环境监测是解决环境问题的基础，现代科学技术不断发展，环境监测的手段也越来越丰富。基于此，文章分析，基于生物传感器的环境监测技术在生物学工程当中的具体应用，旨在通过目前的分析了解生物传感技术的发展，解决目前环境监测当中面临的诸多困境，挖掘更多适合当前开展环境监测的市场技术，以早日突破现有的障碍，真正解决环境问题。

1、生物传感器的工作原理

生物传感器主要由两部分构成，一是分子识别原件，二是信号转换器。分子识别原件主要是由多种生物活性物质构成，它既能对被测物质进行理化性质上的改变，又能对其进行高灵敏度的分析。这种传感器可以将物质或化学讯号转变成可以侦测到的讯号。利用该传感器，将该传感器与待测物质的信息组合，形成一种理化信息，并将该信息转换为电子或光学信息，从而实现对该信息的分析和探测。在研制生物传感器时，必须选用灵敏度更高的原始样品，以便对其进行理化性质的分析和转化。

2、生物传感器技术的分类和特点

2.1生物传感器技术的分类

生物传感器技术可以根据其传感元件的类型进行分类，常见的分类包括酶传感器、抗体传感器、细胞传感器和基因传感器等。酶传感器利用酶与底物之间的反应来检测目标物质；抗体传感器利用抗体与抗原之间的特异性相互作用来检测目标物质；细胞传感器利用细胞的生理反应来检测目标物质；基因传感器利用基因的表达或变化来检测目标物质。

2.2生物传感器技术的特点

生物传感器技术具有以下特点：a.高选择性：生物传感器可以通过生物分子与目标物质的特异性相互作用，实现对目标物质的高选择性检测。b.高灵敏度：生物传感器可以利用生物分子与目标物质的特异性相互作用，将目标物质转化为可测量的信号，从而实现对目标物质的高灵敏度检测。c.实时监测：生物传感器可以实时监测目标物质的浓度变化，具有快速响应的特点。d.无损检测：生物传感器可以在非破坏性条件下对目标物质进行检测，不会对目标物质造成损伤。e.可重复使用：生物传感器可以通过更换或再生传感元件，实现对不同目标物质的重复使用。

3、生物传感器在环境监测中的应用

3.1表面活性物质的鉴定

生物传感技术在表面活性物质检查与鉴定中的应用也十分重要。表面活性物质（Surfactant）是指一类具有分子亲疏水性质的化学物质，可以使污染物质更易被溶于水中，更加易于环境传播与污染。生物传感技术可以利用某些细胞在表面活性物质的作用下发生异变，对环境中的表面活性物质进行快速检测和鉴定。此外，生物传感技术还可以利用微生物对表面活性物质的生长反应能力，定量检测和鉴定表面活性物质的含量。

3.2对水体环境中BOD的监测

目前，在水质监测的过程中，应用最著名的传感器是BOD微生物传感器。BOD可以用来判断水体在当下受到的有机污染程度。传统的BOD测量时间约为5天，从各个方面来看，不仅浪费了很多时间，同时由于操作过程中的不规范等问题导致传统BOD的在水质监测时的表现是不尽人意的。BOD微生物传感器是由氧电极和微生物等构成的复合体，通过测量水体中的溶氧含量，计算出生化需氧量。该方法通过向水体中添加大量的细菌，使其与水体中的 BOD反应相结合，从而产生相应的反应。在某一区域，生化需氧量的含量基本成直线上升。利用这种技术，可以对水体中的有机化合物进行检测。现在已有的是光生物传感器，经过光的作用，可以显著地增加检测的灵敏度；适合对生物化学需氧量含量较低的环境进行监控。利用其组分纤维的性质，可以实现对生物样品的检测，该方法能准确、灵敏地测定水中的重金属离子。

3.3对大气中的污染物进行监测

控制大气中污染物的含量，积极降低污染排放，让人民能够享受绿水青山的生活环境，是当今人们都在思考的问题。在进行污染物控制的时候，首先需要对污染物进行有效的监测，只有通过先进的检测手段了解到大气中主要污染物的含量，才能有针对性的找到污染源，采取相应的治理措施和手段，让环境治理的效率能够提升。当前我国大气环境监测的技术在不断的进步，通过运用多种传感器，不仅能够实现对大气质量的实时监测，还能实现在线监测。正是由于传感器的诸多优点，使其在大气环境监测中发挥着重要的作用。

3.4在有机污染检测分析领域的应用

现在农业生产追求经济效益和产量，通常需要施用大量化肥，大规模使用农药、杀虫剂等，对食品安全构成严重威胁，同时也造成大量的环境污染。化肥、农药中残留成分是有机污染物的重要来源。目前，廉价的测试技术已成为农业、环保等领域的热门课题。王辉，段玉瑶，四氧化三铁纳米粒子，石墨烯纳米材料；利用壳聚糖基等对 ACh E进行改性，构建了一种用于检测杀虫剂中毒死蜱的新型生物传感器，该方法线性相关好，检测精度高，检出限低，适合于蔬菜及其他农产品中的毒死蜱的快速检测。何建萍，潘学军，潘学军等人在前期工作基础上，以高灵敏、高灵敏的二维波传导式荧光免疫传感（PWFI）为基础，实现了对2,4- D在农产品中的高灵敏检测。熊岳等以“钌（bpy)2 （dppz）】2+离子”为核心，采用层层吸附-自组装技术在玻碳电极上负载 PDDA及 DNA，构建了以“钌（bpy)2 （dppz）”2+为核心的固体电致化学荧光核酸传感器，并应用于杂环芳香化合物农药的快速测定。

3.5在重金属污染物检测方面的应用

重金属离子是在水、土壤、副食品中持续存有的环境污染物，因为重金属污染物一般具有复集性、长久性等特征，并且多数的重金属离子对人体毒害，易让喝了污染水的人中毒并对人身体康健产生危害。因而重金属污染物的控制必须严格。

生物传感器运用于检测重金属离子方面能够起到及时、高效、高选择性的特点，所以利用稀释的生物传感器几乎对农田、土壤、水和农产品中的重金属离子加以分析以及检测是很多学者与环境工作者关注热点。在现已有探究结果中，浙大的周沾等人设计出了一种基于DNA的生物传感器，完成了对HG2+ 、CL2 等金属离子对肝细胞毒理作用的探究，揭示了此类物质可以吸收持续作用的细胞毒性机理。王志强利用纳米技术与电化学传感器结合，成功研发了电化学生物传感器，完成了对于农田土壤和灌溉用水中汞的检测。

结束语：生物传感器这门新兴环境分析技术，对环境污染物的分析和检测中使用愈发广泛，已逐渐成为常用的技术方法。因此在某些水体，如环境污染物种类较多，污染物具有极为复杂的系统过程等，在对重金属离子，有机污染物、微生物进行检测时，应该融合化学、现代仪器、分子生物学等众多学科知识，采取适宜的理化、生化分析模型，才可以完成对于各种污染物的分析与测量。

参考文献：

[1] 韩璐, 黄大波. 生物传感器在环境污染物检测中的应用[J]. 山东化工, 2017(12):93-94.

[2] 周斯跃.水污染处理中微生物检测技术的应用[J].科技展望,2015,25(35):131.

李章,秦立平,李瑞显.生物传感器在环境监测中的应用进展[J].山西建筑,2010,36(18):169-170。