傳感器技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展分析

李文忽

摘 要 近幾年我們對環(huán)境保護(hù)的關(guān)注度越來越高，環(huán)境檢測工作自然而然得到了進(jìn)步，在這種情況下各種先進(jìn)的檢測儀器開始投入應(yīng)用，更加便于攜帶、功能更加豐富的檢驗設(shè)備紛紛出現(xiàn)，而傳感器技術(shù)的應(yīng)用更是提高了環(huán)境檢測設(shè)備的有效性。一般來說，傳感器技術(shù)可以分成反應(yīng)部分和信號轉(zhuǎn)換器這兩部分，目前常用的檢測傳感器大致可以分成液體傳感器和氣體傳感器。本文就結(jié)合傳感器技術(shù)在環(huán)境檢測中的實際應(yīng)用，對氣體傳感器和液體傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞 傳感器技術(shù);環(huán)境檢測;應(yīng)用;研究進(jìn)展

引言

現(xiàn)階段來看，環(huán)境污染正在成為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的阻礙因素，想要讓經(jīng)濟(jì)得到長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展，就必須要保護(hù)好生態(tài)環(huán)境、解決環(huán)境污染問題。中國的環(huán)境保護(hù)工作近幾年奮起直追，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)占據(jù)前列，黨和政府對環(huán)境檢測的重視程度逐年增加，給高新科技與環(huán)境檢測的結(jié)合提供了強有力的支持。傳感器技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用和研究正是在這樣的環(huán)境下進(jìn)行的，確實取得了值得分析的成果，因而我們有必要對本課題進(jìn)行探究[1]。

1氣體傳感器在環(huán)境檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展

人均收入的提升讓我國的人均汽車保有量得到了提升，汽車的存在確實給人們的日常生活帶來了新體驗，然而汽車排放出來的尾氣也在逐年增加，對大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。尾氣進(jìn)入大氣層以后，會造成大氣中二氧化碳的含量急劇增加、溫室效應(yīng)由此而來，兩極的冰川將會以前所未有的速度融化、海平面將會上升，臨海地區(qū)很可能處于被淹沒的風(fēng)險之中。為了更好地控制大氣污染，加強大氣環(huán)境檢測勢在必行，而氣體傳感器正是在這種情況下產(chǎn)生的，其能夠?qū)ζ囄矚?、工業(yè)廢氣等有害氣體進(jìn)行直接檢測。

氣體傳感器的工作特點比較突出，那就是其一般在探測頭內(nèi)部，氣體通過傳感器并且排出的過程中，氣體的體積分?jǐn)?shù)會自動轉(zhuǎn)化成電信號，即可獲知污染物成分。就以Dutta研制的傳感器來說，其是一種以鉑為電極、以氧化釔和氧化鋯為離子轉(zhuǎn)換器形成的檢測設(shè)備，在使用中只需要將其放在氣體排放口位置，即可檢測到含量在10-4～10-3的一氧化氮[2]。另外，Starke與其團(tuán)隊研發(fā)的氣體傳感器也是目前市面上比較先進(jìn)的氣體傳感器之一，它的技術(shù)原理相對簡單，主要是利用直徑在8～16納米的氧化錫、氧化銦、氧化鎢納米顆粒為原材料加工而成的納米傳感器，對一氧化硫、二氧化硫等氣體硫化物進(jìn)行檢測，其檢測精度非?？捎^[3]。檢測的過程中，可采取提升反應(yīng)表面積的方式提高反應(yīng)的效果，能從根本上提升氣體環(huán)境檢測的有效性。

氣體傳感器主要是對氣體樣品進(jìn)行分析和處理，并且轉(zhuǎn)化成電信號最終顯示檢測結(jié)果，利用氣體傳感器對污染氣體進(jìn)行檢測，能夠有效檢測出有害氣體的種類和含量等。目前，黨和政府極度關(guān)注大氣污染的相關(guān)問題，將解決大氣污染問題作為工作的重要目標(biāo)。而利用氣體傳感器對污染的氣體進(jìn)行檢測，能幫助有關(guān)人員更好完成大氣污染治理，從而讓我國的大氣環(huán)境得到有效的管控。

2液體傳感器在環(huán)境檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展

地球上大部分地區(qū)都被海洋覆蓋，但實際上可利用的水資源并不多，世界上很多地區(qū)都存在水資源不足、干旱缺水的困境，整體的缺水問題比較嚴(yán)峻。除此之外，水資源還能支撐工業(yè)發(fā)展，是工業(yè)發(fā)展不可或缺的重要資源，中國的工業(yè)發(fā)展速度逐年增加，從過去的農(nóng)業(yè)國過渡到了工業(yè)國、正在向工業(yè)強國發(fā)展。在這個過程中，更多的工廠如同雨后春筍般涌現(xiàn)，讓我國社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了長期的發(fā)展階段，帶動了勞動力就業(yè)，然而大批量的工廠生產(chǎn)也造成了環(huán)境污染問題。很多工廠在生產(chǎn)的時候都會產(chǎn)生廢水，然而為了節(jié)約排污費用很多企業(yè)選擇不經(jīng)處理隨意排放，導(dǎo)致了十分嚴(yán)重的水資源污染問題，同時也給河流中原有的生物帶來了巨大的生存威脅，因此積極主動采取傳感器技術(shù)對液體污染進(jìn)行檢測、并且及時采取措施進(jìn)行處理至關(guān)重要。

液體傳感器技術(shù)在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用非常常見，我國水資源污染問題的成因非常復(fù)雜，而工業(yè)生產(chǎn)廢水亂排放，則是其中最重要的一個成因。從實際的工作情況來看，工業(yè)廢水中往往富含重金屬，為了對這些污染物進(jìn)行有效檢測，工廠可將液體傳感器安裝到廢水池當(dāng)中，從而達(dá)到即時檢測的效果。在發(fā)現(xiàn)廢水中的有害物質(zhì)超出安全排放標(biāo)準(zhǔn)時，需要第一時間對污水處理系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確認(rèn)其運行情況，如未發(fā)現(xiàn)問題則需要與污水處理人員和環(huán)境檢測部門的人員進(jìn)行聯(lián)系，共同對污水處理情況進(jìn)行分析。在分析后采取有針對性的措施對廢水進(jìn)行處理，凈化其中存在的大量重金屬離子，從而避免它們對水資源造成污染，從根本上降低工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的破壞和污染。

現(xiàn)階段常用的液體檢測技術(shù)比較多，比如說可以利用鈷—苯二甲藍(lán)染料及電流計對三嗪類除草劑進(jìn)行檢測，檢測過程無須脫氧且檢測值下限非常低，樣品經(jīng)過預(yù)處理壓縮以后，檢測下限值還能進(jìn)一步降到200ng/L。另外，水質(zhì)污染的來源比較復(fù)雜，除了無機污染物以外，生物為源頭的污染問題也比較嚴(yán)重，比如說激素類分子就可能會導(dǎo)致水體生物的異常發(fā)育，利用液體傳感器技術(shù)對其進(jìn)行檢測同樣重要。Gauglitz帶領(lǐng)的研究小組就利用全內(nèi)反射熒光生物傳感器和睪丸激素抗體，對水體中的睪丸激素進(jìn)行了檢測，檢測下限值比較可觀，同樣不需要預(yù)處理，能夠在自然水體檢測中發(fā)揮巨大的作用[4]。

3結(jié)束語

傳感器技術(shù)在環(huán)境檢測工作中的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍，然而同時我們也必須要看到，這種技術(shù)確實還存在一定的不足之處，比如說在檢測大氣污染的時候，如果污染物含量低于傳感器最低限度，那么其將無法檢測出污染物的存在，只有對氣體進(jìn)行壓縮以后再檢測才能得出檢測結(jié)果。這種問題在液體傳感器檢測中同樣存在，這顯然不利于環(huán)境檢測技術(shù)的發(fā)展。因此在今后的工作中，我們必須要對傳感器技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用進(jìn)行更深入的分析。

參考文獻(xiàn)

[1] 林彥廷.基于無線傳感器技術(shù)的水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].湖南大學(xué)，2018.

[2] 夏俊，程誠.傳感器技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2017（3）：77，79.

[3] 王成金，馬玉波.環(huán)境監(jiān)測中生物傳感器技術(shù)的應(yīng)用研究[J].北方環(huán)境，2013，25（4）：94-95.

[4] 吳含西.試論傳感器技術(shù)在環(huán)境在線監(jiān)測中的實際應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013（8）：170.