[發明專利]水體中有毒物質生物在線檢測及自動預警裝置

無效

• 申請號: 201410298538.5
• 申請日: 2014-06-29
• 公開（公告）號: CN104034785A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 李俠;蔣海明
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01N27/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及用一種生物方式來檢測水體中有毒物質的方法及其裝置。具體而言，本發明涉及用微生物電解池技術對水體中有毒物質進行在線自動檢測的方法及其自動預警裝置。

背景技術

隨著工農業生產的快速發展和人們生活水平的提高，人工合成化學物質的種類及用量急劇增加，農藥、化肥、重金屬、工業廢水、生活垃圾等大量排入環境，對環境造成了嚴重污染，這些物質在環境中經過復雜的物理、化學和生物轉化過程，又會形成新的污染物，一些污染物還可能進入食物鏈并在生物體內蓄積，最終對生物圈產生各種各樣的毒性效應，給生態環境和公眾健康造成嚴重威脅。

迄今為止，許多研究者已經開發出早期的用于水體中有毒物質進入水中的檢測方法和警報裝置。在這些傳統的用于測定水體中有毒物質的方法中，有理化方法和生物學方法。前者可以定量分析水中某一種或某一類污染物的含量，而污染物的綜合毒性往往不是每種單一水體中有毒物質毒性的簡單疊加，因此這種方法不能直接、全面地反映水體中各種有毒物質的聯合毒性作用，因此其應用范圍受到限制。此外，該類方法往往需要對待測樣品進行復雜、耗時的前期預處理才能進行后續檢測，因此該類方法一般不適合在線檢測，也起不到早期預警的作用。它的缺點還在于需要昂貴的設備和高度熟練的工程師以進行檢測。

為了彌補這一缺陷，人們開發了各種用于檢測水體中有毒物質的生物方法與裝置。具有代表性的傳統的用于水體中有毒物質的生物檢測裝置包括一些監控方法，這些監控方法中采用了魚、水蚤及一些發熒光的微生物等。

魚類對水環境的變化十分敏感，當水體中有毒物質達到一定質量濃度時，就會引起一系列中毒反應，因而被廣泛用于毒物和廢水的生物監測、評價。用魚進行水質監控的裝置利用了魚游動的性質，即它把逆流現象用于檢測。安裝一個防漏網后，當水體中有毒物質從入水口進入時，魚受到影響，其游動就會減慢。由于水流的緣故魚被推回，出于本能魚猛烈地擺動尾鰭以向前游動，在這個過程中尾鰭就會觸動感應器。這個反應轉變成電子信號并記錄下來，用水質監控裝置檢測電子信號的值，并用于給出警報或由連接的控制器來控制水的流速，這一信息通過顯示器或鍵盤輸出/輸入。用于此目的的魚通常屬于鯉科魚的一種金魚。用魚來檢測水體中有毒物質的不足在于檢測毒性的物體太大，當8?ppm的苯酚流入水中時它需要8小時來測定毒性。利用魚來進行生物毒性預警系統的方法靈敏度低，而且檢測時間長、誤差范圍大。魚的選擇和生長環境降低了預警系統的可重復性和同一性。

水蚤是浮游動物中體形較小的一類，以藻類、真菌、碎屑物及溶解性有機物為食，分布廣泛，繁殖能力強，同時對多種水體中有毒物質敏感，是國際上普遍采用的標準毒性實驗生物。用水蚤來檢測水體中有毒物質的裝置應用紅外感應器來感應水蚤在水中的活動。它以水蚤的游動為基礎，把20只水蚤放入玻璃或丙烯酸樹脂試驗皿中，被檢測的水引入到該試驗皿中并從該試驗皿排放。當注入水時，水蚤會有反應。當水體中沒有有毒物質時，它們表現正常的活動；當水體中含有有毒物質時，它們的運動就變得沒有規律而且激烈起來。它們表現的活動越激烈則它們觸動紅外感應器就越頻繁，使電子信號的值增加。溫度感應器一直測定溫度，電子控制器控制紅外感應器并通過一個輸出裝置顯示電子信號的值。早期使用水蚤的預警裝置比用魚的靈敏度高，這是由于使用的物體較小，但是裝置的維護比較困難。當換水蚤時，用來進水或出水的試驗皿和各種試管都要清洗或更換。由于生長用水需要一周換2到3次，因此對水蚤的生長需要特別小心和留意，需要仔細地將懷孕的和母體水蚤分離出來。必須在一個特殊生長室中培養水蚤，該生長室的內部需要消毒，要除去有礙生長的設備。在生長室中必須提供新鮮空氣。

一些發光細菌也可以用于自動檢測水體中有毒物質。發光細菌在正常條件下能發出一定強度及波長的光，許多水體中有毒物質可抑制其發光強度，通過測定發光強度變化可以實現水體中有毒物質的檢測。利用發光細菌自動檢測水體中有毒物質的裝置需要各種光檢測裝置，這使得它昂貴而且需要人員和專家來維護。此外，利用發光細菌法檢測水體中有毒物質具有發光強度本底值差異較大，檢測期間發光變化幅度寬的問題。

這些傳統的用于水體中有毒物質的自動檢測方法和裝置的問題最終來源于感應器部分，本發明正是基于這一事實而提出。

發明內容

本發明需要解決的技術問題就在于克服現有技術的缺陷，提供一種水體中有毒物質生物在線檢測及自動預警裝置及水體中有毒物質的檢測方法，它是一種低價、易維護的、快速準確的毒性測定方法，并可實現自動預警。

為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：