郭春林

【摘 要】經(jīng)濟的迅速發(fā)展使我國整體國力得到明顯的提升，在這樣的背景下，保障經(jīng)濟發(fā)展的同時也要注重環(huán)境和生態(tài)的保護，大量的工業(yè)生產和農業(yè)種植對環(huán)境和空氣造成了較大的影響，這為環(huán)境保護敲響了警鐘。因此，論文針對環(huán)境檢測技術的應用展開相應的分析和論述，從闡述電化學傳感器工作原理和特點的角度著手，對其在環(huán)境檢測中具體應用狀況予以分析。此次研究的主要目的是為了提升環(huán)境檢測的水平，進而為環(huán)境保護方案的制定提供重要的信息。

【Abstract】The rapid development of economy has promoted the overall national strength of our country. Under this background， while protecting economic development， we should also pay attention to the protection of environment and ecology. A large number of industrial production and agricultural planting have a great impact on the environment and the air， which has sounded the alarm for environmental protection. Therefore， this paper launches the corresponding analysis and discussion for the application of environmental detection technology. From the view of the principle and characteristics of electrochemical sensors， the application status of electrochemical sensors in environmental monitoring is analyzed. The main purpose of this study is to improve the level of environmental detection， and then provide important information for the formulation of environmental protection programs.

【關鍵詞】環(huán)境檢測；電化學傳感器；環(huán)境保護

【Keywords】environmental detection； electrochemical sensor； environmental protection

【中圖分類號】TP212.9 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）12-0187-02

1 引言

生態(tài)是人們賴以生存的環(huán)境，同時也是人類文明的發(fā)源地，在人類走出原始森林之后，很多機械和工業(yè)的出現(xiàn)代表著人類文明走向了新的時代，各種新型科學技術的出現(xiàn)為人們對環(huán)境保護策略的制定提供了技術支持。技術革新和創(chuàng)新提升了生產力，為現(xiàn)代社會的進步與信息化社會的建設提供了重要的保障，但與此同時科學技術和工業(yè)的發(fā)展也為環(huán)境帶來不小的破壞。而電化學傳感器的發(fā)明和應用使得環(huán)境檢測工作變得更為便捷，同時也提升了檢測結果的準確性。此次研究中選用這一課題，對環(huán)境檢測的實際工作具有現(xiàn)實意義，對環(huán)保領域的創(chuàng)新發(fā)展具有理論性意義。

2 電化學傳感器在工作時的原理及特點分析

2.1 原理分析

電化學傳感器在不斷創(chuàng)新和發(fā)展下已經(jīng)具有較強的實用性，其工作原理是通過和被測對象發(fā)生反應，進而形成氣體，而氣體的濃度數(shù)值與設定的信號能得到相應的檢測結果。一般形式的電化學傳感器主要是由傳感電極與反電極所組成，同時由一個薄電解層裝置予以隔開。在實際應用中通過電極間連接的電阻器，與被測氣濃度成正比的電流會在正極與負極間流動[1]。測量該電流即可確定氣體濃度。其實質主要應用污染物質在電極表面發(fā)生電化學反應，然后通過先進的轉換裝置對檢測的信息進行轉化，實現(xiàn)可識別的信息與數(shù)字，進而實現(xiàn)定性與定量的分析檢測目標的一種儀器裝置。

2.2 特點分析

最早的電化學傳感器出現(xiàn)的時間為1940-1950年之間，當時主要用在氧氣監(jiān)測的工作中，發(fā)展至1980～1990年，微型電化學傳感器便應用于多種不同有毒氣體檢測中，在實際應用中顯示出良好的敏感性與選擇性，從這一角度分析電化學傳感器具有較強的靈敏性[2]。另外，該儀器對工作電源的要求相對較低。在對氣體監(jiān)測的各種傳感器當中，電化學傳感器屬于耗能較低的，鑒于其屬于低能耗類型的儀器，同時屬于移動型的儀器，能在很多檢測實例中應用。但是，由于電化學傳感器長期處于惡劣的環(huán)境中，其壽命通常較短，這樣的特點使得在實際應用后應采用適當?shù)谋ｐB(yǎng)措施。

3 電化學傳感器在環(huán)境檢測中的應用探析

3.1 在重金屬離子檢測中的應用

現(xiàn)階段，重金屬離子檢測的方式通常有以下幾種：電化學方法、光譜法以及質譜法。其中，電化學方法的操作流程比較容易，且其花費的成本較低。所以，在重金屬離子檢測中應用的比較廣泛，對相關行業(yè)的影響也較大。在重金屬離子檢測的實踐中，通過使用絲杠印刷技術與模板復雜合成法結合的方式，制造了多孔絲網(wǎng)印刷碳電極，并對該電極進行了適當?shù)难b飾，通過使用鉍膜，完成對鉛和鎘的檢測，檢測限的數(shù)據(jù)為0.031ug/L與0.35ug/L[3]。同時，一些學者通過使用導電物質分子導線這種物質，將其作為黏合劑粘合劑，研制出了一種新型的電極種類-碳糊電極，并對這種電極進行了修飾，進行修飾選用的是Nafion膜與錫膜。通過利用碳糊電極對農田灌溉水中的鎘離子進行了檢測，檢測限的數(shù)據(jù)為0.15ug/L。將上述結果和原子吸收光譜法的測量數(shù)據(jù)進行對比分析，發(fā)現(xiàn)該傳感器的檢測結果比較準確，性能比較可靠。endprint

3.2 在酚類化合物物檢測中的應用

在對酚類化合物檢測的過程中，應考慮該種物質的危害性，酚類化合物在社會環(huán)境中分布比較廣泛，屬于一種有機污染物，一旦在人體內積蓄，便會導致人體細胞產生毒性，對人類的健康十分不利[4]。因此，酚類化合物是一種需要優(yōu)先進行檢測的物質。一些學者通過電聚合的方式，制造了一種可拋型的茜素紅-石墨烯修飾絲網(wǎng)印刷電極，并將其應用于水中酚類化合物的檢測。通過實踐表明，在該電極的作用下，苯二酚和鄰苯二酚會發(fā)生明顯的催化作用，通過檢測，其檢測限的數(shù)據(jù)為4.35*10-6mol/L；將有序介孔碳修飾到玻碳電極上，便會制造出電化學傳感器，再將該傳感器應用到酚類物質酸度系數(shù)的測定上。

3.3 在農藥品殘留物檢測中的應用

在人類的農業(yè)生產中，農藥是經(jīng)常用到的物質，對農產品的生產、存儲以及病蟲害防治都起到了非常重要的作用?，F(xiàn)如今，城市化建設進程不斷加快，人口數(shù)量迅速增長，而農業(yè)耕地的面積逐漸縮小，為了保證農產品的產量及品質，農藥的使用必不可少。人們通過科學合理地使用農藥，為社會創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟效益。但與此同時，農藥的過度使用也對人們的生存造成了威脅。在一些農產品中，農藥殘留物嚴重超標，極大影響了人們的身體健康[5]。因此，一些學者利用石墨烯-Nafion復合物作為固相吸附劑，制造了用于檢測有機磷農藥的電化傳感器。通過該新型電化學發(fā)光傳感器，完成了對農藥中抗蚜威、啶蟲脒以及吡蟲啉的檢測，其檢測限的數(shù)據(jù)為0.666ng/mL、40ng/mL、50ng/mL。

3.4 在多環(huán)芳烴物檢測中的應用

在對多環(huán)芳香烴類（PAH）的物質進行檢測時，應充分考慮到這種物質具有的有毒有害特性以及致癌性，由于該物質在水中的PAH含量比較少，其含量范圍通常在1*10-9na/ml的范圍內。因此，該物質的檢測過程比較難實現(xiàn)。所以，針對這種情況，一些學者開發(fā)了靈敏度較高的檢測傳感器，以便更精確有效地完成在水體中多環(huán)芳香烴類物質的檢測[6]。通過實踐表明，光纖光學熒光傳感器對多環(huán)芳香烴類物質的檢測限的數(shù)據(jù)可達到5*10-10μmol/L。同時，一些學者也認為，利用不同亮度的熒光分子，也能夠分析出蒽的濃度。相較于傳統(tǒng)的檢測方式而言，光纖光學熒光傳感器的檢測結果比較準確，檢測時間也較短，是一種比較有效的檢測方式。

4 結論

通過論文的論述得知，電化學傳感器屬于科學技術發(fā)展下的技術產物，通過對其在重金屬離子檢測、酚類化合物物檢測、農藥品殘留物檢測、多環(huán)芳烴物檢測得知，電化學傳感器具有較多的優(yōu)點：靈敏性和較強的實用性，但是其使用壽命相對其他儀器而言較短。在未來科技的創(chuàng)新發(fā)展下，定能得到相應的解決。望此次研究的內容和結果能被當下環(huán)境檢測從業(yè)人員重視，進而在實際工作中推廣使用，為我國環(huán)境保護事業(yè)的發(fā)展起到推動性作用。

【參考文獻】

【1】葉紅春.新型電化學傳感器的構建及其在環(huán)境檢測中的應用[J].科技與創(chuàng)新，2016，15（17）：91.

【2】張靜，馬興，張海濱，等.基于石墨烯的電化學傳感器在食品安全檢測中的應用[J].食品安全質量檢測學報，2015，6（02）：387-390.

【3】戴炳業(yè)，唐清華，胡燕，等.電化學生物傳感器在農藥殘留檢測中的應用研究進展[J].糧油食品科技，2014，22（04）：66-71.

【4】魯丁強，龐廣昌.電化學納米免疫傳感器在食品安全檢測中的應用展望[J].食品科學，2014，35（08）：6-10.

【5】靜平，張曉梅，許艷麗，等.納米材料電化學傳感器在食品安全檢測中的應用[J].食品安全質量檢測學報，2013，4（02）：379-382.

【6】趙燕芳，岳太星，金玲仁，等.基于石墨烯構建的電化學傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的應用[J].中國環(huán)境管理干部學院學報，2012，22（04）：56-59.endprint