环境监测中新技术应用探讨

赵翠珍

（新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州环境监测站，新疆 克孜勒苏柯尔克孜845350）

1 引言

倡导环境保护不仅是我国实现长期发展的重要任务，也是世界各国面对资源利用的共同认识。环境保护的前提和基础就是要做好环境监测工作，环境监测是对环境最为基本的认识，能够给予各类环境基本的判断，以实现制定出良好的策略应对环境变化。在环境监测新技术类型中，生物传感器、藻类生物监测方法和微波监测方法都是重点的技术应用，能够连续、快速、实时监测环境问题，具有稳定性、低成本、高选择性、高灵敏度的特点，能够在复杂的环境体系中进行连续监测，是环境监测新技术的代表。

2 环境监测新技术的类型和特点

2.1 生物传感技术

生物传感技术目前是环境科学研究的热门技术，该技术使用的是生物传感器。生物传感器是一种特殊的化学传感器，可以理解为是一种小型的，可以专一和可逆的对某种化合物或者离子具有应答反应，同时能够产生与这个化合物或者离子浓度成比例的分析信号的传感器。生物传感器应用的主要技术为生物机理，与传统的化学传感器和离线分析技术对比，具有明显的优势。生物传感器具有较高的选择性，可以保持高灵敏度，而且具有明显的稳定性，成本低廉，适合不同环境，特别是在复杂的系统中能够实施快速而且连续的监测，在环保领域能够发展为良好的应用技术。生物传感器主要由敏感元件和信号传导期组成，生物元件可以包括生物体、组织、细胞、细胞膜、酶、酶组分、感受器、抗体、核算、有机物分子等。传导器主要由电热测量式、电流测定式、电导率测量式、阻抗测定式、光强测量式、热量测定式、声强测量式、机械式等组成。生物传感器由生物敏感元件确定选择性。其类型和特点根据生物识别单元而确定，主要可以分为酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞传感器、亲和型生物传感器。目前应用的生物传感器已经向着多功能和智能化与微型化方向发展。

2.2 藻类生物监测方法

藻类在水体中处于初级生产者位置，在生态系统中藻类占据了非常重要的位置。藻类植物在污染源进入后，最先受到污染，是对污染最为敏感的接受体。藻类在水系中大量存在，可以作为监测水质变化的重要媒介。藻类能够确定污染源的方法已经开始应用，并且取得了良好的效果。藻类生物监测方法主要均有生物群落法，这种方法具体包括污水生物系统、指示生物法、生物指数法和多样性指数法。也就是在不同的污染程度下，根据耐受量把污染水体分为多污带、中污带和寡污带，在不同的污染带，藻类分布不同，通过调查藻类的群体特征，可以直观的反映出水环境的变化。藻类监测是一种经典的方法。生物指数法以群落优势种为重点。生物毒性试验又被称为生物测试，主要是利用生物生理机能测试污染状况，主要用于污染源监测，例如可以应用生物栅藻，羊角月牙藻和普通小球藻。生物残毒测定又被称为水生生物法，主要是利用生物含污量对水质进行监测和评价，这样可以真实的反映水环境的质量情况，并对污染物有很强富集能力。

2.3 微波监测方法

微波监测方法利用的主要是微波的基本特性。微波是介于红外线和无线电波之间的电磁波，主要波段一般维持在300～3×106Hz之间。微波具有内加热和吸收极化的作用，这样的优势是传统的加热方法不可比拟的优点。微波就是在微波场的作用下，可以吸收微波的极性分子，快速转向和定向排列，使分子之间产生高速碰撞和摩擦，这样就会因为微波的作用产生表面搅动破裂，产生新鲜的表面与溶剂之间反应，促进样品消解。微波消解需要在密封的条件下进行，具有明显的优势特点。例如分解速度快、分解完全，试剂用量少，测定空白值低，而且微波监测的方法简单，可以从根本上减轻劳动强度，具有很高的准确性。微波监测要掌握好消解条件，掌握好微波的强度和消解时间，选择最佳条件进行消解，这样可以省去一些不必要的干扰。同时，对于溶剂的选择需要根据具体的情况而定，固体样品和液体样品采用的试剂种类不同，需要在具体监测工作中，进行类型的确定和数量的选择。

3 环境监测新技术的具体应用

3.1 生物传感期的应用范围和效果

生物传感器在水环境监测中的应用，需要采用的是BOD生物传感器，该种类型的测定方法就是传统的稀释法，在（20土1）cc培养5d，测定培养样品前后的溶解氧，这种方法操作复杂，不能及时的反映出水质的情况，一般不适用于现场监测。BOD生物传感器的原理就是将生物传感器置于恒温缓冲溶液中，经过不断的搅拌，溶液被氧饱和，生物处于呼吸状态，传感器耗氧达到平衡。另外一种是微生物传感器测定酚。利用微生物传感器可以快速准确的测定出焦化、炼油、化工企业废水中的酚。该种方法是以微生物膜电极为传感器进行测酚。极谱型氧电极通过紧贴与透气薄膜表面的微生物膜构成，当酚物质与氧一起进入微生物膜是，微生物对酚具有同化作用，导致氧电极氧分子速率下降，传感器输出电流减小，在一定酚浓度范围内，电流降低，与酚浓度呈线性关系，这样就会明确的测定出酚的浓度。

在测定生活污水中采用的传感器类型是阴离子表面活性剂传感器，这种方法是根据阴离子表面活性剂，在水中产生泡沫，消耗溶液氧，从而改变污水处理中的活性污泥微生物生态系统。生物传感器在大气环境监测中的应用更加广泛，CO传感器是电位传感器，可以有离子和挥发性，需要使用自养微生物和氧电极制成电位传感器，可以抵抗各种离子的挥发性酸的干扰。测酸雨传感器是利用亚细胞类脂类和氧电极制成安培型生物传感器，对形成酸雨的雾样品极性检测。生物传感器应用的种类很多，对残留有害物质的检测具有明显效果，例如对农药残留的测定，污染物急性和毒性的检测，能够有利于人类更多的规避环境污染造成的危害，在世界各国都是广泛应用的环境监测系统类型。

3.2 藻类生物监测方法的运用

藻类生物监测方法应用最多的领域就是水体污染，这是受藻类的物理特性决定的。藻类在水体中蕴含丰富，藻类对于同一种水体污染的反应是具有一定区分的。有的抗性很强，有的藻类则对污染源特别敏感，有的藻类只能存在于一定的污染条件下。在天然水体中，主要的污染物为重金属和农药，以及有机污染物，藻类的种类和数量能够起到直接的监测作用，可以准确的判断出水体的污染性质和程度。在重金属监测中，重金属进入水体后，一旦被藻类吸收，就会影响藻类的物理性质，藻类就会发生中毒死亡或者改变了藻类天然的组成成分，这对判断重金属对水体的污染具有重要意义。在对农药的监测中，通过藻类生长的抑制试验，确定污染物毒性的程度。农药会对藻类产生重要影响，运用藻类监测农药污染情况，可以直接的反映出农药存留的数量和毒性强度，在实际应用中，发现团藻目和蓝藻纲藻最为敏感，鼓藻硅藻性质最强。在有机污染物的监测中，藻类可以根据有机化合物的特点和增加程度，判断出不同油类的污染类型，通过藻类与细菌的反应，促进污染毒物进行生物降解，以解决有机化合物的分解，防止对环境的再次污染。

3.3 微波监测的实际使用规程

环境监测作为环境保护的重要手段，需要在实际应用中对新技术进行验证，不同的监测技术具有不同的效果，而不同的新技术更需要在实际应用中积累经验和发现问题。微波监测使用方法的范围非常广阔，可以应用到水质监测、土壤和底质监测，还可以应用于大气颗粒物监测，以及对污染物的形态进行分析。在水质监测中，通过COD可以评价水质，缩短分析时间，降低分析强度，利用微波加热消解法取代了常规的回流法。对水体中总磷的确定，传统方法一般采用硝酸－高氯酸钾电热板消解法或者硫酸钾高压锅消解法，而微波消解法改变了传统的方法，使测定磷的准确度和精密度实现较好的效果。对水体中氮的测定，需要采用微波消解法消解水样，加快消解速度，分析产生的结果，进行多次评定，使试验更接近实际效果。在对金属元素的测定中，采用梯度升压微波消解样品，采用原子荧光法测定水样中的砷、汞含量，这种方法的准确性精度都非常好。在土壤和底质监测中，主要是对微量元素进行测定，微波方法能够对多种微量元素进行精度高的评定，操作简单，空白值低，具有稳定和可靠性。例如运用原子吸收光度法可以测定土壤中的铜、锌、铅、铬、镍等多种元素。

4 结语

我国正处于继续深化改革的重要时期，经济发展必然要依靠资源的大力的支持，但是，对资源的利用不能像原始开发那样进行，而应用进行资源的保护与利用的双重结合，运用现代化的科技手段，实现资源利用的最低点，促进科学技术对资源的保护。环境保护是一个长期的工作，是在我国需要长期坚持的发展战略，对环境保护监测新技术的开发和试验，应在环境保护工作中持续进行，以实现科学技术对环境保护事业的促进和发展。

[1]孙 杰.浅谈影响环境监测质量的因素及对策[J].中国新技术新产品，2012（17）.

[2]李国媛.影响环境监测质量的基本因素探析[J].环境研究与监测，2011（2）.

[3]朱素芳，李 勇，张秋华.环境监测质量控制体系中标准物质的应用和管理[J].广东化工，2009（7）.

[4]李文婷，林丽芬.浅谈环境监测工作存在的问题与对策[J].中国新技术信息产品，2013（9）.

[5]余永生.环境监测质量管理工作的漏洞与对策[J].北方环境，2011（7）.