原创《环境监测工作中微生物传感技术应用》：此文是一篇环境监测论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
摘 要：在低碳经济下,环境管理工作面临着较高的要求.如何实现现场的在线监测和分析成为环境监测的一项重要研究要点.随着传感技术的进一步完善,传统的化验式数据收集方法已经无法和发展相满足,从而向人工智能方法的方向进行转变,提升数据的质量水平和收集效率,运用生物传感技术则对环境污染及监督环境问题的过程产生有效简化,作为未来环境监测的主要方向得到应用.
关键词：环境监测；微生物传感技术；应用
中图分类号：X84 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0066-02
1 环境监测的意义
通过加强我国环境监测软硬件的建设力度,使各种环境污染因子的监测构成一定的监测能力,对环境管理的强化产生一定的积极作用.将环境管理的检测数据作为基础,和环境监测的技术监督和支持产生直接联系.若不具备环境监测,则无法实现有效管理,更别说管理的科学化.作为污染动向的掌握及污染危害预防的重要环节,环境监测是环保工作中的“尖兵”,对环境管理的加强、环保政策和法规的制定以及经济的建设都产生了极为重要的作用.
2 生物传感技术的工作原理
生物传感技术的构成主要包括三大部分：物理化学信号传感器、电子信号处理器以及生物敏感元件.现阶段,生物传感技术有在线检测和连续监测的功能,并对环境监测中传感器技术的应用范围实施引导及拓展.生物传感技术的工作原理是通过物理传感器将生物敏感元件型号和特异性向声、光、电等易监测的信号转变.从间接过程中对监测物质信息进行获取.通过分析不同角度,也有各不相同的物理传感器构成分类.生物传感器包括：安培型、电位型、阻抗型传感器以及声波.以转换对象进行区分,生物传感器的类型主要包括NH3、CO2、O2、PH.根据生物敏感元件又可划分为微生物、免疫以及DNA传感器.不同的传感器类型则会有不同的环境监测物质反应状况.
3 环境监测中微生物传感技术的应用
3.1 监测有毒物质
Cellsens生物传感器则是对该种监测技术进行运用而发展出来的一种生物传感器,该技术是将大肠杆菌的毒性分析系统作为基础,衡量标准为细菌呼吸活动,污染物对细菌的呼吸作用造成影响,可根据生物传感器的电流大小的改变对污染物毒性的高低进行判断,Cellsens生物传感器在废水中已经得到应用.
3.2 监测农药等物质
所谓农药类物质就是指除草剂、杀昆虫剂、杀真菌剂、植物生长调节剂以及脱叶剂等农药.在大气、土壤、水、植物及食品中,农药作为一种广泛存在的环境污染物得到应用.除草剂的运用不仅有有机化合物存在,而且还包含着无机物质；杀真菌剂具有含硫化合物、有机化合物和含铜化合物；杀昆虫记中则具有氧磷、马拉硫磷等有机磷化合物.该类物质都会对人体造成危害,引发人体造血功能、呼吸道、免疫系统、神经系统出现损伤,甚至会有严重的致癌现象.目前,气相色谱法是最常用的杀虫剂检测方法,但某些杀虫剂有低挥发性、高极性以及对热不稳定性等特点,很难对相色谱法进行运用从而实施检测.但有机磷农药是在低浓度下运用的一种特定酶活性的抑制,有机磷农药浓度对抑制程度产生影响,因此设计了酶传感器间接测定了有机磷农药的浓度.其中酶传感器的作用原理是在胆碱酯酶的作用下,乙酰胆碱通过分解形成乙酸和胆碱,随后胆碱别胆碱氧化酶氧化构成甜菜碱并对H2O2进行释放,农药和胆碱酯酶有作用产生时,会有容易水解的非共价的中间复合物产生,同时由于乙酰胆碱酯酶刚度敏感于有机磷农药,因此测定反应相PH变化会有酶活受抑情况产生,间接推算出有机磷农药浓度,从而监测药物的危害性.
3.3 监测表面活性物质
表面活性物质会造成严重的水污染产生,例如在水面上直链烷基苯磺酸钠（LAS）会有泡沫产生,消耗氧.运用LAS对菌、氧电极产生降解而形成的生物传感器,能够对阴离子表面活性剂实施检测.阴离子表面活性剂对LAS降解菌的呼吸作用产生影响,从而影响了溶解氧的变化,通过对氧电极的电流变化进行运用,从而将表面活性物质的浓度得以测定.
3.4 检测微生物数量
作为水质评价的重要标准,微生物数量发挥着一定的作用.伏安型细菌总数微生物传感器可通过电极和其辅助装置对数量超过30 000个的细菌数量进行测定,通常情况下时间为半个小时左右,先将细菌悬浊液抽滤成细菌阻留膜状,在弹性电解池底部对电极和滤过膜实施固定,在电极上修饰阻留膜,对伏安曲线实施记录,通过对照保准曲线即可对细菌总数得出.而运用传统的平板菌落计数法对细菌数量的测定则会有较大的主管误差存在,而且测定运用的时间较长,准确程度较低.
3.5 测定生化需氧量
生化需氧量（BOD）是指水中有机物等需要氧的污染物质含量的一个综合指标.BOD生物传感器的电极是由微生物的单一菌种或混合种群构成,由于水中有不同的BOD数量,使得水中的微生物存在不同的呼吸方式,导致出现不同的电极电流信号,通过输出放大电信号,则会获取水中BOD的数量.通常情况下,运用传统的稀释法对水中细菌的数量进行检测时,不仅有复杂的操作工序共存,而且用时较长,一般达到5 h左右.而生物传感器的运用则能在10～15 min内对细菌数量进行确定,还能进行在线检测,及时反馈水质.
3.6 在废水水质监测中生物传感器的应用
作为污水处理厂普遍存在的一项难题,废水水质的监测主要是由于水环境中存在着较多的污染物,且具有复杂的成分,含量具有痕量的特点,这就需要运用切实有效的提取、分离、富集和分析的方法进行运用.若将所有过程中的在线监测进行实现,则会存在一定的难度,随着生物传感技术的投入使用,使在线监测废水生物处理过程得到更好的支持,使自动监测得以实现.例如,在高级环境监测系统内对生物传感器进行运用,能够对水中存在的环境污染物实施监测,在细胞膜生物传感器内,结合被运输物质存在良好的选择功能,因此细胞可通过环境对相应物质实施主动获取,使其发挥良好的生理效应,并采用型号转换器进行实时测定.其次,为了使生物传感器的应用性能得到更好发挥,还可对自动装置进行运用,使生物传感器的重负检测水平和敏感度得到提升,特别是在地下水监测和工业废水处理中的监测得到适用.
3.7 监测大气环境
3.7.1 监测SO2
在SO2监测中采用肝微粒体和氧电极相结合制成的生物传感器,通过测定雨水中的亚硫酸盐的浓度,使SO2的含量得以体现.根据传感器内部的微粒体对亚硫酸盐是时候氧化,和此同时还对一定的氧实施消耗,使氧电极周围溶解氧浓度得到降低,导致传感器电力出现相同变化,对亚硫酸盐浓度实施间接反应,存在良好的重现性和较高的准确度等特点.
3.7.2 监测NOx
在监测NOx时,应采用氧电极、固定化硝化性以及多孔砌体渗透膜相结合而制成的一种生物传感器.作为唯一的硝化细菌能源,亚硝酸盐的增加会使传感器的呼吸活性得到增加,在呼吸过程中对氧电极进行溶解,监测浓度的降低量,根据该内容将亚硝酸盐含量得到间接的反映,使大气所含的NOx的含量得以体现.
4 结 语
综上所述,生物传感技术在环境监测中的应用能够将分析效率得到较大程度的提升,合理控制成本,有效确定环境监测的诸多因素,同时可支持自动化在线监测和应急监测的需求,使其作为未来环境监测的主要发展目标,在环境监测中得到广泛应用.
参考文献：
[1] 武卉蕊.环境检测在环境影响评价中的分析[J].科技致富向导,2012,（12）.
[2] 赵旭升.用于环境监测的生物传感技术分析[J].吉林农业,2012,（9）.
环境监测论文参考资料：
结论：环境监测工作中微生物传感技术应用为大学硕士与本科环境监测毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写环境监测机构方面论文范文。
