好一致性。这种方法为在实际土壤样品中快速现场便携式测试 Cd 和 Zn 以确定作物吸收 Cd 的可能性开辟了可能性。pH 值和沉积电位是在真实样品的基质中进行的。在提取的土壤基质中测定的 LOD 和 LOQ 分别为 0.01 和 0.03 mg kg-1，生物可利用 Cd 和 0.01 和 0.04 mg kg-1，生物可利用 Zn。与已建立的 ICP-OES 技术相比，在许多土壤样品中观察到 Cd 和 Zn 水平的良好一致性。这种方法为在实际土壤样品中快速现场便携式测试 Cd 和 Zn 以确定作物吸收 Cd 的可能性开辟了可能性。与已建立的 ICP-OES 技术相比，在许多土壤样品中观察到 Cd 和 Zn 水平的良好一致性。这种方法为在实际土壤样品中快速现场便携式测试 Cd 和 Zn 以确定作物吸收 Cd 的可能性开辟了可能性。与已建立的 ICP-OES 技术相比，在许多土壤样品中观察到 Cd 和 Zn 含量的良好一致性。这种方法为在实际土壤样品中快速现场便携式测试 Cd 和 Zn 以确定作物吸收 Cd 的可能性开辟了可能性。