传感技术在环境检测中的应用

1概述
环境问题是当今国际社会普遍关注的问题，为保护生态环境，实现经济的可持续发展，环境检测和治理成为当前的重要任务。

随着工业的不断发展，环境问题日益恶化，水质污染、酸雨形成、雾霾等恶性事件不断发生，极大的影响着人们的生存和生活。

如何加强环境检测，恢复生态平衡，为经济稳步增长提供有利条件成为社会各界广泛关注的问题。

本文将以传感技术为例，对其电化学、生物和光纤三种类型的传感器特点、原理及应用进行分析。

2传感技术在环境检测中的应用
随着科学技术的不断发展，对环境实施快速、实时检测的需求日益紧迫，传感技术由此得到广泛发展和应用。

依据检测原理的不同，传感技术可分为电化学传感、生物传感和光纤传感。

2.1电化学传感应用
2.1.1特点分析。

电化学传感器受压力变化影响较小，但传感器内的压力差可能会损坏传感器，因此保持压力均衡是传感器正常工作的前提；电化学传感器对温度较为敏感，温度高于25℃时，读数较高，而低于25℃时，读数较低。

电化学传感器对待测样品选择性较强，传感器类型、待测样品浓度和目标气体都会影响选择程度，选择性高、可靠性好的检测氧气的传感器，其他类型的则容易受到干扰。

2.1.2测定原理。

电化学传感器是利用与待测气体发生反应，然后根据电信号与气体浓度的比值关系测定气体含量。

典型的电化学传感器主要元件包括透气膜、电极、电解质和过滤器。

2.1.3电化学传感器的应用。

较为常见的有湿度传感器、氧化氮传感器、硫化物气体传感器等。

传统测定空气湿度的仪器为湿球式温度计、手摇式温度计以及通风式温度计等，电化学传感器测定湿度则更加灵敏。

涂覆压电石英晶体用传感器是较为常用的湿度测定仪器，该仪器通过光合化学技术制成小型石英夺电晶体，然后将4种湿度敏感性较高的物质涂在石英晶体上；晶体是振荡电路中的共振器，其振动频率随质量的变化而改变，选择不同的涂层，即可测定不同气体的相对湿度。

二氧化硫是酸雨形成的主要原因，也是造成空气污染的主要原因之一。

因此，利用传感器检测二氧化硫，可降低检测时间，提高检测精度。

检测时，离子交换膜为固体聚合物，膜的一边含对电极和参比电极的内部电解液，另一边插入铂电极，组成二氧化硫传感器。

2.2生物传感应用
2.2.1特点分析。

随着生物技术和电子技术的不断发展，生物传感技术也逐渐兴起并得到了广泛应用。

生物传感器具有集成化、微型化和高度自动化特点，能快速有效地对待测样品进行检测，因此已经在生物制药、环境检测、食品工业等领域得到广泛应用。

2.2.2检测原理。

生物传感器是由分子识别单元和转换器两个部分组成，利用生物分子识别待测样品，然后通过信号系统将生物分子所发生的物理或者化学变化转化为相应的电信号，再利用分析系统对检测结果进行分析展示。

2.2.3生物传感器的应用。

根据国外相关报道，生物传感器相对于传统的电化学传感器来说具有一定优势，以有机磷和氨基甲酸酯农药的检测为例，传统检测方法最小检出量为400ng/kg，而利用固化了醛脱氢酶的酶传感器可大大提高检测精度，检出量最小值为9ng/kg。

将荧光细胞与中国大颊鼠的卵细胞重组的细胞序列可用于检测环境中的有毒物质，另外，科技的不断发展，也推动了生物传感器的改进，基于PCR技术和芯片技术的生物传感芯片、各种生化分析仪器不断被研发，方便携带、分析准确快速已经变为现实，生物传感技术在环境检测中的应用将越加广泛。

2.3光纤传感应用
2.3.1特点分析。

光纤传感是基于光纤盒光纤通信技术发展起来的一门传感技术，可用于大气、水质、生态保护中的检测。

该技术具有体积小、灵敏度高、抗干扰能力强、耐腐蚀等优点，因此可在有毒、有害、易燃、易爆环境中应用。

光纤传感器具有实时在线、分布式遥测使用的优点，可满足当前环保市场对环境指标快速、高效检测的需求。

2.3.2检测原理。

光纤传感器是利用待检污染物与光相互作用，使光纤中光信号发生变化（或污染物与其他物质作用，间接改变光纤信号特性），然后通过光信号检测系统实现对其检测，从而得到污染物的相关信息值。

光纤传感器一般由光源、光纤引线、敏感元件和信号检测分析设备几部分组成。

2.3.3光纤传感器应用。

光纤pH传感器可检测水体pH值，其检测原理是根据特定染色材料的pH值固定比色指示剂原理，将染色材料制成透光或反光薄膜，用光谱分析法即可测定水中的pH值。

光纤离子传感器将流动注射分析法、激光激发荧光谱技术、光纤传导技术以及CCD摄影技术等相结合，可对铜离子、锌离子、镉离子和镍离子进行快速检测。

光学浊度传感器是利用激光在待测水样中反射光强度与入射光强度的变化情况而测定水样透明度下降状况。

我国在光纤传感方面的研究相对较晚，不过数十年的发展，已经在这一领域取得了较为显著的成果。

如中科院山东分院研发的光纤瓦斯气体传感器及其在线检测系统，可利用红外吸收光谱法和光线技术对甲烷等易燃易爆气体进行准确检测。

3结语
随着经济的不断发展和人们生活水平的不断提升，环境问题已经引起了全社会人们的广泛关注。

环境问题不仅关系到人类的健康生存，还会对经济发展产生影响。

环境检测不仅可帮助我们了解现在的环境现状，还能为我们治理环境问题，改善生存条件提供可靠的技术指导。

在科学技术不断发展的推动下，环境检测技术和检测设备也将不断优化，以实现快速、高效、环保、准确的环境指标检测。

参考文献:
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[4]汤琳.环境污染控制过程高灵敏生物传感技术研究及其检测体系构建[D].湖南大学，2009.
传感技术在环境检测中的应用
曹华伟
潍坊华沐环境工程咨询有限公司山东潍坊261061
摘要:环境问题是影响人类生存和社会发展的重大问题，是全球人类普遍关注的问题。

随着科学技术的不断进步，环境检测技术和设备不断更新，检测效果得到了显著提升。

本文将对电化学传感技术、生物传感技术以及光纤传感技术的应用进行简要分析。

关键词:传感技术；环境检测；电化学；生物；光纤
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