環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的運用探討

劉曉雪

摘 要：隨著人們對環(huán)境保護的重視逐漸提高，環(huán)境檢測技術(shù)在其治理工作中發(fā)揮著越來越重要的作用?；诖?，本文對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用作了概述，重點對生物發(fā)光檢測技術(shù)及傳感技術(shù)進行了介紹，只有加強監(jiān)測技術(shù)的大力應(yīng)用，才能提升監(jiān)測水平，促進環(huán)境問題的改善。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；生物技術(shù)；傳感器；趨勢

由于環(huán)境污染物種類繁多，基質(zhì)復(fù)雜，其毒性高、長時間接觸易產(chǎn)生生物富集等特點，對人體健康會產(chǎn)生巨大的威脅，同時隨著人們對環(huán)境污染問題的逐漸關(guān)注，環(huán)境中污染物的檢測規(guī)范和技術(shù)要求也越來越嚴(yán)格。因此加強其技術(shù)的應(yīng)用探討，對于保證檢測工作的有效執(zhí)行，提升檢測水平具有重要作用。

1 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用概述

1.1 技術(shù)發(fā)展趨勢

環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展概括起來，主要以下幾點：（1）以目前人工采樣、實驗分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計為主，向自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化為主的監(jiān)測方向發(fā)展；（2）由監(jiān)測勞動密集型向技術(shù)密集型方向發(fā)展；（3）由小范圍領(lǐng)域監(jiān)測向全方位領(lǐng)域監(jiān)測的方向發(fā)展；（4）由單純的地面監(jiān)測向與遙感監(jiān)測相結(jié)合的方向發(fā)展；（5）監(jiān)測儀器將向高質(zhì)量、多功能、集成化、自動化、系統(tǒng)化和智能化的方面發(fā)展；（6）監(jiān)測儀器性能向物理、化學(xué)、生物、電子、光學(xué)等技術(shù)綜合應(yīng)用的高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展。

1.2 技術(shù)應(yīng)用的重要性

（1）在城市環(huán)境規(guī)劃中的作用；在社會化生產(chǎn)的過程當(dāng)中，發(fā)展經(jīng)濟與環(huán)境的保護是統(tǒng)一的關(guān)系，強調(diào)經(jīng)濟建設(shè)和環(huán)境建設(shè)要實行“三同步” 即：同步規(guī)劃、同步實施與同步發(fā)展。其次要做好城市的環(huán)境規(guī)劃，就一定要對城市環(huán)境的現(xiàn)狀進行科學(xué)合理的評價，而科學(xué)的環(huán)境評價，則來源于切實可靠的環(huán)境監(jiān)測工作。（2）在社會商品中的作用；社會商品是在整個社會中進行流通與使用的，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，要從對人與環(huán)境所產(chǎn)生的影響來進行衡量，例如對機動車排放有害廢氣指標(biāo)，冰箱等家用電器的噪聲指標(biāo)等進行科學(xué)的測定。（3）在科學(xué)研究中的作用；科學(xué)技術(shù)的進步是社會經(jīng)濟發(fā)展的首要條件，而部分科學(xué)研究又通常以環(huán)境監(jiān)測作為論據(jù)，例如自然資源考察中的環(huán)境背景調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境容量研究中的污染源調(diào)查等，做好這些方面的環(huán)境監(jiān)測，將對推動科學(xué)研究與發(fā)展經(jīng)濟有著重大意義。

2 環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用

2.1 生物發(fā)光檢測技術(shù)

在自然環(huán)境中，一些細(xì)菌、真菌及昆蟲等生物具有發(fā)光特性，且其均屬于革蘭氏陰性兼厭氧桿菌，可以運動，因此在環(huán)境檢測中可選擇發(fā)射熒光特性的細(xì)菌作為指示菌，但由于放射熒光強度會受到土壤中的重金屬影響，由此可將放射熒光強度作為環(huán)境檢測指標(biāo)，以進行土壤中混合毒物、樟腦球等重金屬的監(jiān)測工作。其次實踐證明，在環(huán)境檢測中應(yīng)用生物發(fā)光檢測技術(shù)，以熒光細(xì)菌作為敏感材料，其檢測靈敏性高，檢測直觀、快速，可與生物傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)等結(jié)合應(yīng)用，未來其在環(huán)境檢測中的檢測范圍將會擴大。

2.2 生物酶技術(shù)

生物酶技術(shù)的主要作用是檢測環(huán)境污染物中的農(nóng)藥，以及重金屬等危害人和動物身體健康的有毒污染物，而其最為常用的兩種方法，即生物酶抑制技術(shù)及酶免疫測定技術(shù)。其中，生物酶抑制技術(shù)的工作原理是利用農(nóng)藥或是重金屬等有毒污染物，對特定酶產(chǎn)生抑制作用，然后通過加入該酶催化的底物顯色劑是否顯色以及顯色的程度，來對酶是否發(fā)生了抑制反應(yīng)及發(fā)生抑制反應(yīng)的程度進行判斷，從而監(jiān)測所要檢測的環(huán)境污染物是否存在，以及存在的含量大小。另一種是酶免疫測定技術(shù)，它是一種綜合了生物酶技術(shù)及免疫技術(shù)的新技術(shù)，是近段時間內(nèi)才在環(huán)境檢測中興起的一種比較適用的技術(shù)，它的工作原理主要是通過參考抗原和抗體之間的特異性反應(yīng)，來對污染物是否存在及存在的情況作出詳細(xì)的判斷。一般來說，在應(yīng)用時會以環(huán)境污染物作為抗原，然后通過免疫動物獲得特異性抗體，以讓抗體與抗原在動物體外進行特異性的反應(yīng)，從而對污染物中所要檢測的成分作出最基本的判斷。

2.3 PCR技術(shù)

PRC技術(shù)指的是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，它能夠在體外合成特異性的DNA片段，實現(xiàn)擴充基因DNA和RNA片段的功能，是克隆技術(shù)的發(fā)展和延伸。該技術(shù)具有以下優(yōu)點：（1）操作簡單；隨著科技的發(fā)展，PRC技術(shù)可利用DNA聚合酶，在DNA擴增儀上進行操作，使整個過程只需加入一次酶便可。（2）反應(yīng)非常迅速；在20～30個周期內(nèi)，DNA的數(shù)量就能成百萬倍的擴增，整個過程只需要幾個小時（3）靈敏性極高；只需要利用一根頭發(fā)、單體細(xì)胞或是一個精子就可實現(xiàn)對DNA定型；（4）特異性較強；由于PCR技術(shù)使用的酶具有耐高溫性，所以其特異性較強。其次PRC技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用表現(xiàn)在以下三方面：（1）PRC技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)檢測法，并能夠?qū)ν獠凯h(huán)境的有害生物和致病細(xì)菌進行準(zhǔn)確的檢測，提高了環(huán)境檢測的效率；（3）由于PCR技術(shù)具有較高的靈敏性，所以即使在濃度很低的水中，微生物病原體也能被檢測到，同時該技術(shù)要比傳統(tǒng)的檢測手段更加標(biāo)準(zhǔn)，檢測的靈敏度也更高；（3）使用PCR技術(shù)檢測的結(jié)果可以為水質(zhì)的評價提供可靠的依據(jù)，并且PCR 技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，有可能以其獨特的優(yōu)勢取代現(xiàn)有的水細(xì)菌學(xué)檢測方法。

3 傳感技術(shù)

3.1 電化學(xué)傳感器

電化學(xué)傳感器受壓力變化影響較小，但傳感器內(nèi)的壓力差可能會損壞傳感器，因此保持壓力均衡是傳感器正常工作的前提，同時電化學(xué)傳感器對溫度較為敏感，溫度高于25℃時，讀數(shù)較高，而低于25℃時，讀數(shù)較低。其次電化學(xué)傳感器是利用與待測氣體發(fā)生反應(yīng)，然后根據(jù)電信號與氣體濃度的比值關(guān)系測定氣體含量，典型的電化學(xué)傳感器主要元件包括透氣膜、電極、電解質(zhì)和過濾器，同時較為常見的有濕度傳感器、氧化氮傳感器、硫化物氣體傳感器等，其中，涂覆壓電石英晶體用傳感器是較為常用的濕度測定儀器，該儀器通過光合化學(xué)技術(shù)可制成小型石英奪電晶體，然后將4種濕度敏感性較高的物質(zhì)涂在石英晶體上，由于其振動頻率隨質(zhì)量的變化而改變，而選擇不同的涂層，即可測定不同氣體的相對濕度。例如二氧化硫是酸雨形成的主要原因，也是造成空氣污染的主要原因之一，因此利用傳感器檢測二氧化硫，可降低檢測時間，提高檢測精度，在檢測時，離子交換膜應(yīng)為固體聚合物，且膜的一邊應(yīng)含對電極和參比電極的內(nèi)部電解液，另一邊插入鉑電極，從而組成二氧化硫傳感器。

3.2 液體傳感器

在實際環(huán)境檢測中，由于水環(huán)境中的污染物種類廣泛，因此液體傳感器比氣體傳感器的應(yīng)用更為廣泛。例如農(nóng)藥是一類特殊的化學(xué)品，它在防治農(nóng)林病蟲害的同時，也會對人畜造成嚴(yán)重的危害，因此采用鈷-苯二甲藍(lán)染料和電流計能方便檢測三嗪類除草劑，且無需脫氧。其次采用帶有光纖的紅外光譜傳感器，也可進行殺蟲劑的快速檢測，具體可將光纖內(nèi)壁涂覆經(jīng)非極性有機物修飾的氣溶膠材料后，能顯著改善光纖中水分子對信號的耗散作用，并且能夠提取出溶液中的有機磷類殺蟲劑進行光譜分析。另外如激素類分子及其代謝物的污染，常常會引起生物體生長、發(fā)育和繁殖的異常，采取該技術(shù)無需樣品的預(yù)處理，對于不同地區(qū)的自然界水體，均可進行激素的現(xiàn)場直接檢測。

4 總結(jié)

總之，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提升，環(huán)境問題已引起了全社會人們的廣泛關(guān)注，而環(huán)境檢測技術(shù)的應(yīng)用，不僅可幫助我們了解現(xiàn)在的環(huán)境現(xiàn)狀，還能改善生存條件提供可靠的技術(shù)指導(dǎo)。因此在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的推動下，環(huán)境檢測技術(shù)也應(yīng)不斷優(yōu)化，以建立快速、高效、環(huán)保、準(zhǔn)確的環(huán)境指標(biāo)。

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