电化学检测在环境监测及分析中的运用

滑鹏敏

（河北省产品质量安全检测技术中心 河北石家庄 050051）

1 前言

现代社会中，社会经济不断发展、生活条件不断提高，环境质量却在不断下降，对社会经济、生活环境的提高产生了负面影响。 因此，环境监测及分析工作受到了社会各界的广泛关注。本文阐述了在环境监测中应用电化学检测法的一种优化方式。

2 环境监测的重要性

环境监测工作的主要作业内容是通过对环境样品中的污染物质进行监察与测试， 再由此判断实际的环境质量与污染情况[1]。 故环境监测工作往往具有反映环境质量的重要作用， 全面的环境监测工作能够在环境质量低于相关指标时及时提醒工作人员采取处理措施。因此，环境监测工作通常是科学管理环境与环境执法监督的基础工作， 在现代环境破坏愈加严重的背景下， 环境监测已成为环境保护中不可或缺的重要工作。 通过环境监测工作中对环境质量现状的监测及对变化趋势的分析，不但能判断当前环境、周边环境的质量，而且能帮助环境保护人员明确其中的主要环境问题，以便开展切实、科学的环境管理工作。

3 电化学检测的特点及优势

3.1 特点

在电化学检测中，应先将繁杂且测定难度高的化学参数转化为测定难度较低的电参数， 而后再通过对电参数的测定，实现对化学反应的快速检测。同时，电化学反应中主要以法拉第定律为基础，故电化学检测往往能够对微量物质的变化、 反应等进行有效检测。

3.2 优势

对比其他检测方法， 电化学检测过程所需的温度相对较低，故电化学检测法在应用中往往仅需要消耗较少能量，而在通过对其中电位、电极与电池的调控后，往往能够进一步降低能量损耗，并能降低由电流分布差、 电压降级副反应等产生的不良影响[2]。 并且，电化学检测中的电参数往往便于数据采集与控制，即便应用自动化控制作业，也不会影响其准确性。同时，电化学检测的相关设备及设备操作条件都相对简单，不仅便于检测人员的操作，也能降低环境监测的成本。 而且电化学检测中主要将电子作为还原试剂，通常不会对环境造成污染，且基于检测过程的高选择性，也能有效抑制副反应的发生，进而降低环境污染物的产生，以便环境保护工作的开展。

4 电化学检测在环境监测中的应用及发展前景

4.1 电化学检测法的应用

4.1.1 生物传感器技术

基于对多种学科、功能的结合，电化学生物传感器技术常会具备较强的特异性分析能力，因此该技术中具备较高的灵敏度与稳定性[3]。 在实际应用中，该技术主要通过其内部的生物敏感元件对特异性产生反应并发出相应信号，之后再通过物理元件根据相关信号所表现的声、电、光、热等反应，使检测人员能够明确检测物质的特异性及其他信息。 而基于现代社会中较为严峻的环境污染问题， 往往就需要环境监测人员能够持续、有效、快速地进行长时间监测。因此，在环境监测工作中相关仪器的质量的优劣就显得尤为重要。通过应用生物传感器，往往能够有效保证监测工作的自动化、连续化，这不仅减轻了环境监测人员的负担，也降低了环境监测的成本，因此，生物传感器的电化学检测技术已经在现代环境监测中广泛应用[4]。 目前生物传感器技术除了能检测约50 种的环境污染物质外，还能实现对废水中有机物的降解，且能在降解过程对废水的毒性进行科学评价。

4.1.2 生物芯片技术

生物芯片是生物信息学、 计算机技术与生物技术三者的结合，由生命材料、玻片或硅片的结合最终制作而成。 生物芯片技术属于DNA 分析技术的一种， 该技术往往能够在2 cm2大小的芯片上集中几十万基因，以此芯片做基础开展的实验、检测分析工作能够拥有更高的工作效率与准确性。 尤其在应用于环境监测与分析工作时，生物芯片能够对环境、动植物乃至人体体内有危害的微生物和有机化合物进行快速、准确的检测工作，并能在检测后对保护基因进行选取， 继而根据污染源头制备出针对性的防治基因产品[5]。 在生物芯片技术被研制出后，凭借着其超高的灵敏度被广泛应用于生物大分子的检测工作中，避免、降低了其他因素对检测结果的影响。

4.1.3 生物电化学反应器技术

生物电化学反应器是将上述生物传感器与生物芯片技术加以一定的辅助仪器进行结合，进而形成的化学反应器[6]。 应用生物电化学反应器技术进行的检测工作是以该化学反应器为基础，通过该反应器的生化反应，达到检测目的。科研人员在生物电化学反应器的基础上，还研发出了生物电化学装置，在该装置中安装可供自行选择的生物传感器， 可根据不同的水体情况应用针对性的仪器进行检测， 同样能实现高效的环境监测工作，并确保水质的安全。

4.2 电化学检测的发展前景

现阶段人们对环境的重视程度越来越高，社会对环境监测工作的要求也在不断提升。 由此，如何准确、快速地监测环境污染物质，以及如何便捷、灵活、有效地对监测结果进行分析，已成为现代环境监测工作中的优化发展目标。 现阶段常用的环境污染物分析监测方法主要有液相色谱法、气相色谱法、理化分析法等，但相关方法的操作过程往往过于繁杂且难以掌握，这就导致监测人员常会出现对检测方法不甚熟练的情况，再加上相关方法中所应用的试剂剂量较大且难以实现对环境的长时间监测，故现阶段已经有越来越多的环境企业及相关人员在环境监测过程应用电化学检测法。 随着电化学检测法应用范围的不断拓展，相信其发展空间也会不断拓展。

5 结语

综上所述，电化学检测法能够全面、科学、有效地检测出环境污染的源头，还能全面提升环境监测与分析工作的效率。 应用电化学检测法的优化方法，能够使环境监测工作的成效满足社会需求。