传感技术在环境监测中的应用研究进展

    于英

    摘要：主要围绕环境监测工作展开分析，论述了传感技术在环境监测工作中的应用情况，同事，探讨了该技术的研究进展，希望能为今后的传感器应用提供参考。

    关键词：传感器技术；环境监测；应用；进展

    引言：当前，传感器技术应用在环境监测工作之中已较为普遍，如何提升传感器技术在环境监测工作中的应用效果，是当下学术界研究的主要课题之一，也是环境监测工作需要考虑的问题。

    1 生物传感器的探究

    生物传感器采用的是抗体与功能基因等生物材料的一种敏感性材料，运用信号采集设备，把生物化学中的相关信息替换成对电信号的分析装置，生物活性物质通常可当做一种敏感性材料，针对环境当中含有的污染物进行辨别，其中，敏感材料的不同其能够适应的传感原件也会存在一定的差异性。这与以往传统的传感器对比来看，生物传感器所具有较强的选择性、测试速度也是非常快的、操作起来比较便捷，能够持续性的完成一系列的监测。

    九十年代环境监测生物传感器成功研发出来，AWACSS系统大力支持歐盟项目，世界很多国家都采取生物传感器技术对水当中的微量有毒污染物进行具体的检测，其促使了在水中对6种微量有毒污染物的系统化定量监测的顺利实现，可是，监测设备目前也处在最初的试验性阶段，并没有正式地投入生产及正常运用。从2000年开始，在国家863计划的大力支持下，清华大学环境学院研究中心研制出小分子环境污染物生物材料、传感原件功能材料装饰与系统光学准直设计、复杂环境样品监测中微弱信号的采集及攻克了干扰屏蔽等关键性技术问题，同时研发出在线式、便携式、微型传感器等水中有毒污染物灵敏性较高的监测设备实现了长时间的现场系统化监测，从而在很大程度上推动着我国环境生物传感器技术水平地显著性提高，促使我国在环境监测与水污染掌控方面的技术获得了明显地进步。

    2液体传感器的应用研究情况

    液体传感器通常在检测水体环境时使用。但复杂多样的水环境污染物，与气体传感器比液体传感器的实用性更强，检测效率也更高。另外，水环境污染物涵盖了大量的天然污染，其中最为主要的是在受人为因素的影响下，最终所形成的有机物、无机物的污染。其中，有机物污染物包括激素类、杀虫剂等。其中在无机物污染物当中，重金属占据了非常主要的位置。若在水体中，上述污染物超出规定标准，不但会给生物体的正常生存造成不利的影响，并且会威胁到人们的身体健康。

    2.1对无机物中技术离子检测的采取

    受到采矿、印刷等日常生产中排放出的废水会引发重金属离子的形成，所以，通常情况下，重金属离子的类别是多种多样的，譬如：铬、铅、锰、汞等。如果水环境中重金属离子被生物体摄取了一定的数量，重金属就会在水环境中逐渐集聚，从而造成生物体出现中毒甚至是死亡的事情发生。在处理重金属离子的过程当中，仅仅能够改变其具体的形态，其中的毒害情况根本不能得到根本上的彻底清除。

    在环境监测的过程当中，传感器能够自动化的完成对地下水样的抽取，同时在分光光度计与1.2-联苯卡巴肼的影响作用下，针对地下水中的重金属实际含量实施系统化监测。

    重金属离子检测不仅可采用化学方法，与此同时对生物来源分子进行科学合理化的有效性利用。在大肠杆菌当中包括一种特殊性质的蛋白，其能够与镍离子有效地综合在一起，将荧光基因成功地猝灭。通常状况下，荧光强度与镍离子的实际浓度是反比的关系，能够对镍离子实现成功地定量检测，其具有良好的选择性能，通常也仅仅是在Cu2+ 、C02+ 等离子当中有交叉反应的出现。总而言之，传感器的运用能够实现对待测物质实际浓度的系统性检测，并且可达到多项指标检测的最终目的。

    2.2农药残留物质检测方法

    在较短的时间当中，农药可以约束病虫对农林造成的伤害，可是如果农药量过大还会伤及到人类及牲畜的健康。据报道，农药只有10%的利用率，在土地当中会残留下一大部分，是造成环境污染的一大重要因素。大家都知道，食物链是客观存在的，在食物链的作用下农药等有害物质会不断地转移到人们的身体上，威胁全人类的身体健康。

    在监测农药残留物时，电流计与钴-苯二甲蓝染料最为常见使用，对三嗪类除草剂的检测最低可达到50ug/L，将样品采取一定的处理措施进行浓缩，通常能将检测限度提升到200ng/L.

    另外，红外光谱传感器也可对杀虫剂进行检测，因该传感器带有光纤，对信号的耗散作用可有效抑制，而光谱分析工作可对有机磷类杀虫剂进行科学提取，促使杀虫工作顺利地完成。

    2.3多环芳香烃类化合物检测方法

    多环芳香烃类化合物具有显著的污染性与致癌特性，一般经常会在工业生产中加以使用。在水体当中包含了低于1x10- 9含量的多环芳香烃类化合物，为此，实际监测工作当中一定要避免这些待测物质对监测结果所造成的影响，否则最终所得出的监测信号数值会有很大的误差，对此，我们可运用聚合物膜物质聚集在一起来开展荧光监测，以此得出精准的监测数据。

    3生物传感器在大气环境监测中的应用

    3.1对SO2 的监测

    由氧电极与肝微粒体共同构成生物传感器SO2，这种传感器是利用雨水当中亚硫酸盐的具体浓度来将SO2的实际含量完全展现出来的。其中，亚硫酸盐氧化是依赖于传感器当中的微粒及所损耗的氧气，这样才能够促使氧电极的周边溶解氧浓度逐渐地降低，促使传感器电流产生相应的改变，最终确保了监测数据的精准性。

    4生物传感器的应用前景

    若使用传统监测法会产生精确度低，重现性差等影响监测的情况。而生物传感器则能弥补这方面的缺点，更适合现代现代环境监测。如今在制作传感器时仍存在一定的难度，不仅价位高，使用寿命也比较短。而科学技术的不断发展，肯能可以将生物传感技术的不足作出改善，使生物传感技术得到更大范围的应用，在环境监测中起重要作用。

    结语：综上所述，传感器技术在环境检测的过程中，应用其中的技术要点，能够为环境检测提供技术支持，今后在环境检测工作中，应该更加重视应用传感技术。

    参考文献

    [1]赵为武，唐国林，张四奇.基于电化技术重金属离子检测技术的研究进展[J].装备制造，2014（12）.

    [2]万谦，肖国光，杨平华等。基于碳纳米管修饰电极的酶生物传感器研究进展[J].化工中间体，2014（12）