淺談環境監測的生物傳感技術

向國立

（酒泉市環境監測站 甘肅酒泉 735000）

據相關調查已經充分表明，在生物傳感技術得到迅猛發展的同時,該技術隨著時間的推移正在不斷的成熟并廣泛的應用在多個領域之中。它所具有的誤差低、準確度高、專一性強等優勢,越來越受到環境監測部分的青睞,而且按照目前的趨勢上來看，正呈現出持續不斷的放大之中，因此我們很有必要去了解該技術，為今后更好的加以應用做好充分的準備。

1 生物傳感技術有效監測有毒物質

通過以往的實踐經驗表明，在我們最經常使用到的Cellsens生物傳感器,它是一種建立在大腸桿菌分析系統基礎上,同時以細菌的呼吸活動為衡量標準,接著再通過生物傳感器中電流的大小來反映污染物毒性是否符合標準的過程。值得大家注意的是，在這個生物傳感器之中的污染物會在很大程度上直接影響到細菌的呼吸作用。不僅如此，其在監測廢水中的二氯苯酚等具有毒性物質的過程中,不僅反應快而且非常準備無誤。

眾所周知，在各種類型的有害物質中當屬農藥的危害最大，因此在這一領域我們需要加大力度對其進行研究并且想方設法加以解決。經過過去很長一段時間里的不懈努力，最終研制成功有機磷農藥生物傳感器,通過事實證明，這種生物傳感器在監測農藥中的有害物質所達到的效果是比較令人感到滿意的。那么它是怎么實現的呢？具體地說，在新型有機磷傳感器監測有毒物質的過程中,是將乙酰膽堿酯酶與牛血清蛋白在使用二醛交聯法進行反應的前提下，將其固定在碳納米管電極的表面（通常是位于石墨電極上的），通過這種方式來監測農藥毒性高低的一種方法。需要提醒大家一點的是，在使用這種方法進行監測的過程中,有機磷農藥就算是在處于一種濃度不高的情況下同樣也會起到抑制乙酰膽堿酯酶活性的作用,從這一點上來看，通過判斷有機磷農藥濃度只需要通過檢測乙酰膽堿酯酶的活性即可（在一定的范圍內）。

2 生物傳感技術監測表面活性物質

就目前而言，在人們的生活環境中發生嚴重水污染現象的絕大多數時候是由表面活性物質所導致的。舉一個簡單的例子，直鏈烷基苯磺酸鈉不但可以在水面上產生一定量的泡沫,與此同時還會消耗一定量的氧氣。鑒于這種情況，我們最好的辦法就是采用由氧電極所制成的生物傳感器來監測陰離子表面的活性物質（事實證明，這樣做所達到的效果往往是最佳的）。需要注意的一點是，在陰離子表面活性劑影響呼吸作用的同時,氧在溶解的時候也會隨之發生一定程度的變化,如果是這樣的話，我們可以利用氧電極的電流變化來準確無誤的測定出表面活性物質的濃度能否達到人們的預期要求。

3 生物傳感技術監測微生物的數量

一般地說，評價水質量標準最常用的方法就是通過監測水中微生物的數量。經過多年的研究和應用發現，安培型細菌總數微生物傳感器再借助一些適當的輔助裝置和電極的前提下可以準確測量出數量超過30000的細菌數量,更讓人感到驚奇的是，使用這種傳感器進行測量的話往往只需要半個小時前后就能夠操作完畢。具體地說，第一步是將細菌懸濁液抽濾成細菌阻留膜,第二步是將電極與經過過濾后的膜在彈性點解池的底部固定起來,第三步是將阻留膜裝飾到電極上并詳細而且正確的記錄伏安所呈現的曲線特征,這樣一來所得出的細菌總數對照標準曲線便是我們想要得到的最終結果。通過實踐結果表明，通過這種方法不僅花費時間比較少,而且準確度相對而言也會比較高。

4 測定生化需氧量

所謂的生化需氧量含義是水中需要氧氣供應的有機物的污染物質含量。一般地說，在測定這種類型物質的時候最常用的方式就是用微生物的單一（或混合菌）作為電極的。事實證明,水中的微生物的呼吸方式會隨著水中生化需氧量的不同而發生一定程度的變化,進而造成電極中電流信號也會隨之產生不同程度的差異,而放大最后的電信號輸出便能夠得出水中生化需氧量的多少。經過反復的實踐發現，此種監測方法不僅耗費工作人員的時間較短,與此同時還可以達到預期在線監測的效能,最終能夠準確而且及時的將水的質量反饋到監測器中。

5 結語

綜上所述,隨著科技的不斷進步與發展，我們通過利用生物傳感技術在環境監測中的在線、快速、準確等優點,從而滿足現代環境在監測分析的實際需求。但是就目前而言,生物傳感技術想要得到更為廣泛的應用還有很長的一段路要走,但是我們有充足的理由相信,隨著我們在這一領域進行不斷的探索，生物傳感器一定會在環境監測中展現出更多的優勢,從而更好的服務于環境保護當中。

[1]劉專.傳感技術在食品安全和環境監測中的應用研究[D].華中科技大學：衛生檢驗與防疫,2013.

[2]王海波.基于石墨烯的新型生物傳感技術的研究和應用[D].湖南大學：分析化學,2012.