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传感器在环境检测领域有哪些应用表现?
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传感技术在环境检测中的应用主要有两个方面:与被测物质中的污染物发生物理或化学反应,判断被测物质中是否有污染物;将化学信号转换成电信号。传感技术的应用极大地提高了环境检测结果的可靠性。按照探测目标的不同,传感器技术可以分为光敏传感器和电化学传感器,根据其反应机理的不同,可以分为生物传感器和免疫传感器;根据被探测对象的不同,可以分为液体传感器和气体传感器。

其基本原理是利用生物功能基因、抗体等生物材料作为敏感材料,通过信号采集设备收集生化信息,并对其转换成电信号进行生化分析。由于生物传感技术的发展,越来越多的敏感材料和传感元件能够准确地识别环境中的污染物。

相对于传统的传感器,生物传感器有更多的选择性,操作更方便,检测速度更快,检测结果更精确。目前,大部分生物传感器技术被用于大气环境探测,包括:

SO2探测用含亚硫酸盐氧化酶的肝脏微粒体构建了以雨水为传感器的氧电极,通过测定亚硫酸盐浓度来检测大气环境中二氧化硫的含量。所述微粒体对亚硫酸盐进行氧化,消耗一定氧气后,可降低低氧电极周围的溶氧浓度,带动传感器内电流波动,以间接方式反映亚硫酸盐浓度,此方法具有较好的重现性和准确性。

SO2测定该生物传感器结合固定消化细菌和氧气电极,构成生物传感器,由硝化菌对亚硝酸盐进行硝化处理,使生物传感器具有呼吸活性,确保检测结果的可靠性和准确性。

利用液体传感器技术对水体环境进行监测,液体传感器技术可以检测水体中的各种污染物。当前,水体污染主要有两大类:有机物污染和无机物污染。其中绝大部分为人类生产和生活产生的污染物,其排放超过了环境承受能力,造成水体污染。液位传感技术在水环境检测中的应用主要有两个方面:

重金属检测:在水环境污染中,重金属污染问题尤为突出,最常见的重金属污染物是铅、汞等,这些污染物对人体的危害很大,不能完全去除,一旦进入水体,会造成严重后果。

残留检测:杀虫剂中含有多种有害的化学物质,其残留会通过食物进入人体,对人体造成严重影响。液相传感技术是通过与钴-苯二甲蓝染料发生化学反应,检测水中农药的存在。

气敏传感器可以在大气环境中检测氮氧化物和含硫氧化物,方法简便,检测效果好。气敏的基本原理:气体经过传感器探头后,探测器采集并分析气体的相关信息,把所得到的气体体积分数转换成电信号,通过分析判断是否有污染物质。

作为一个例子,在使用气敏传感器技术检测氮氧化物时,通常采用MOS半导体进行检测,现在,研究者们又提出了更高级的技术,比如用铂作电极,而离子转换器则用氧化钇和氧化锆。在对废气进行检测时,只需将其放置在排气口处,在采集数据后,就能准确地检测氮氧化物的含量。

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