山东省环境保护科学研究设计院 济南市 250013
摘要：随着社会经济的不断发展，人们对环境质量的关注逐渐增多，在进行环境检测的过程中，对相关环境监测设备以及仪器的要求也不断提高，不仅要求其具有携带方便的特点，还应该具备对多种待测物进行长时间的动态监测功能。而近几年来人们开发应用的新型传感器技术已经很好适应了人们的需求。本文对环境检测中传感器技术的应用进行探讨。
关键词：环境检测；传感器技术；应用研究
传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学和材料科学等众多学科相互交叉的综合性和高新技术密集型前沿技术之一，是现代新技术革命和信息社会的重要基础，是自动检测和自动控制技术不可缺少的重要组成部分。目前，传感器技术已成为我国国民经济不可或缺的支柱产业的一部分。传感器在工业部门的应用普及率己被国际社会作为衡量一个国家智能化、数字化、网络化的重要标志。
1 环境监测的意义
通过加强我国环境监测软硬件的建设力度，使各种环境污染因子的监测构成一定的监测能力，对环境管理的强化产生一定的积极作用。将环境管理的检测数据作为基础，与环境监测的技术监督与支持产生直接联系。若不具备环境监测，则无法实现有效管理，更别说管理的科学化。作为污染动向的掌握及污染危害预防的重要环节，环境监测是环保工作中的“尖兵”，对环境管理的加强、环保政策与法规的制定以及经济的建设都产生了极为重要的作用。
2 环境检测中微生物传感器技术的应用分析
2.1 微生物细胞传感器技术对水环境监测中的应用
做好对水环境的监测工作，对于硝酸盐进行检测是十分重要的，如在水环境当中含有硝酸根，那么硝酸根会被转化为亚硝酸根，再次转化过程当中，会产生一种微细的电流。通过通常的手段，无法对这种电流进行检测，那么借助微生物传感器技术，就能够通过对微生物特点的应用来对这种电池进行检测，这样就能够对复杂环境下的相关情况进行检查，可以得到一个较为准确的数据。而环境监测部门通过对该数据进行分析，并作出具体的处理，对于保护公民的健康具有重要的意义。而对于硫化物进行检测，也可以通过微生物细胞传感器来进行，之前我们所使用的检测方法较为古老，效率也较低，技术成本花费较大。通过微生物传感器进行检测，研究微生物传感器的实际作用，发现其检测效率较高，而且具有操作简单，成本低，花费人力少的效果，具有全天候不间断检测的优势。通过其对于酚类物质进行检测，这种物质对人体的危害十分巨大，对于酚类物质进行详细的检查是十分重要的一个检查步骤。那么通过微生物传感器技术在进行该物质检测的时候，一般使用的就是酚电极工作，这样微生物传感器可以准确和高效地对其进行检测，能够广泛地在此领域加以应用。
2.2 微生物细胞传感器技术在大气环境监测当中的应用
在大气污染当中，所占比例较大的是空气当中的氮氧化物和二氧化硫，物质会在特定的条件下出现化学反应，而经过化学反应而产生的物质，能够在很大程度上对空气质量产生影响，导致空气质量下降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆之前所用的检测方法，一般是采用分光光度检测，检测方法存在有较大的缺点，而且这种检测方法操作十分复杂，仪器的效果也不准确，导致环境改变，产生一定的检测误差.通过微生物传感器进行检测，可以有效避免这些问题的发生，能够使其得到较为准确的数据，而所得的误差也会大大减少，这样空气环境监测局大气的监测工作能够起到有效的警示作用。二氧化硫在进行监测的时候通过传感器的应用可以取得较好的效果，采用硫杆菌体制作原理简单的传感器在电机两端，能够对氧元素的含量变化进行监测，确定了电极传感器。通过对氮氧化合物进行检查，通过不同浓度的氮氧化物可以为硝化细菌制造不同的呼吸环境，硝化细菌对于该浓度的感应较为准确评判，这样就能够使实验者更加直观的对于氮氧化物的浓度变化情况进行观察和了解。
2.3 微生物细胞传感器技术在农药等物质监测中的应用
除草剂、杀真菌剂、杀昆虫剂、脱叶剂、植物生长调节剂等均属于农药类物质，农药是一种广泛存在于大气、土壤以及水、植物和食品中环境污染物。其中除草剂不但含有有机化合物，也含有无机物；杀真菌剂含有有机化合物、含硫化合物及含铜化合物；杀昆虫剂含有马拉硫磷、对氧磷等有机磷化合物。这些都会造成人体的危害，导致造血功能受损、呼吸道损伤、神经系统疾病、免疫系统损伤或严重的致癌现象。目前常用的杀虫剂监测方法为气相色谱法，但某些杀虫剂具有高极性、低挥发性以及对热不稳定性，很难采用气相色谱法进行监测。但有机磷农药会在低浓度下进行一些特定酶活性的抑制，抑制程度受到有机磷农药浓度的影响，所以设计了酶传感器进行有机磷农药浓度的间接测定。其中酶传感器的作用机理主要是乙酰胆碱在胆碱酯酶的作用分解产生胆碱和乙酸，然后胆碱别胆碱氧化酶氧化形成甜菜碱并释放出H2O2，农药与胆碱酯酶发生作用时，将会形成极易水解的非共价的中间复合物，同时由于乙酰胆碱酯酶高度敏感于有机磷农药，所以测定反应相pH变化就能得到酶活受抑情况，间接可将有机磷农药浓度推算出来，从而能够监测出药物的危害性。
2.4 SO2传感器技术在大气环境监测中的应用
酸雾、酸雨主要由SO2引起，传统监测比较繁杂，有学者研究出了新的监测技术。如Marty在醋酸纤维膜上固定亚细胞类脂类并与氧电极，得到安培型生物传感器，实现监测酸雾、酸雨溶液；马莉在醋酸纤维膜中固定肝微粒体（含有亚硫酸盐氧化酶）并和氧电极，得到的传感器可分析SO2溶液，微粒可同时消耗氧与氧化亚硫酸盐，降低氧溶解的浓度，引起电流变动，侧面显示亚硫酸盐浓度。此传感器可快速响应，所需稳定值约在10分钟，结果准确性、重现性佳。若亚硫酸盐的浓度3.4mol/L，亚硫酸盐浓度与电流关系为线性，以0.6×10-4mol/L为检出限，但使用环境温度为37℃，保存期2d，次数20次。
2.5 监测其他气体的传感器技术
甲醛是一种对人体健康产生重要危害的有毒物质，其具有长期性、隐蔽性以及潜伏性的特点。中国研究学者在综合分析国外研究情况的基础上，对甲醛传感器展开了相关方面的研究。其主要着力于对甲醛的光化学、电化学、金属氧化物、表面声波等传感器的相关特性展开探讨。例如，将发光细菌固定于聚乙烯醇凝胶中，并将其与信号转换器结合在一起，其便可将光信号转化成电信号，之后通过遥感器进行接收，对待测物质的毒性及浓度进行有效地监测。此外，一些研究者利用埃希氏菌作基质，借助琼脂对其进行固定，并与传感器相组合构成生物传感器。借助其对大气环境进行连续性的监测，对大气中甲苯、苯等有毒物质的浓度变化进行实时性的监测。
结束语
目前环境保护问题已经成为人们的共识，环境保护及环境污染控制已经成为目前环境监测人员工作的核心内容。对环境进行管理、控制污染、为环境评价与环境规划提供准确且全面的环境质量状况的信息，这些都是实施环境监测的重要目的所在。
参考文献
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[3]樊占春，张静.生物传感器在环境监测领域的应用[J].四川环境.2013（06）
论文作者:孙慧玲,刘洁,王燕华,钟晶晶
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/27
标签：传感器论文; 环境监测论文; 微生物论文; 技术论文; 浓度论文; 环境论文; 亚硫酸盐论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;