[發明專利]一種連續供氧的微生物BOD測定系統

有效

• 申請號: 201711398467.6
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108120757B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 姚震聲
• 申請（專利權）人: 北京托摩根生物科技有限公司
• 主分類號: G01N27/42
• 分類號: G01N27/42
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明涉及一種環境科學研究用儀器，具體涉及一種可提供精確溫度控制的連續供氧的微生物BOD測定系統。其工作原理：在恒溫常壓條件下，微生物在反應瓶中進行生物降解，消耗O₂產生CO₂，CO₂被吸收劑吸收后，反應瓶中壓力下降，產生壓力差，U型管中電路連通。U型管中電流太小，并不能觸發直流電源組件的開啟。因此，通過微信號放大繼電器將電信號放大控制直流電源組件開啟，電解瓶內CuSO₄溶液電解產O₂，同時庫侖計記錄電解電荷量；隨著O₂補充到反應瓶中，使U型管壓力計的壓力差消失，電路斷開，直流電源組件關閉，電解瓶停止電解，庫侖計停止記錄。由于耗氧量與電解電荷量成正比，庫侖計準確監測電解瓶消耗的電量，通過電量換算出BOD值。

技術領域

本發明涉及一種環境科學研究用儀器，具體涉及一種可提供連續氧氣供應、精確溫度控制的微生物BOD測定系統。該系統可用于連續供氧檢測各類化學物質的生化需氧量；用于生物降解性研究，適用于固有生物降解試驗、快速生物降解實驗、模擬生物降解等實驗等。

技術背景

生物降解是指需氧微生物對天然物和合成的有機物的破壞或礦化作用，是通過微生物的呼吸作用完成的。微生物的呼吸包括：有氧呼吸和厭氧呼吸。生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand，簡寫BOD)，其定義是在有氧條件下，好氧微生物氧化分解單位體積水中有機物所消耗的游離氧的數量。有機質生物氧化是一個緩慢的過程，需要很長時間才能終結。一般以5日作為測定BOD的標準時間，因而稱之為五日生化需氧量，以BOD5表示。

目前化學品生物降解性試驗數據作為化學品環境安全評估的重要指標之一。國外的一些國家和組織機構(例如經濟合作與發展組織OECD、歐盟EC、美國環保局USEPA)對于化學物質的生物降解性制定了一系列標準測試方法。這些測試方法具有一定的相似性。OECD設計了一個三級層次的生物降解標準測試方法，包括快速生物降解試驗、固有生物降解試驗、模擬試驗。

快速生物降解試驗，化學品被微生物分解的試驗周期較短，在28天內生物降解達到穩定水平的化學物質可認為具有快速生物降解性。這類物質可在短時間內被生物降解，對環境的危害很小。

固有生物降解性：采用最佳的試驗條件測定受試物長期與接種物接觸表現出的生物降解潛力。固有生物降解設計的條件更有利于化合物的生物降解性，與快速生物降解方法相比，固有生物降解試驗方法提高了接種物種群密度，并且延長了化學品被微生物分解的試驗周期。當化學物質不具有快速生物降解性時，需要做固有生物降解試驗。

模擬實驗是指模擬自然環境下化學物質被微生物分解的試驗。因為在試驗中所有的環境條件都與自然環境類似，因而所得的試驗數據能真實反映化學物質的生物降解性。但由于試驗條件、操作過程的不同，試驗數據可比性不強，現階段難以標準化推廣。

我國的化學品生物降解性國家標準目前主要有15個，其中12個標準都是等同采用OECD的標準。

在化學品的生物降解性檢測領域，國內的檢測儀器功能單一、準確度差、自動化程度低，國產同類設備非常簡易，檢測通量、數據準確性無法保證。進口產品占據主要高端市場。

目前，我國在固有生物降解性檢測方面存在以下問題：

化學品生物降解性檢測需求量大。我國是化學品生產大國，不僅國內企業大量生產化學品，近年來已有很多國外企業將我國作為化學品生產基地，這些化學品都需要進行生物降解性檢測之后才能進行生產、使用。同時，隨著進出口貿易的發展，很多化學品正在準備進入我國，這些化學品同樣需要經過生物降解性試驗才能被允許進入我國。否則有毒化學品排放到環境中，在水或土壤中富集積累，對我國環境和人民健康造成很大的安全隱患。而生物降解造成的技術壁壘，直接影響著我國化學工業的對外貿易。