传感器在环境监测中应用介绍

来源: 发布时间：2017-08-10  

随着我国经济的不断发展，科技也在不断的进步，生物传感器作为科技中的新型设备，受到了不少企业的欢迎，其设备有着感受、观察、反应等功能。那么生物传感器在环境监测中有着怎样的作用呢？下面跟随小编一起来简单了解一下吧。

生物传感器

生物传感器在环境监测中的应用  

1、对砷化物和硫化物的检测砷污染主要来源于采矿、冶金、化工、农药生产、制革、制药等工业废水。单质砷的毒性很低,但砷的化合物均有剧毒，砷化物容易在人体内积累，造成急性或慢性中毒。在历史上,由于人们的环保意识不强，含砷工业废水曾造成土壤和地下水的广泛污染。为有效地清除这种污染并确保饮用水的安全，对污染环境中的砷的检测是至关重要的。通过对电流变化值的记录，可检测出S2 - 的浓度。试验证明,硫化物微生物电极具有良好的准确度和精密度，测试设备简单，操作方便，成本低，是一种有实用意义的生物传感器。 

2、对杀虫剂除草剂残留物的检测  

利用生物传感器可直接、快速又方便地检测出各类杀虫剂(如有机磷和氨基甲酸脂类) 和除草剂的残留物。生物基质不但可以测定残留物的浓度，还可以测定其毒性，这是传统的分析检测技术所达不到的。用于检测杀虫剂的常见的酶是神经酶乙酰胆碱酶，它能催化乙酰胆碱水解成胆碱和乙酸。有机磷是杀虫剂中的一大分支,包括对硫磷、马拉硫磷、甲氟磷酸异丙酯等,它们能与酶结合成非常稳定的共价物磷酸基酶从而阻碍酶的活性。将固定化乙酰胆碱酯制成的生物传感器放入含有杀虫剂的试样中就可以测量出酶活性的抑制程度。当酶不受抑制时,会输出一个大的稳定信号，而当溶液中含有抑制剂时,这个信号的大小就会降低一个与抑制剂浓度成比例的量，从而达到检测的目的。利用聚球蓝细菌细胞作为生物基质的生物传感器可以用于检测水体中的除草剂，通过检测细胞中光合成电子传输系统,当有污染物存在时，会对传输系统产生干扰。该方法非常简单方便,可迅速提供污染信息,适于在线监测。

3、对生化需氧量及氨氮的测定  

生化需氧量是反映水体被有机物污染程度的综合指标，也是研究废水的可生化降解性和生化处理效果，以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。目前普遍采用的BOD 测定方法是标准稀释法，这种方法操作复杂，重现性差，且不宜现场监测。采用BOD 生物传感器可在10～15min检测出BOD的含量,可对水质状况实行在线监测,具有广阔的应用前景。BOD 生物传感器的基本原理是：将生物传感器置于不含BOD 物质的缓冲溶液中，由于溶液保持恒温并被氧饱和，传感器输出一稳态电流;当加入样品时，有机物向生物传感器的生物膜中扩散，因微生物对有机物质有代谢作用而耗氧，从而导致传感器输出电流降低。利用硝化细菌作基质和氧电极组成的生物传感器对医院及食品工业的废水处理厂的污水进行氨氮的检测，硝化菌以氨作为唯一能源消耗氧，通过检测附着在氧电极上的固定化微生物的呼吸量可测定氨氮浓度。 

4、对大气和废气的监测  

清洁的空气是人类和生物赖以生存的环境要素之一。生物传感器在大气和废气监测中也有广泛的应用。研究了一种新型生物传感器对化工厂排放到空气中的有毒污染物进行遥感监测。该传感器采用能发光的弧菌属细菌作为生物基质，当空气中有毒污染物存在时，发光细菌的发光能力受到影响而减弱，其减弱程度与有毒物质的毒性大小和浓度成一定的比例。

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