[發明專利]一種水質急性毒性的檢測方法及其裝置

有效

• 申請號: 201310110981.0
• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN104090014B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 秦偉;張倩玉;丁家旺;李龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院煙臺海岸帶研究所
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 周秀梅,李穎

技術領域

本發明屬于環境污染檢測技術領域，具體來說涉及一種水質急性毒性的檢測方法及其裝置。

背景技術

目前用于水質急性毒性檢測的方法主要有理化方法和生物學方法。理化方法能夠定性和定量的分析水體中污染物的種類和濃度，但無法判定有毒物質濃度和生物效應之間的直接關系。另外，理化方法往往需要借助氣相色譜、高效液相色譜和原子光譜等儀器，分析成本高、監測速度慢、操作步驟繁瑣。生物學方法能較全面地反映污染物對生物體的影響,為環境風險評估和選擇合適的應急措施提供依據。目前生物毒性測試常采用魚類、水蚤、藻類等為生物材料進行測定，但這些方法存在測定周期長、操作繁瑣等缺陷。亞硝化細菌是專性好氧菌，屬于革蘭氏陰性菌，可將氨氧化生成亞硝酸鹽。其代謝活性易受到外界環境的影響，對重金屬、農藥、有機物等污染物敏感，常被用于毒性測試中。通常采用將亞硝化細菌固定在溶解氧電極上，通過測定暴露于污染物前后細菌耗氧量變化的方法來評價污染物的毒性。但這種方法易受到樣品基體中其它好氧菌的干擾，且難以避免將細菌固定到電極上對細菌和電極產生的影響。

發明內容

本發明的目的在于針對上述不足提供一種水質急性毒性的檢測方法及其裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種水質急性毒性的檢測方法，將固定有亞硝化細菌的濾膜支架和銨離子選擇性電極串聯于流動分析系統中，首先將樣品通入系統使其與細菌作用，而后轉換介質，向系統通入含銨離子的緩沖溶液，細菌氧化銨離子致使銨離子濃度減小，由選擇性電極測得電位變化，根據電位差可計算出細菌氧化銨離子的速率，進而確定水質的急性毒性。

檢測方法包括：

（a）將含有10^-6-10^-2M氯化銨的緩沖溶液通過串聯有固定亞硝化細菌的濾膜支架和銨離子選擇性電極的流動分析系統，使氯化銨與亞硝化細菌作用，產生的電位信號作為對照信號；

（b）轉換介質，將待測樣品僅通入流動分析系統中的固定亞硝化細菌的濾膜支架，使待測樣品與細菌作用，而后通過轉換閥使待測樣品進入廢液池；

（c）用含有10^-6-10^-2M氯化銨的緩沖溶液通過串聯有固定亞硝化細菌的濾膜支架和銨離子選擇性電極的流動分析系統，使氯化銨與亞硝化細菌作用，產生的電位信號作為樣品信號；

（d）根據對照信號和樣品信號計算氨氧化速率，進而計算出抑制率；

抑制率（%）=（對照氨氧化速率-樣品氨氧化速率）/對照氨氧化速率×100%。

所述含有10^-6-10^-2M氯化銨的緩沖溶液中緩沖液為為Tris-HCl，濃度為0.01-1mol/L，pH7.8-8.0；所述蠕動泵（4）由電腦控制，流速為0.1-10mL/min。

流動分析系統包括樣品池、切換閥、蠕動泵和檢測池；其中樣品池和檢測池之間通過管路連通，樣品池和檢測池之間的管路上設有兩個控制溶液流動方向的切換閥，兩個切換閥之間的管路設有用于載動溶液流動的蠕動泵和固定亞硝化細菌的濾膜支架；其中檢測池上插設有電位測量裝置，并且另一端與第二廢水池相連；所述檢測池前的切換閥與第一廢水池相連。

所述電位測量裝置由離子計或電化學工作站、銨離子選擇性電極和Ag/AgCl電極組成；其中離子計或電化學工作站通過導線分別連接銨離子選擇性電極和Ag/AgCl電極的一端；銨離子選擇性電極和外參比電極的另一端插入檢測池中。

所述樣品池為兩個，并聯連接于蠕動泵前的切換閥。

所述銨離子選擇性電極由聚氯乙烯管、內充液和插于其中的內參比電極組成，聚氯乙烯管底部設有敏感膜。

所述聚合物敏感膜的組成為離子載體、陽離子交換劑、聚合物基體材料和增塑劑，其重量份數比為0.1-10:0.1-10:20-40:40-80；將膜組分溶于四氫呋喃中，攪拌均勻，室溫下放置12-24h,待四氫呋喃揮發后即得到聚合物敏感膜；

所述聚合物基體材料為聚氯乙烯、聚丁基丙烯酸酯、聚丙烯酸丁酯、聚醚酰亞胺、橡膠或溶膠凝膠膜；增塑劑為鄰-硝基苯辛醚（o-NPOE）、二-2-乙基己基癸酯、癸二酸二丁酯或癸二酸二辛酯；離子載體為無活菌素（nonactin）或單活菌素（monactin）；陽離子交換劑為四（4-氯苯基）硼酸鉀或四（3,5-二（三氟甲基）苯基）硼酸鈉。