王謙 李秀華

（1.濟(jì)寧市汶上生態(tài)環(huán)境事務(wù)中心 山東省濟(jì)寧市 272500）

（2.濟(jì)寧市汶上生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心 山東省濟(jì)寧市 272500）

時(shí)至今日，人們已經(jīng)逐漸形成了環(huán)保意識(shí)，相繼提出了可持續(xù)發(fā)展、綠色發(fā)展理念，希望使人類發(fā)展過程與自然環(huán)境之間保持和諧共生的特點(diǎn)。為達(dá)到這一目的，人類需要對(duì)自然環(huán)境中含有的各類污染物的成分、含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用以判斷環(huán)境條件處于什么樣的狀態(tài)，之后將相關(guān)結(jié)果應(yīng)用于政策制定。由此可見，環(huán)境監(jiān)測(cè)工作在現(xiàn)代社會(huì)不可或缺，必須引起重視。在監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量的過程中，多種類型的傳感器技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，具有較強(qiáng)的分析價(jià)值。

1 應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的常規(guī)傳感器分類及應(yīng)用分析

1.1 氣體傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析

1.1.1 氣體傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的綜合應(yīng)用

氣體傳感器是能夠?qū)Υ髿猸h(huán)境中污染物進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)的重要設(shè)備，包括含硫氧化物等污染物質(zhì)，均能夠應(yīng)用到氣體傳感器形成更加精確的檢測(cè)結(jié)果[1]。并且在室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)工作當(dāng)中，同樣也可以應(yīng)用到氣體傳感器實(shí)施，尤其是房屋中的空氣污染相對(duì)較為嚴(yán)重的環(huán)境，通過氣體傳感器技術(shù)，能夠形成高效環(huán)境檢測(cè)效果。以生活中最為常見的氮氧化物作為空氣污染物進(jìn)行研究，這樣的空氣污染物大多數(shù)情況下來源于汽車尾氣。隨著我國(guó)不斷提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平，促使社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)消費(fèi)規(guī)模不斷擴(kuò)大，其中，以汽車行業(yè)為代表，獲得了良好的發(fā)展，近年來，汽車供應(yīng)量不斷提高，促使汽車尾氣排放量同樣隨之提升。大量的氮氧化物就隱藏在這樣的汽車尾氣中，而實(shí)施氣體傳感器檢測(cè)技術(shù)對(duì)這樣的物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)則可以應(yīng)用到金屬氧化物半導(dǎo)體。

并且在應(yīng)用到氣體傳感器技術(shù)檢測(cè)大氣環(huán)境時(shí)，其中的另一重點(diǎn)內(nèi)容則是關(guān)于酸雨的檢測(cè)[2]。酸雨的形成是由于空氣中含有大量的含硫氧化物，從而在降雨過程當(dāng)中隨雨水降落到地面，酸雨所具有的污染危害相對(duì)較為嚴(yán)重，因此則需要緊密關(guān)注酸雨污染問題。大氣環(huán)境中的含硫氧化物實(shí)際含量，一般情況下低于1×10-6，因此，需要應(yīng)用到靈敏度相對(duì)較為良好的傳感器設(shè)備，才能夠精準(zhǔn)檢測(cè)含硫氧化物含量。

氣體傳感器檢測(cè)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中，一般情況下會(huì)應(yīng)用到氧化錫、氧化鎢等直徑處于8～16nm之間的納米顆粒。檢測(cè)氮氧化合物或是二氧化氮等，最低的檢測(cè)限度一般控制在5×10-8左右，要求處于標(biāo)準(zhǔn)的大氣檢測(cè)條件，才能夠精準(zhǔn)獲取大氣環(huán)境中的污染物含量。并且通過納米顆粒結(jié)合傳感器的技術(shù)應(yīng)用，促使實(shí)際檢測(cè)反應(yīng)面積有所提高，能夠形成更加精準(zhǔn)的檢測(cè)效果。對(duì)于常規(guī)傳感器而言，不僅能夠避免其在工作運(yùn)行過程中的溫度過高，同時(shí)也能夠降低能源資源消耗。

1.1.2 半導(dǎo)體氣體傳感器的應(yīng)用

氣體傳感器在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中分為眾多不同類型，其中最常見所應(yīng)用到的傳感器則是半導(dǎo)體氣體傳感器以及電化學(xué)法氣體傳感器。其中，半導(dǎo)體氣體傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)過程當(dāng)中的應(yīng)用原理則是通過在半導(dǎo)體材料表面所吸附的分子，形成電學(xué)反應(yīng)變化。大多數(shù)的半導(dǎo)體氣體傳感器最高使用時(shí)限為兩年，相較于電化學(xué)氣體傳感器而言，這樣的半導(dǎo)體氣體傳感器本身具有相對(duì)較低的靈敏度，并且價(jià)格昂貴，但是由于其在監(jiān)測(cè)環(huán)境污染過程中的運(yùn)行狀態(tài)能夠始終處于相對(duì)穩(wěn)定的效果，受到廣泛歡迎。

半導(dǎo)體氣體傳感器結(jié)構(gòu)本身所應(yīng)用到的材料存在一定差異性，不同的半導(dǎo)體材料可以分為碳納米類型、金屬氧化物類型以及有機(jī)半導(dǎo)體類型。碳納米類型的半導(dǎo)體氣體傳感器最早則是在2011年創(chuàng)新研發(fā)所形成的，并對(duì)室溫環(huán)境下空氣中的氫氣進(jìn)行了檢測(cè)試驗(yàn)，獲得了良好成效，隨后在逐漸發(fā)展過程當(dāng)中，在2016年借助于有機(jī)金屬絡(luò)合物能夠敏感檢測(cè)空氣環(huán)境中的溫室氣體，從而在氣體傳感器技術(shù)中成為了最為先進(jìn)的應(yīng)用設(shè)備。金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器結(jié)構(gòu)一般情況下應(yīng)用到眾多復(fù)雜的材料，在這樣的技術(shù)發(fā)展過程當(dāng)中，首先則是應(yīng)用到ZnO、WO3等，對(duì)空氣環(huán)境中的氫氣敏感性進(jìn)行測(cè)量。隨后在2015年中適用于室溫氣體環(huán)境下的金屬氧化物傳感器應(yīng)運(yùn)而生，通過不斷發(fā)展至今，現(xiàn)已能夠?qū)諝庵械亩趸獫舛冗M(jìn)行檢測(cè)。

1.1.3 電化學(xué)法氣體傳感器的應(yīng)用

電化學(xué)法氣體傳感器同樣也是現(xiàn)階段在空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中最為常見應(yīng)用到的氣體傳感器類型[3]。其應(yīng)用檢測(cè)原理則是通過氣體擴(kuò)散在傳感器設(shè)備的催化電極中產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，進(jìn)而在電流檢測(cè)下反映出氣體電流數(shù)值參數(shù)對(duì)應(yīng)氣體濃度，從而完成空氣中的污染物質(zhì)含量檢測(cè)。這樣的電化學(xué)法氣體傳感器檢測(cè)功率相對(duì)較高，并且運(yùn)行成本消耗相對(duì)較少，具有相對(duì)較高的靈敏度，在氣體檢測(cè)過程當(dāng)中，所需要的實(shí)際檢測(cè)時(shí)間相對(duì)較短，操作簡(jiǎn)便。但是相對(duì)而言，這樣的電化學(xué)氣體傳感器設(shè)備僅能夠維持一年的使用壽命，并且在檢測(cè)過程當(dāng)中，包括NO2、CO、VOC3等眾多物質(zhì)均能夠?qū)z測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一定程度的干擾，促使最終的檢測(cè)數(shù)值始終處于漂移不定狀態(tài)，則需要對(duì)傳感器設(shè)備進(jìn)行重復(fù)校準(zhǔn)調(diào)整。在2013年中，電化學(xué)法氣體傳感器的應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新優(yōu)化，改善了靈敏度與信噪比，從而能夠?qū)O、CO等處于10-9狀態(tài)形成更加精確的檢測(cè)效果。

1.2 液體傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析

液體傳感器本身常見應(yīng)用在檢測(cè)水體環(huán)境中，這是由于水環(huán)境一般情況存在著眾多復(fù)雜多樣的污染物種類，并且相較于氣體傳感器而言，液體傳感器本身在應(yīng)用中能夠體現(xiàn)出更加強(qiáng)大的實(shí)用性，具有相對(duì)較高的檢測(cè)效率。并且對(duì)于水環(huán)境而言，在實(shí)際當(dāng)中的污染物并不僅僅是局限于簡(jiǎn)單的天然污染，更是基于社會(huì)生產(chǎn)以及生活中的人為因素造成復(fù)雜的污染狀態(tài)。水環(huán)境中存在著大量的有機(jī)物以及無機(jī)物等。常見在水環(huán)境中存在的污染物包括激素類代謝物或是殺蟲劑等眾多有機(jī)污染物，而無機(jī)物則主要是以重金屬等離子為代表所形成的。這樣的污染物在水體環(huán)境中的含量如若出現(xiàn)嚴(yán)重的超標(biāo)現(xiàn)象，則將會(huì)促使水體本身受到嚴(yán)重的影響，威脅自然環(huán)境的同時(shí)，促使人類的生命安全等同樣受到影響。

1.2.1 液體傳感器應(yīng)用于檢測(cè)無機(jī)物中的重金屬離子

我國(guó)工業(yè)發(fā)展處于良好勢(shì)態(tài)，包括礦業(yè)，印刷等眾多企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)，建設(shè)過程當(dāng)中消耗大量的水資源并進(jìn)行排放，眾多污水中含有大量的重金屬離子[4]。這樣的工業(yè)廢水包括汞、鉻、錳、鉛等重金屬離子，如若在水體環(huán)境中經(jīng)過檢測(cè)，處于超標(biāo)狀態(tài)，則會(huì)導(dǎo)致水體富集，從而引發(fā)水環(huán)境中的各種生物體出現(xiàn)大面積集體中毒或是死亡的現(xiàn)象。而對(duì)于這樣的工業(yè)廢水處理重金屬離子時(shí)，僅僅是能夠改變重金屬離子的外在形態(tài)，而無法徹底解決重金屬離子對(duì)水體環(huán)境所帶來的毒害污染問題。因此，在應(yīng)用到液體傳感器對(duì)水體環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)的過程當(dāng)中，需要對(duì)地下水形成自動(dòng)采樣抽取檢測(cè)工作。使用自動(dòng)化傳感器借助于分光光度計(jì)，結(jié)合1，2-聯(lián)苯卡巴肼的作用，從而能夠精準(zhǔn)識(shí)別地下水環(huán)境中所存在的重金屬鉻含量。

1.2.2 液體傳感器應(yīng)用于檢測(cè)農(nóng)藥殘留物

農(nóng)業(yè)始終是我國(guó)的大規(guī)模生產(chǎn)建設(shè)產(chǎn)業(yè)，在實(shí)際發(fā)展農(nóng)業(yè)的過程當(dāng)中，為了能夠獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益，往往會(huì)應(yīng)用到大量的農(nóng)藥，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植中的病蟲害進(jìn)行防治。然而，根據(jù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥實(shí)際應(yīng)用效果而言，對(duì)農(nóng)林病蟲害的抑制效果僅能夠維持相對(duì)較短的時(shí)間。過量使用農(nóng)藥，不僅會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量與質(zhì)量造成影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)人畜生命健康造成一定危害。根據(jù)有關(guān)調(diào)查研究顯示，大多數(shù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，利用農(nóng)藥消滅病蟲害的過程中，最高僅能夠達(dá)到10%的有效利用率，其余的農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境中殘留，并隨地下水逐漸向附近的河流水源等匯集，從而造成嚴(yán)重的土壤污染與水體污染。通過水源在食物鏈中的作用，促使人類的生活活動(dòng)中會(huì)使用到眾多含有農(nóng)藥污染的水源，促使人體中逐漸被農(nóng)藥侵蝕，長(zhǎng)此以往，將會(huì)嚴(yán)重威脅到人類健康。

而應(yīng)用到液體傳感器檢測(cè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥殘留狀況以及殘留含量等，可以應(yīng)用到電流計(jì)或是鈷-苯二甲藍(lán)染料等[4]。通過實(shí)際的應(yīng)用檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際中的檢測(cè)，以三嗪類除草劑為例，最低的檢測(cè)含量為50μg/L，并且在這一基礎(chǔ)上濃縮檢測(cè)樣品，最大的檢測(cè)限度上升至200ng/L。并且除此之外，在應(yīng)用到液體傳感器檢測(cè)殺蟲劑的過程當(dāng)中，通常情況下，以最常見的紅外光譜傳感器作為檢測(cè)設(shè)備。這樣的傳感器由于其本身攜帶有光釬，因此，能夠有效避免在傳感器在線監(jiān)測(cè)過程當(dāng)中出現(xiàn)明顯的信號(hào)耗散問題，確保能夠通過光譜作用對(duì)殺蟲劑中的有機(jī)磷類物質(zhì)進(jìn)行分析檢測(cè)，并確定相關(guān)環(huán)境中的含量。

1.2.3 液體傳感器應(yīng)用于檢測(cè)多環(huán)芳香烴類化合物

多環(huán)芳香烴類化合物，大多數(shù)情況下是由于在工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)過程當(dāng)中所造成的，這樣的污染物，其具有著較強(qiáng)的污染特性，并且容易引發(fā)癌癥等重大疾病，這樣的物質(zhì)屬于當(dāng)前環(huán)境污染中最為嚴(yán)重的污染物質(zhì)。但是一般情況下而言，這樣的芳香烴類化合物，其本身在水體環(huán)境中所存在的含量處于相對(duì)較為微弱的狀態(tài)，因此，在環(huán)境監(jiān)測(cè)過程當(dāng)中，檢測(cè)芳香烴類化合物要求所使用到的傳感器設(shè)備及靈敏度相對(duì)較高。而根據(jù)現(xiàn)階段的液體傳感器發(fā)展技術(shù)水平而言，光纖光學(xué)熒光傳感器則是能夠靈敏檢測(cè)芳香烴類微弱物質(zhì)化合物的有效傳感器設(shè)備。但是在檢測(cè)過程中，由于多環(huán)芳香烴類化合物的含量十分微小，常常會(huì)受到其他物質(zhì)的檢測(cè)干擾，從而影響到檢測(cè)信號(hào)值。為了能夠有效解決這一問題，則需要在傳感器檢測(cè)過程當(dāng)中應(yīng)用聚合物膜，促使水體環(huán)境中的芳香烴類物質(zhì)等形成富集效果，從而實(shí)施熒光檢驗(yàn)，能夠形成更加真實(shí)可信的檢測(cè)效果，有效降低干擾信號(hào)問題。

1.3 濕度傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析

1.3.1 濕度傳感器的結(jié)構(gòu)

濕度傳感器的主要作用是，對(duì)大氣環(huán)境中的水分含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，最終測(cè)定空氣濕度。相較于氣態(tài)二氧化硫、氮氧化合物、碳氧化合物等物質(zhì)，人們?cè)诿鎸?duì)“水”時(shí)，首先映入頭腦中的印象是“水是生命的源泉”，對(duì)水普遍持有“好感”[5]。但自然規(guī)律講究“平衡”，任何事物一旦“過度”，則好事也會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閴氖隆１热缛藗冊(cè)谏钪卸加腥缦麦w驗(yàn)，如果空氣的濕度較大，無論溫度高低，身體的舒適感均會(huì)明顯下降。如在高溫環(huán)境下，濕度較大，則人們仿佛置身于汗蒸桑拿房之中，全身上下長(zhǎng)時(shí)間處于“濕漉漉”的狀態(tài)；而在低溫環(huán)境下，濕度較大，則人們會(huì)感覺“冷風(fēng)仿佛往骨頭里鉆”，感受到刺骨的寒冷。而決定空氣濕度的根本性因素便是空氣中的水分含量?，F(xiàn)階段，應(yīng)用于測(cè)量空氣濕度的傳感器的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，由電源、感知空氣中水分含量的數(shù)字傳感器、單片機(jī)、觸摸屏等組成。其中，數(shù)字傳感器基于對(duì)空氣中水分的感知原理制成；單片機(jī)的核心元器件是監(jiān)測(cè)用芯片，內(nèi)中含有控制程序；觸摸屏負(fù)責(zé)人機(jī)交互操作，體現(xiàn)設(shè)備的智能性。

1.3.2 濕度傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用原理

濕度傳感器應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)（主要用于對(duì)空氣環(huán)境中的水分進(jìn)行監(jiān)測(cè)）的原理為：傳感器的核心元器件是電敏感元件，會(huì)根據(jù)空氣中的水分含量的差異而出現(xiàn)不同的變化，這種變化最終會(huì)以數(shù)字的形式呈現(xiàn)出來?，F(xiàn)階段最常用的電敏感元件是電阻式氯化鋰濕敏元件。具體而言，氯化鋰是一種具有代表性的濕敏物質(zhì)，空氣中濕度的大小直接影響該物質(zhì)對(duì)水分的吸收能力——當(dāng)空氣中的濕度提升時(shí)，氯化鋰會(huì)因吸收大量空氣中的水分而導(dǎo)致內(nèi)部帶電粒子的活性提升，對(duì)應(yīng)電阻的阻值會(huì)下降；如果空氣濕度降低時(shí)，氯化鋰吸收的水分降低，帶電粒子的活性也會(huì)隨之降低，電阻值便會(huì)增加。由此可見，空氣中的水分含量（即空氣濕度）與電阻式氯化鋰濕敏元件的實(shí)時(shí)電阻值之間具有反比例的關(guān)系——空氣濕度越大，電阻值越低；空氣濕度越小，電阻值越大。

1.4 生物傳感器技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析

1.4.1 生物傳感器技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用原理

生物傳感器應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)中的原理為：基于不同的生物、物理、化學(xué)要素，相結(jié)合后對(duì)被分析物進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其中，不同的物質(zhì)對(duì)生物物質(zhì)具有敏感性，不僅能夠切實(shí)監(jiān)測(cè)到目標(biāo)生物，還能夠?qū)⑵錆舛绒D(zhuǎn)換為電信號(hào)。這種能夠產(chǎn)生電信號(hào)的生物敏感材料一般被制作成識(shí)別元件與理化換能結(jié)構(gòu)器，前者主要包括各種生物酶、抗體、抗原、微生物、細(xì)胞、組織等；后者主要包括氧電極、光敏管、場(chǎng)效應(yīng)管等。生物傳感器具體應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，主要由其中的“分子識(shí)別模塊”首先接觸被測(cè)區(qū)域，用于確定其中是否含有目標(biāo)物質(zhì)。當(dāng)生物酶、抗體、組織、細(xì)胞等物質(zhì)成功識(shí)別目標(biāo)檢測(cè)物之后，會(huì)與其結(jié)合成復(fù)合物。具體的原理為：抗體會(huì)與目標(biāo)抗原相結(jié)合（反之也成立，即抗原會(huì)與目標(biāo)抗體相結(jié)合），生物酶會(huì)與基質(zhì)相結(jié)合。完成上述流程之后，目標(biāo)監(jiān)測(cè)物與檢測(cè)物質(zhì)生成的復(fù)合物會(huì)進(jìn)入得到固化的生物敏感膜層，最后經(jīng)過分子識(shí)別，產(chǎn)生生物學(xué)反應(yīng)。對(duì)應(yīng)的信息會(huì)被生物傳感器中的化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成能夠被定量處理的電信號(hào)，之后與其他信號(hào)類似，經(jīng)由放大器輸出處理后，可得到目標(biāo)檢測(cè)物的濃度。具體如圖1所示。

圖1：生物傳感器的運(yùn)行原理

1.4.2 生物傳感器技術(shù)的具體應(yīng)用

如圖2所示，為不同類型生物傳感器的具體分類情況?？梢钥吹?，不同的敏感材料、分子識(shí)別部分、信號(hào)轉(zhuǎn)換部分、信號(hào)轉(zhuǎn)換器之間均存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

圖2：不同類型的生物傳感器

（1）在監(jiān)測(cè)空氣中二氧化硫濃度方面的應(yīng)用。

生物傳感器在一定程度上替代了傳統(tǒng)的氣體傳感器，可應(yīng)用于氣態(tài)二氧化硫、氮氧化合物的監(jiān)測(cè)[6]。但具體的原理與氣體傳感器存在差異。比如生物傳感器應(yīng)用于空氣環(huán)境中的氣態(tài)二氧化硫檢測(cè)時(shí)，主要應(yīng)用的物質(zhì)是氧電極以及含有亞硫酸鹽氧化酶的肝微粒體。具體的應(yīng)用時(shí)間為：必須在降雨發(fā)生期間，這種生物傳感器才能夠?qū)τ晁械膩喠蛩猁}的濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，最終根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程，確定空氣中氣態(tài)二氧化硫的濃度。主要過程為：傳感器中含有的微粒體與雨水接觸后，如果其中確實(shí)含有亞硫酸鹽，則二者接觸并立刻發(fā)生氧化反應(yīng)。這一過程必定會(huì)消耗一定量的空氣氧，造成的結(jié)果是：空氣中氧電極周圍的溶解氧濃度會(huì)降低，之后會(huì)導(dǎo)致生物傳感器的電流出現(xiàn)相同變化，最終引起間接反應(yīng)，進(jìn)而確定亞硫酸鹽的濃度。

（2）在監(jiān)測(cè)空氣中氮氧化合物濃度方面的應(yīng)用。

對(duì)空氣中以二氧化氮為代表的氮氧化合物的濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的原理為：氧電極同樣不可或缺，但其他物質(zhì)轉(zhuǎn)換為固定化的硝化細(xì)菌、多孔氣體滲透膜等物質(zhì)。其中，亞硝酸鹽被用作硝化細(xì)菌能源，該物質(zhì)的含量增加后，傳感器的“呼吸活性”也會(huì)隨之增加。在呼吸過程中，氧電極附近區(qū)域同樣出現(xiàn)氧含量（溶解氧）含量降低的情況，最終便可完成對(duì)亞硝酸鹽含量的檢測(cè)，進(jìn)而體現(xiàn)出空氣環(huán)境中氣態(tài)二氧化氮等氮氧化合物的濃度。

（3）在監(jiān)測(cè)水環(huán)境中BOD物質(zhì)、苯酚類化合物濃度方面的應(yīng)用。

生物傳感器的優(yōu)勢(shì)在于，除了直接對(duì)空氣環(huán)境中的目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)之外，還可以應(yīng)用于其他環(huán)境。如對(duì)水環(huán)境中的BOD（生物化學(xué)需氧量）物質(zhì)、苯酚類化合物的濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的原理如下：其一，BOD物質(zhì)。將微生物混合菌或單一菌種制作成生物敏感元件。當(dāng)BOD出現(xiàn)加入、降解代謝等情況時(shí)，呼吸方式會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化——從之前的呼吸方式轉(zhuǎn)化為微生物內(nèi)外源呼吸方式。與此同時(shí)，耦連輸出電流的強(qiáng)弱性會(huì)發(fā)生變化，呈現(xiàn)出的規(guī)律為：傳感器的輸出電流值與BOD的濃度之間呈現(xiàn)出明顯的線性關(guān)系。其二，苯酚類化合物。在存在分子氧的情況下，可依靠酪氨酸酶實(shí)現(xiàn)對(duì)單分子單酚類物質(zhì)的氧化，最終使其生成二酚，最后氧化成苯醌類物。苯醌類物質(zhì)的特點(diǎn)在于：能夠基于電化學(xué)反應(yīng)的過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子的吸收，最后會(huì)轉(zhuǎn)化成鄰苯二酚。通過對(duì)鄰苯二酚生成量（包括對(duì)苯醌類物的生成量）的監(jiān)測(cè)，最終可以實(shí)現(xiàn)對(duì)苯酚類化合物濃度的監(jiān)測(cè)。

2 智能傳感器技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析

2.1 智能傳感器的構(gòu)成及運(yùn)行原理

在多種傳感器應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)之后，為了提高監(jiān)測(cè)效率和質(zhì)量，從業(yè)者對(duì)傳感器的微處理器提出了新的需求[7]。在新型智能微處理器問世之后，在不斷升級(jí)改造的過程中，設(shè)計(jì)人員逐漸將各類傳感器、微處理器、信號(hào)處理電路集成一個(gè)整體。相較于普通傳感器，智能傳感器實(shí)際上可被視為具有專業(yè)用途的微型計(jì)算機(jī)，無論是監(jiān)測(cè)目標(biāo)物質(zhì)還是分析相應(yīng)的信號(hào)，整個(gè)過程的自動(dòng)智能化水平都得到了提升。

2.2 智能傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用

2.2.1 應(yīng)用于溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)的復(fù)合傳感器技術(shù)

一種應(yīng)用于溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)的智能傳感器的構(gòu)成為：具有一個(gè)微處理器，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的統(tǒng)一輸出與分析、傳播，能夠有效減少處理流程；同一個(gè)電源，實(shí)現(xiàn)供電的統(tǒng)一；在內(nèi)部設(shè)置分壓器，可對(duì)多個(gè)器件進(jìn)行分壓處理，以達(dá)到降低電源連接壓力的目的。

2.2.2 應(yīng)用于溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化智能傳感器技術(shù)

最近幾年，應(yīng)用于溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)的傳感器大多采用分布式結(jié)構(gòu)，普遍存在引線多、傳感器位置與控制器之間距離較遠(yuǎn)等問題，直接導(dǎo)致傳感器產(chǎn)生的模擬信號(hào)無法與計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接連接的問題。但隨著集成電路工藝的進(jìn)展，上述問題自然而然便得到了解決——以LG公司推出的SmartThinQ為代表的智能傳感器能歐清晰感知振動(dòng)及溫度等情況，相關(guān)信息可迅速上傳并得到分析，最終得到準(zhǔn)確的環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代社會(huì)，傳感器是一類對(duì)特定物質(zhì)具有較強(qiáng)敏感性的元器件，應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，能夠基于多樣化的運(yùn)行原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)某種目標(biāo)物質(zhì)在一定環(huán)境中的濃度的檢測(cè)，具有較強(qiáng)的精確性。常規(guī)的檢測(cè)傳感器一般具有明顯卻單一的特征，如很多氣體傳感器只能用于監(jiān)測(cè)空氣中的氣態(tài)污染物，液體傳感器只能用于監(jiān)測(cè)某種物質(zhì)中殘留的液體污染物。但近年來，隨著技術(shù)的革新及思路的轉(zhuǎn)變，以生物傳感器、智能傳感器為代表的新技術(shù)已經(jīng)打破了局限性，如生物傳感器在很大程度上具備了氣體傳感器的功能，但氣體傳感器卻無法具備生物傳感器的其他功能。由此可見，當(dāng)傳感器技術(shù)不斷升級(jí)，環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的開展質(zhì)量也會(huì)隨之提升，將會(huì)促進(jìn)綠色發(fā)展時(shí)代早日到來。