传感器技术在环境检测中的应用.pdfVIP

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 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。11、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 等皿“o；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‘51、免疫传感器。6J、化学传感器o7。；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。8’9J， 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 以含氮氧化物(NO，)为例。10’”J，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，随着国内消费水平的提高和汽车工业 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 5。等人发明的传感器，可以自动抽取地下水样， Burge_1 半导体，可以对汽车尾气或工厂排放气体中的NO进行直接 检测。如Dutta等人‘121设计的传感器，采用Pt为电极，YSZ检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。韩国的一个研究 cm×3cm×9 (铂一氧化钇一氧化锆)为氧离子转换器，将其安装到汽车 小组‘16。制备的传感器，体积只有3 ClTI，该传感 尾气排放15，可以检测含量为1×10～～1×10。3范围的NO。器根据伏安法原理工作，可以测量出水中1m