海洋環(huán)境監(jiān)測與現(xiàn)代傳感器技術(shù)

徐浩

摘要：隨著社會的前進(jìn)，海洋環(huán)境監(jiān)測和現(xiàn)代傳感器技術(shù)越來越重要，能夠滿足環(huán)境污染要素監(jiān)測的特殊需要，真正反映海洋復(fù)雜多變的現(xiàn)狀。 本文主要概述了現(xiàn)代傳感器的背景和關(guān)鍵技術(shù)，分析了目前我國海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)使用的微機(jī)械加工技術(shù)、膜技術(shù)、微機(jī)械電子系統(tǒng)技術(shù)和安全等關(guān)鍵技術(shù)，展望并提出了海洋環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)代傳感器的發(fā)展趨勢。 總之，海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)仍存在許多重要問題，應(yīng)發(fā)展海洋環(huán)境監(jiān)測傳感器，特別是化學(xué)和生物傳感器及其集成技術(shù)作為海洋監(jiān)測高新技術(shù)。 本文主要分析海洋環(huán)境監(jiān)測和現(xiàn)代傳感器技術(shù)。

關(guān)鍵詞：海洋環(huán)境;傳感器技術(shù);海洋環(huán)境監(jiān)測

中圖分類號：A 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：（2021）-40-157

引言

隨著地球居住人口的增加和地球資源的消耗，地球上存在的資源越來越少。 海洋資源對人類未來的發(fā)展具有非常重要的保障作用。 加強(qiáng)海洋環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展，是保護(hù)這些重要海洋資源的技術(shù)支撐，具有重要而極其意義。

1、海洋環(huán)境監(jiān)測的重要性

雖然海洋在地球上所占的面積極其廣闊，但隨著海洋資源的開發(fā)，海洋在人類發(fā)展中所占的地位也越來越重要。 在全球環(huán)境保護(hù)意識抬頭的今天，海洋環(huán)境的保護(hù)也成為各國重點關(guān)注的項目。 監(jiān)測海洋環(huán)境，是為了及時了解海洋各方面環(huán)境的變化，使人們采取適當(dāng)措施保護(hù)海洋，使海洋隨著人類的發(fā)展而長久存在，實現(xiàn)人與海洋的和諧相處。 通過監(jiān)測海洋魚群，可以確定漁民在海里捕獲休息的時間段，有助于獲得海洋生態(tài)休養(yǎng)的時間。

2、現(xiàn)代傳感器能夠在檢測中發(fā)揮的作用

現(xiàn)代傳感器在各行各業(yè)的應(yīng)用非常廣泛。 其結(jié)構(gòu)是，用檢測部件檢測要測量的物理量，將其轉(zhuǎn)換為特定的信號，傳輸?shù)竭B接的處理系統(tǒng)。 傳感器在某種意義上類似于計算機(jī)的輸入端子，可以輸入的量既是靜態(tài)不變的量，也是動態(tài)變化的量。 因此，傳感器在進(jìn)行信息傳輸?shù)倪^程中既有靜態(tài)特性指標(biāo)，也有動態(tài)特性指標(biāo)，其中前者主要包括再現(xiàn)性、靈敏度等，后者是對電感量的動態(tài)響應(yīng)和反饋。 與傳感器制作及使用相關(guān)的主要技術(shù)包括： （1）微機(jī)械加工技術(shù)。 由于該技術(shù)主要用于傳感器的各個零件體積比較小，在加工這些零件的過程中必須使用微機(jī)械加工技術(shù)對這些零件進(jìn)行光刻和封裝。 ）2）膜技術(shù)。 主要對不同原料液進(jìn)行分離、純化、濃縮等操作。 ）3）微機(jī)械電子系統(tǒng)技術(shù)。 用于實現(xiàn)傳感器的各功能。 ）4）環(huán)境適應(yīng)技術(shù)。 在使用中起到保護(hù)完成的傳感器的作用。

3、關(guān)于發(fā)展海洋環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)代傳感器技術(shù)的建議

3.1發(fā)展化學(xué)和生物傳感器技術(shù)

真正用于海洋環(huán)境現(xiàn)場在線監(jiān)測的化學(xué)傳感器和生物傳感器只有溶解氧、pH、電導(dǎo)率、氧化還原電位、濁度、氨氮，這些傳感器需要解決的技術(shù)問題不少，特別是連續(xù)定點長期 工業(yè)和航天航空領(lǐng)域有一些成熟的產(chǎn)品，但不能直接移植用于海洋環(huán)境監(jiān)測。 近年來，惡劣的環(huán)境、被測對象的復(fù)雜性和各種干擾因素給海洋環(huán)境監(jiān)測傳感器的研制和應(yīng)用帶來了很多困難，因此，應(yīng)發(fā)展海洋環(huán)境監(jiān)測傳感器，特別是化學(xué)和生物傳感器及其集成技術(shù)作為海洋監(jiān)測高新技術(shù)。

3.2加強(qiáng)多學(xué)科和部門之間的合作

生物監(jiān)測在污染中有很大的潛力，而且能更有效地評價和預(yù)測環(huán)境污染。 因此，必須在指示生物研究的基礎(chǔ)上，加大生物傳感器技術(shù)研究的力度。 生物傳感器和生物監(jiān)測技術(shù)的研究涉及多學(xué)科，必須突破傳統(tǒng)觀念，加強(qiáng)多學(xué)科和部門間的合作。

3.3加強(qiáng)污染物檢測

海洋污染物可以通過人類活動直接或間接進(jìn)入海洋環(huán)境，引起物質(zhì)和能量的影響。 許多海洋有害污染物范圍很廣，需要嚴(yán)格控制這些污染物的排放。 包括石油和殺蟲劑、防污材料、重金屬離子和毒素。 生物傳感器已經(jīng)開發(fā)出了挑戰(zhàn)未來對海洋監(jiān)測設(shè)備的需求預(yù)測和觀察，如營養(yǎng)鹽、抗生素試劑、殺蟲劑、激素干擾和分子生物學(xué)分類系統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)。 用于海水和海水中有機(jī)磷和氨基酸鹽的檢測，食品乙酰膽堿在絲網(wǎng)印刷電極上的應(yīng)用，用于降低批量生產(chǎn)和使用成本的一次性多壁碳納米管和分層自組裝技術(shù)改性的乙酰膽堿酯酶傳感器檢測水中的氨基甲酸酯 許多生物傳感器檢測殺蟲劑都是基于低成本抑制乙酰膽堿的生物傳感技術(shù)。 另外，其他免疫傳感器可以用于檢測含有殺蟲劑的免疫傳感器等殺蟲劑。 并且檢測有機(jī)提取物和水樣的方法，使用細(xì)胞傳感器檢測這些物質(zhì)不僅更加困難，而且提供了生物利用率和生理反應(yīng)方面的信息，與酶傳感器不同，對一種物質(zhì)有反應(yīng)，通常受到重金屬的干擾，這是負(fù)面的方面。 海洋監(jiān)測的另一個重要方向是被海洋環(huán)境和沙眼鉆井液污染的油氣田排水（也稱為石油污染）。 一般來說，水萃取成分非常復(fù)雜，含有消泡劑。 生物殺蟲劑、樹脂、乳劑對這些復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)生一系列急性毒性作用或柱狀物，用相關(guān)化學(xué)技術(shù)或物理技術(shù)監(jiān)測，比較靈敏、準(zhǔn)確、特異。 但是，目前關(guān)于生物相容性、污染物對生物系統(tǒng)的影響和環(huán)境毒性的報道還不充分，生物檢測系統(tǒng)非常適合微生物的一般毒性試驗，提供了一系列微生物的相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.4生物傳感技術(shù)檢測有毒物質(zhì)

環(huán)境中有毒物質(zhì)的存在，不僅影響環(huán)境的穩(wěn)定，還影響人們的身心健康。 生物檢測技術(shù)作為有毒物質(zhì)監(jiān)測的一部分，可以科學(xué)提高有毒物質(zhì)檢測的效率和質(zhì)量。 環(huán)境科學(xué)檢測環(huán)境中有毒物質(zhì)的生物檢測技術(shù)主要是以大腸桿菌為基礎(chǔ)的細(xì)菌呼吸活性釋放指標(biāo)保護(hù)區(qū)的環(huán)境有毒物質(zhì)影響細(xì)菌呼吸能力和呼吸效果里爾生物傳感器為了提高環(huán)境監(jiān)測的有效性和敏感性，在環(huán)境監(jiān)測區(qū)內(nèi)有毒物質(zhì)的等級更可靠.

結(jié)束語

在世界陸地資源日益緊張、環(huán)境日益惡化的今天，世界各國紛紛將目光投向海洋，開發(fā)海洋資源、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)成為沿海國家國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。 現(xiàn)代海洋開發(fā)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時，也帶來了海洋環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境惡化等一系列資源和生態(tài)環(huán)境問題。 因此，海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的研究與開發(fā)顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn)

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