环境监测技术的运用探讨

刘晓雪

摘 要：随着人们对环境保护的重视逐渐提高，环境检测技术在其治理工作中发挥着越来越重要的作用。基于此，本文对环境监测技术的应用作了概述，重点对生物发光检测技术及传感技术进行了介绍，只有加强监测技术的大力应用，才能提升监测水平，促进环境问题的改善。

关键词：环境监测；生物技术；传感器；趋势

由于环境污染物种类繁多，基质复杂，其毒性高、长时间接触易产生生物富集等特点，对人体健康会产生巨大的威胁，同时随着人们对环境污染问题的逐渐关注，环境中污染物的检测规范和技术要求也越来越严格。因此加强其技术的应用探讨，对于保证检测工作的有效执行，提升检测水平具有重要作用。

1 环境监测技术的应用概述

1.1 技術发展趋势

环境监测技术的发展概括起来，主要以下几点：（1）以目前人工采样、实验分析、数据统计为主，向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展；（2）由监测劳动密集型向技术密集型方向发展；（3）由小范围领域监测向全方位领域监测的方向发展；（4）由单纯的地面监测向与遥感监测相结合的方向发展；（5）监测仪器将向高质量、多功能、集成化、自动化、系统化和智能化的方面发展；（6）监测仪器性能向物理、化学、生物、电子、光学等技术综合应用的高技术领域发展。

1.2 技术应用的重要性

（1）在城市环境规划中的作用；在社会化生产的过程当中，发展经济与环境的保护是统一的关系，强调经济建设和环境建设要实行“三同步” 即：同步规划、同步实施与同步发展。其次要做好城市的环境规划，就一定要对城市环境的现状进行科学合理的评价，而科学的环境评价，则来源于切实可靠的环境监测工作。（2）在社会商品中的作用；社会商品是在整个社会中进行流通与使用的，产品质量的好坏，要从对人与环境所产生的影响来进行衡量，例如对机动车排放有害废气指标，冰箱等家用电器的噪声指标等进行科学的测定。（3）在科学研究中的作用；科学技术的进步是社会经济发展的首要条件，而部分科学研究又通常以环境监测作为论据，例如自然资源考察中的环境背景调查、环境监测与环境容量研究中的污染源调查等，做好这些方面的环境监测，将对推动科学研究与发展经济有着重大意义。

2 环境监测现代生物技术的应用

2.1 生物发光检测技术

在自然环境中，一些细菌、真菌及昆虫等生物具有发光特性，且其均属于革兰氏阴性兼厌氧杆菌，可以运动，因此在环境检测中可选择发射荧光特性的细菌作为指示菌，但由于放射荧光强度会受到土壤中的重金属影响，由此可将放射荧光强度作为环境检测指标，以进行土壤中混合毒物、樟脑球等重金属的监测工作。其次实践证明，在环境检测中应用生物发光检测技术，以荧光细菌作为敏感材料，其检测灵敏性高，检测直观、快速，可与生物传感器技术、计算机技术等结合应用，未来其在环境检测中的检测范围将会扩大。

2.2 生物酶技术

生物酶技术的主要作用是检测环境污染物中的农药，以及重金属等危害人和动物身体健康的有毒污染物，而其最为常用的两种方法，即生物酶抑制技术及酶免疫测定技术。其中，生物酶抑制技术的工作原理是利用农药或是重金属等有毒污染物，对特定酶产生抑制作用，然后通过加入该酶催化的底物显色剂是否显色以及显色的程度，来对酶是否发生了抑制反应及发生抑制反应的程度进行判断，从而监测所要检测的环境污染物是否存在，以及存在的含量大小。另一种是酶免疫测定技术，它是一种综合了生物酶技术及免疫技术的新技术，是近段时间内才在环境检测中兴起的一种比较适用的技术，它的工作原理主要是通过参考抗原和抗体之间的特异性反应，来对污染物是否存在及存在的情况作出详细的判断。一般来说，在应用时会以环境污染物作为抗原，然后通过免疫动物获得特异性抗体，以让抗体与抗原在动物体外进行特异性的反应，从而对污染物中所要检测的成分作出最基本的判断。

2.3 PCR技术

PRC技术指的是聚合酶链式反应，它能够在体外合成特异性的DNA片段，实现扩充基因DNA和RNA片段的功能，是克隆技术的发展和延伸。该技术具有以下优点：（1）操作简单；随着科技的发展，PRC技术可利用DNA聚合酶，在DNA扩增仪上进行操作，使整个过程只需加入一次酶便可。（2）反应非常迅速；在20～30个周期内，DNA的数量就能成百万倍的扩增，整个过程只需要几个小时（3）灵敏性极高；只需要利用一根头发、单体细胞或是一个精子就可实现对DNA定型；（4）特异性较强；由于PCR技术使用的酶具有耐高温性，所以其特异性较强。其次PRC技术在环境检测中的应用表现在以下三方面：（1）PRC技术逐渐取代了传统的分离培养检测法，并能够对外部环境的有害生物和致病细菌进行准确的检测，提高了环境检测的效率；（3）由于PCR技术具有较高的灵敏性，所以即使在浓度很低的水中，微生物病原体也能被检测到，同时该技术要比传统的检测手段更加标准，检测的灵敏度也更高；（3）使用PCR技术检测的结果可以为水质的评价提供可靠的依据，并且PCR 技术经过不断的发展和完善，有可能以其独特的优势取代现有的水细菌学检测方法。

3 传感技术

3.1 电化学传感器

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，同时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。其次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，同时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，其中，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可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，由于其振动频率随质量的变化而改变，而选择不同的涂层，即可测定不同气体的相对湿度。例如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，在检测时，离子交换膜应为固体聚合物，且膜的一边应含对电极和参比电极的内部电解液，另一边插入铂电极，从而组成二氧化硫传感器。

3.2 液体传感器

在实际环境检测中，由于水环境中的污染物种类广泛，因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛。例如农药是一类特殊的化学品，它在防治农林病虫害的同时，也会对人畜造成严重的危害，因此采用钴-苯二甲蓝染料和电流计能方便检测三嗪类除草剂，且无需脱氧。其次采用带有光纤的红外光谱传感器，也可进行杀虫剂的快速检测，具体可将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后，能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用，并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。另外如激素类分子及其代谢物的污染，常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常，采取该技术无需样品的预处理，对于不同地区的自然界水体，均可进行激素的现场直接检测。

4 总结

总之，随着经济的不断发展和人们生活水平的不断提升，环境问题已引起了全社会人们的广泛关注，而环境检测技术的应用，不仅可帮助我们了解现在的环境现状，还能改善生存条件提供可靠的技术指导。因此在科学技术不断发展的推动下，环境检测技术也应不断优化，以建立快速、高效、环保、准确的环境指标。

参考文献：

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[3] 徐辉.浅谈环境监测技术研发的可持续发展[J].科技资讯，2007（15）.