傳感器技術在環(huán)境檢測中的應用研究進展分析

李文忽

摘 要 近幾年我們對環(huán)境保護的關注度越來越高，環(huán)境檢測工作自然而然得到了進步，在這種情況下各種先進的檢測儀器開始投入應用，更加便于攜帶、功能更加豐富的檢驗設備紛紛出現(xiàn)，而傳感器技術的應用更是提高了環(huán)境檢測設備的有效性。一般來說，傳感器技術可以分成反應部分和信號轉換器這兩部分，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。本文就結合傳感器技術在環(huán)境檢測中的實際應用，對氣體傳感器和液體傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的應用研究進展進行了闡述。

關鍵詞 傳感器技術;環(huán)境檢測;應用;研究進展

引言

現(xiàn)階段來看，環(huán)境污染正在成為我國經(jīng)濟建設和社會發(fā)展的阻礙因素，想要讓經(jīng)濟得到長遠可持續(xù)發(fā)展，就必須要保護好生態(tài)環(huán)境、解決環(huán)境污染問題。中國的環(huán)境保護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)境檢測的結合提供了強有力的支持。傳感器技術在環(huán)境檢測中的應用和研究正是在這樣的環(huán)境下進行的，確實取得了值得分析的成果，因而我們有必要對本課題進行探究[1]。

1氣體傳感器在環(huán)境檢測中的應用研究進展

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)境造成了嚴重的污染。尾氣進入大氣層以后，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，其能夠對汽車尾氣、工業(yè)廢氣等有害氣體進行直接檢測。

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，氣體的體積分數(shù)會自動轉化成電信號，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換器形成的檢測設備，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與其團隊研發(fā)的氣體傳感器也是目前市面上比較先進的氣體傳感器之一，它的技術原理相對簡單，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行檢測，其檢測精度非常可觀[3]。檢測的過程中，可采取提升反應表面積的方式提高反應的效果，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行分析和處理，并且轉化成電信號最終顯示檢測結果，利用氣體傳感器對污染氣體進行檢測，能夠有效檢測出有害氣體的種類和含量等。目前，黨和政府極度關注大氣污染的相關問題，將解決大氣污染問題作為工作的重要目標。而利用氣體傳感器對污染的氣體進行檢測，能幫助有關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)境檢測中的應用研究進展

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)濟進入了長期的發(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，導致了十分嚴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對液體污染進行檢測、并且及時采取措施進行處理至關重要。

液體傳感器技術在水質檢測中的應用非常常見，我國水資源污染問題的成因非常復雜，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行有效檢測，工廠可將液體傳感器安裝到廢水池當中，從而達到即時檢測的效果。在發(fā)現(xiàn)廢水中的有害物質超出安全排放標準時，需要第一時間對污水處理系統(tǒng)進行檢查，確認其運行情況，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行聯(lián)系，共同對污水處理情況進行分析。在分析后采取有針對性的措施對廢水進行處理，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比較多，比如說可以利用鈷—苯二甲藍染料及電流計對三嗪類除草劑進行檢測，檢測過程無須脫氧且檢測值下限非常低，樣品經(jīng)過預處理壓縮以后，檢測下限值還能進一步降到200ng/L。另外，水質污染的來源比較復雜，除了無機污染物以外，生物為源頭的污染問題也比較嚴重，比如說激素類分子就可能會導致水體生物的異常發(fā)育，利用液體傳感器技術對其進行檢測同樣重要。Gauglitz帶領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行了檢測，檢測下限值比較可觀，同樣不需要預處理，能夠在自然水體檢測中發(fā)揮巨大的作用[4]。

3結束語

傳感器技術在環(huán)境檢測工作中的應用已經(jīng)比較普遍，然而同時我們也必須要看到，這種技術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，只有對氣體進行壓縮以后再檢測才能得出檢測結果。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)境檢測技術的發(fā)展。因此在今后的工作中，我們必須要對傳感器技術在環(huán)境檢測中的應用進行更深入的分析。

參考文獻

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

[2] 夏俊，程誠.傳感器技術在環(huán)境檢測中的應用研究進展[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的應用研究[J].北方環(huán)境，2013，25（4）：94-95.

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