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环境生物监测
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第一节 环境监测
一、概念
环境监测的过程一般为：
现场调查 监测计划设计 优化布点 样品采集 监测数据处理 的复杂性。


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四、监测技术概述
监测技术包括采样技术、测试技术和数据处理技术，这里以污染物的测试技术为重点作以概述。
（一）化学、物理技术
重量法常用作残渣、降尘、硫酸盐、油类等的测定；
容量分析被广泛用于水中酸度、碱度、化学需氧量、溶解氧、硫化物、氰化物的测定；
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仪器分析方法被广泛用于对环境中污染物进行定性和定量的测定。
（二）生物技术
这是利用生物在污染环境中所产生的各种反映信息来判断环境质量的方法，是一种最直接也是一种综合的方法。
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生物监测包括生物体内污染物含量的测定；观察生物在环境中受伤害症状；生物的生理生化反应；生物群落结构和种类变化等手段来判断环境质量。
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第二节 生物传感器
一、概述
传统的环境监测方法通常采用离线分析方法，其缺点是：分析速度慢，操作复杂，且需要昂贵仪器，不适宜进行现场快速监测和连续在线分析。建立和发展连续、在线、快速的现场监测体系尤其重要。
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生物传感器实际上是一类特殊的化学传感器。国际纯粹和应用化学联合会对化学传感器的定义为：一种小型化的、能专一和可逆地对某种化合物或某种离子具有应答反应，并能产生一个与此化合物或此离子浓度成比例地分析信号地传感器。
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生物传感器是一种将生物感应元件的专一性与一个能够产生与待测物浓度成比例的信号传导器结合起来的一种分析装置。
最先问世的生物传感器是酶电极。20世纪70年代后，人们开始研究微生物电极、细胞器电极、动植物组织电极以及免疫电极等新型生物传感器，使生物传感器的类型大大增多。
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二、生物传感器的基本组成和工作原理
生物传感器由敏感元件，即生物元件和信号传导器组成。
生物元件：生物体、组织、细胞、细胞器、细胞膜、酶、抗体、核酸、有机物分子。
传导器：电势测量式、电流测量式、电导率测量式、阻抗测量式、光强测量式、热量测定式、声强测量式、机械式。
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生物传感器的基本原理如下图所示：
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生物传感器的工作原理主要决定于敏感元件（分子识别单元）和待测物质之间的相互作用，有以下几种类型：
（1）将化学信号转化为电信号
已研究的大部分生物传感器的工作原理均属于这种类型。
（2）将热变化转化为电信号
（3）将光效应转化为电信号
（4）直接产生电信号方式
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三、生物传感器的分类
一般可从以下三个角度进行分类：

（1）生物亲和型生物传感器
S + R SR
底物 受体
（2）代谢型或催化型生物传感器
S + R SR P
底物 受体 生成物
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可分为：酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞传感器、免疫传感器等。

可分为：电化学生物传感器、半导体生物传感器、测热型生物传感器、测光型生物传感器、测声型生物传感器等
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图9-2 生物传感器的分类
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四、生物传感器的特点
，也不需加入其他试剂。
，可以实现连续在线监测。
，样品用量少，且由于敏感材料是固定化的，可以反复多次使用。
，因而便于推广普及。
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五、在环境监测中的应用

可在10～15min检测出BOD的含量，可对水质状况实行在线监测。
目前已有用丝孢酵母、梭菌、芽孢杆菌及混合微生物种群制成的BOD传感器，还有用生物发光菌和嗜热菌的。
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