电化学检测以法拉第定律为基础，通过利用测定难度较低的电参数替代测定难度较高的化学参数，以有效检测微量物质的浓度变化，提高化学反应的检测效率。在实际应用中，电化学检测具备能量消耗小、数据采集容易、检测操作简单、检测结果精度高等优势；能够弥补传统检测方法的不足，避免对环境造成二次污染，具有良好的应用前景。1电化学检测的关键技术1.1生物传感器技术生物传感器技术是电化学检测的核心技术之一，具有检测灵敏度高、检测结果稳定的优点。生物传感器技术借助生物敏感元件发出信号，利用物理元件接收声、光、电、热等反应，快速检测物质的特异性［1］。在环境监测中，应用生物传感器技术可检测出50种污染物质，尤其在废水检测中，还能够对废水毒性进行分析评价。此外，应用生物传感器技术可以满足环境监测连续性的需求，大幅度降低环境监测成本。1.2生物芯片技术生物芯片技术融合了生物学、DNA分析学、信息学、计算机技术等学科技术，通过将几十万基因聚集在2 cm2的芯片上，开展检测分析。在环境监测、动植物检测以及人体健康检查中，应用生物芯片技术可快速检测有危险性的微生物和有机化合物［2］。1.3生物电化学反应器技术该技术是生物传感器技术与生物芯片技术的结合应用，属于化学反应器中的一种。在环境监测中，科研人员可利用生物电化学反应器研制生物电化学装置，该装置包含多种生物传感器，可以针对不同的环境监测内容选择不同的生物传感器进行测定，从而提高环境监测的自动化水平。2电化学检测在环境监测及分析中的具体应用2.1在水环境监测及污染物成分分析中的应用（1）重金属检测。重金属对水环境的污染较为严重，是水环境监测的重点项目之一。在对水环境中的重金属元素进行检测时，可以采用电化学检测技术测定水体中重金属的性质。①使用经过石墨烯纳米材料修饰的金电极，可检测水环境中的Cr（Ⅵ），线性范围在5～2 000 µg/L，最低限度约为0.5 µg/L；对正二价的镁离子、铜离子以及镍离子具有良好的抗干扰性。②阳极溶出伏安法。在碳材料电极上安装传感器装置，以检测水环境中正二价的镉离子，线性范围在0.5～40 µg/L，最低限度约为0.15 µg/L；③用复合纳米碳材料作为电极主体，检测水环境中正二价的铅离子，检出限为3.8×10-12 mol/L［3］。（2）无机盐类检测。水环境中含有的如SO32-、NO2-、BrO3-等无机盐。在对水环境当中的无机盐类进行检测时，可以应用电化学检测技术。①用复合纳米材料通过电流时间法，检测水环境中的SO32-。检测结果表明，样品的回收率比较高，该方法的线性范围相对较宽，在3～1 000 µmol/L区间内，检出限为1.6 µmol/L；②用溴酚蓝对玻碳电极进行修饰后，可以检测水环境中的NO2-。该方法在湖水检测中得以应用，其线性范围在0.02～109.1 µmol/L，检出限为5 µmol/L；③用毛细管电泳修饰碳圆盘电极检测水环境中的BrO3-，检测结果显示，在所有条件均为最优的条件下，该检测方法的线性范围在5.0×10-8～5.0×10-5 mol/L，检出限为2.0×10-8 mol/L。（3）有机污染物检测。从目前我国水环境的总体情况来看，有机污染物的含量呈现不断增长的态势。所以，对有机污染物进行准确检测显得尤为必要。采用电化学检测技术可检测水环境中的有机污染物。①用石墨烯对玻碳电极进行修饰后，可以检测出水环境中的五氯酚物质，该方法的线性检测范围在1.0×10-7～1.0×10-5 mol/L，检出限为2.3×10-8 mol/L；②用十六烷基三甲基溴化铵和蒙脱石对碳糊电极进行修饰后，检测水环境中的苯酚。该方法在废水检测中得到应用，效果较好，检出限为1.2×10-8 mol/L；③使用循环伏安法测定水环境中的氯联苯，该方法的检测速度快，线性范围为1.25～10 µg/L。2.2在大气环境监测及分析中的应用在大气环境监测中，常见的污染物包括NOX、SO2、CO2、TSP等。传统的大气环境监测方法一般采用盐酸副玫瑰苯胺分光光度法、盐酸萘乙二胺分光光度法等，这些方法操作复杂、检测成本高、检测效率低［4］；而将电化学检测技术应用到大气环境监测与分析中，可弥补传统检测方法不足。①在醋酸纤维膜和氧电极上固定亚硫酸盐氧化酶，制成安培型生物传感器，可在10 min之内完成对SO2样品的测定。当亚硫酸盐的浓度小于3.4×10-4 mol/L时，检出限为0.6×10-4 mol/L；②在玻碳电极上固定聚卟啉合镍配合物制成生物传感器，结合流动注射分析技术，可对SO2含量进行测定，检出限为0.15 mg/L；③在氧电极上固定渗透膜和硝化细菌制成传感器，可测定大气中NOX的含量，检出限为1×10-8 mol/L。2.3在土壤环境监测及分析中的应用2.3.1农药残留检测在农业生产中，部分地区仍然存在着大量使用化肥农药的现象，对土壤环境造成了破坏。在土壤环境监测中，可应用电化学检测技术对农药残留进行监测与分析，测定农药残留量。①在石墨电极基体上固定乙酰胆碱酯酶和牛血清蛋白，用戊二醛交联法将其附着至碳纳米管电极表面，制成生物传感器，以测定土壤中的有机磷农药残留量。实验结果表明，该生物传感器能够较为准确地检测甲基对硫磷、敌敌畏、乐果等高毒性的农药残留数据［5］；②在丝网印刷电极上修饰碳纳米管交联醋酸纤维复合材料，在复合材料上固定乙酰胆碱酯酶，制成西维因传感器，测定农药质量浓度。该传感器所得抑制率的线性范围为0.01～0.5mg/L，农药质量浓度的线性范围为2～20 mg/L，两者之间呈线性关系；当检出限为10%的抑制率时，农药质量浓度为0.004 mg/L；③在碳纳米管上包裹单链DNA，并在聚苯胺矩阵上固定乙酰胆碱酯酶，将两者交联制成生物传感器，可以检测土壤中残留的毒死蜱、甲基对硫磷，检出限为1.0×10-12 mol/L。2.3.2硫化物、砷化物检测硫化物和砷化物对土壤环境的污染较为严重，在传统的检测方法中，一般采用碘量滴定法、亚甲基蓝比色法等进行测定，但是这些检测方法均需要进行样品预处理，且测定误差较大，难以满足高效率测定的要求。而将电化学生物传感器应用到硫化物和砷化物测定中，可弥补传统检测方法的不足。①在酸性土壤中分离出氧化硫硫杆菌，将其作为微生物电极的分子识别元件，用于硫化物的测定。将电极插入含有S2-的缓冲溶液中，促使微生物膜中扩散进入S2-，由硫杆菌对其同化，出现电极输出电流下降的现象，此时记录下电流变化值，以准确测定硫化物浓度；②从海水母中提取绿色荧光蛋白质，采用基因转换技术制备成生物传感器，可对土壤中的亚微克量砷酸盐、亚砷酸盐进行检测。3结语综上所述，环境监测工作要推广应用电化学检测技术方法，可提高环境监测工作效率和质量。从未来电化学检测技术发展趋势来看，环境监测领域的科研人员应加大对电化学检测的研究力度，研制灵敏度更高的自动化环境监测仪器，以实现对污染物的在线检测和快速检测，从而推进环境监测事业快速发展。