[發明專利]一種污水生物毒性在線監測預警裝置

有效

• 申請號: 201510780823.5
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN105259325A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 張效偉;洪陵成;劉萌斐;楊江華
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G05D23/20;G01N1/14;H04N7/18
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于環境監測領域，公開了一種污水生物毒性在線監測預警裝置，具體涉及一種魚類急性毒性在線監測分析裝置。

背景技術

隨著工業尤其是化工產業的快速發展，有毒危險品在生產、儲存、運輸過程中不時突發環境污染事故進入水體，給人類賴以生存的水生生態系統造成了嚴重的破壞。為了保障水體尤其是飲用水源地的安全，快速應對各種突發水體污染事故，開發快速、準確評估各類污染物毒性的技術顯得尤為迫切和重要。

經過數十年的發展，各種理化分析手段的靈敏度越來越高，能夠較為準確地通過劑量效應關系評估污染物對生物的影響。但此類方法具有以下幾種局限和不足：⑴我們日常生活中接觸到的化學品多達4-8萬種，這些物質都有污染水體的可能性，而常規監測中涉及指標非常有限，不可能對各污染物逐一監測和鑒定；⑵大多關注單一污染物對水體生物的毒性影響，事實上水體并非單一體系，而是各類污染物協同、拮抗、疊加等的綜合結果；⑶評價標準缺乏科學性，即使各項理化指標都達標也未必能說明水體絕對健康。

事實上，毒性是一個復雜的生物現象，只有生物測試可以判斷污染物對生物有害還是無害，分辨混合污染物表現協同還是拮抗作用。因此發展靈敏、準確的生物毒性監測及預警技術是應對突發水體污染事故的主要方向。

目前常見的水生生物毒性在線監測主要包括魚類、發光菌大型溞、藻類等。

其中魚類對水體污染的反應比人類要敏感得多，當水體中發生諸如油類、有毒危險品泄露或被人為投毒等突發事故時，魚類往往出現異常活動或短時間內大量死亡，能夠很直觀地說明水質突然受到污染。魚類毒性測試方法中，由于斑馬魚基因與人類基因的相似度達到87％，一般選取斑馬魚作為生物監測及預警的指示生物。

同時受監測指標簡單、試驗周期長、測試成本高、易受水溫、餌料等外界因素干擾等缺點的影響，魚類毒性測試方法的應用范圍受到一定限制。事實上這些缺點主要與目前我國的生物毒性表征方式有很大關系。目前我國采用96h或48h半致死濃度(LC50)表征法。其缺點在于，對于水質復雜、差異較大的水體(如不同種類農藥生產廢水)，LC50濃度差異可能很大，因而很難設定一個較為合理的濃度限值，對結果的準確性影響較大。

而目前美國、德國等發達國家均采用稀釋倍數生物毒性表征方式。如美國EPA采用“毒性單位(TU)”進行表達，急性毒性單位TUa＝100％/LC50。其中LC50用水體稀釋比例來表達，根據TU值將廢水分為5個等級：等級Ⅰ(TU＜0.4無毒)，等級Ⅱ(0.4≤TU＜1微毒)，等級Ⅲ(1≤TU＜10中毒)，等級Ⅳ(10≤TU＜100高毒)，等級Ⅴ(TU≥100劇毒)；根據生物毒性測試的結果，基于毒性分級體系，進行環境水樣的安全性評價.該方法綜合利用了多種生物毒性測試的結果，可以直觀表征水體對生物毒性的大小，具有操作簡單、測試成本低、結果直觀靈敏等優點，值得推廣。

發明內容

1、發明要解決的技術問題

針對上述存在的問題，本發明的目的在于提供一種污水生物毒性在線監測預警裝置，該裝置能夠有效提高對水體污染尤其是突發污染的預警靈敏度，快速應對各種突發水體污染事故，保障水體尤其是飲用水源地的安全。

2、技術方案

為達此目的，本發明所采用的技術方案是：

一種污水生物毒性在線監測預警裝置，由控制單元、支架、進樣單元、培養單元和檢測單元組成；其結構緊湊合理，自動化控制高。

控制單元包括主控模塊、電源和人機界面，主控模塊通過電纜與人機界面連接，由電源供電；主控模塊包括蠕動泵控制模塊，繼電器、溫度傳感器轉換模塊，報警警示、影像處理模塊和PLC或者單片機。

支架包括框架、支撐板和固定桿，框架內安裝固定控制單元，并與支撐板、固定桿固定連接，框架為裝置的腔體結構主框架，設有多個蠕動泵安裝孔、人機界面安裝孔及穿管孔。

進樣單元包括蠕動泵、三通閥Ⅰ、三通閥Ⅱ、蒸餾水和水樣，蠕動泵通過電纜與主控模塊連接；進樣單元可設置多組所述蠕動泵，每組的個數可根據不同的水樣混合比例選用一臺或者兩臺。所述一組蠕動泵包括一臺時，其進水端接水樣，且通過控制單元控制蠕動泵的轉速及轉向實現蠕動泵取樣至三通閥分配到兩進水接頭至養殖杯。所述一組蠕動泵包括兩臺時，其進水端分別接蒸餾水和水樣，且通過控制單元分別同步控制兩臺蠕動泵的轉速及轉向實現兩臺蠕動泵的取樣至三通閥實現混合，然后通過三通閥分配到兩個進水接頭至每個養殖杯。