现阶段,随着社会的不断发展,人们对工业高度发达的负面影响预料不够,预防不利,导致了全球性的三大危机:资源短缺、环境污染、生态破坏。环境污染指的是自然或人为的破坏,向环境中添加某种物质而超过环境的自净能力而产生危害的行为。由于人为因素使环境的构成或状态发生变化、环境素质下降,从而扰乱、破坏了生态系统以及人类的正常生产和生活条件的现象。重金属具有高毒性、浓度低、不可生物降解并普遍分布,对人类和动物健康和环境造成重大危害。例如,当溶解在水中的重金属离子进入生物圈并被摄入生物体时,它们可能对人类健康非常不利。因此,快速准确地检测金属离子已成为一个重要问题。目前,水中重金属离子的监测方法主要有光谱法,色谱法和电化学分析方法。其中,光谱学和色谱法步骤繁琐,耗时且检测系统昂贵。用于电化学分析方法中的阳极溶出伏安法（Anodic Stripping Voltammetry,ASV）相比之下很高效,所以是目前应用最广泛的方法。然而,电化学方法遭受未抑制的电化学噪声和不可避免的环境干扰,这些干扰会影响电极测量过程,从而大大限制了它们的检测限（Limit of Detection,LOD）。当等离子体共振技术（Surface Plasmon Resonance,SPR）与电化学结合时,电化学表面等离子体共振（Electrochemical Surface Plasmon Resonance,EC-SPR）技术提供了同时检测电极上的电流、电压和离子的电化学过程和光学变化的有力手段。在这方面,已经进行了许多努力以将长程SPR和局部SPR与电化学组合以产生用于检测重金属离子的双检测系统。然而,这些光谱分析技术所需的庞大棱镜配置非常不方便,并且限制了难以到达的空间和远程环境中的监测。基于上述研究背景,本论文开展了如下研究工作内容:（1）提出了一种新颖的电化学表面等离子共振（EC-SPR）光纤传感器:该传感器包括一个倾斜的光纤布拉格光栅,该光栅刻写在商用单模光纤纤芯,光纤涂有纳米级金膜,用于高效SPR激发。镀金光纤既作为工作电极,表面能量又会产生光学等离子体共振波,通过获取表面等离子体共振振幅变化的导数,可以清楚地识别检测到待测离子的溶出峰值电位,从而实现特定的离子识别。随着重金属离子浓度变高,表面等离子体共振响应强度的幅度变化量也随之增大。光纤传感器具有阳极溶出伏安法和SPR光学传感的双重功能。从而可以同时获取光学SPR、电流等重要的参考信息,为分析工作带来全面且方便的信息。（2）基于自主设计的EC-SPR光纤传感器实现了典型重金属离子Pb²⁺的高精度检测,并对重金属离子混合溶液有特异性的检测,获得了重金属离子沉积-溶出过程和光纤SPR信号变化之间的稳定可重复相关性,实现了对Pb²⁺离子10^-10M的超低检出限精确检测,并且在大动态检测范围内(10^-10～10^-5 M)实现了线性响应输出。所研制的EC-SPR光纤传感器具有尺寸紧凑,形状灵活和远程操作能力的优点,为各种难以植入的狭小空间和大范围远程环境监测提供了检测手段。