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86 化学分析计量 2009年,第 18卷,第 6期
传感器技术在环境检测中的应用研究进展
邵红艳张义浜
(张家港市环境监测站,张家港 215600) (中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州 215125)
摘要传感器在环境检测方面可以分为气体传感器和液体传感器,其中气体传感器的主要检测对象为氮氧化
合物、含硫氧化物;液体传感器则以重金属离子、农药、多环芳香烃类、生物来源类为检测对象。综述了近年来传感
器技术在环境检测方面的应用研究进展。
关键词气体传感器液体传感器环境检测
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随着人类对环境质量的重视和关注,在实际的环境检源消耗。
测过程中,人们往往需要既可以方便携带,又能够实现多种 2 液体传感器
待测物持续动态监测的分析设备和仪器。借助新型的传感在环境检测中,液体传感器更多地应用于水体的检测。
器技术,能够满足上述需求。由于水环境中的污染物种类较多,因此液体传感器较气体传
传感器技术一般主要包括两部分:能与待测物反应的部感器的应用更为广泛和重要。水体中的污染物除了天然来
分以及信号转换器部分。后者的作用是将与待测物反应后源以外,大部分都是人为产生的无机物和有机物。无机物
的变化转换成可被仪器识别的电学或光学信号。根据检测中,以重金属离子为重点检测对象;有机污染物,则包括杀虫
方法的不同,传感器可分为光学传感器[ 1 ] 、电化学传感器剂、多环芳香烃类物质、激素类代谢物等。这些污染物如果
等[2 - 4 ] ;根据反应原理的不同,传感器可分为酶生物传感过度超标,都能严重影响到所有生物体,乃至人类的健康和
器[5 ] 、免疫传感器[ 6 ] 、化学传感器[ 7 ] ;根据检测对象不同,传安全。
感器可以分为液体传感器和气体传感器。 2. 1 重金属离子检测
笔者主要对近年来气体传感器和液体传感器在环境检采矿、冶金、印染等生产企业排放的废水是水体中重金
测中的应用研究进展进行综述。属离子的主要来源。这些生产废水往往是多种废水的混合
1 气体传感器物,所含重金属离子种类繁多,常见的重金属离子有汞、铅、
气体传感器可以对大气环境中的污染物进行监测[8, 9 ] , 锰、镉、铬等。重金属离子只能发生形态的改变或在不同相
如氮氧化合物、含硫氧化物等;也可以对室内的空气环境质之间进行转移,其毒害无法得到根除,若处置不当,容易形成
量进行检测,尤其是出现污染的房屋或楼道,均可采用传感“二次污染”。生物体从环境中摄取重金属离子,经过食物
器快速方便地进行检测。链的放大作用,逐渐在高级生物体内富集,最终导致生物体
[10, 11 ]
以含氮氧化物(NOx )为例,大部分的含氮氧化物来的中毒。若是供人类食用的鱼类金属离子超标,将对人类产
源于汽车排放的尾气,随着的提高和汽车工业生严重的影响,因此对于重金属离子的检测则更为重要。
的发展,汽车尾气排放量呈逐年上升趋势。采用金属氧化物 Burge[15 ]等人发明的传感器,可以自动抽取地下水样,
半导体,可以对汽车尾气或工厂排放气体中的 NO进行直接利用 1, 2 联苯卡巴肼(1, 2 diphenylcarbazide)和分光光度计,
检测。如 Dutta等人[ 12 ]设计的传感器,采用 Pt