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技術(shù)文章

生物毒性分析與時俱進,在線水質(zhì)分析儀器迎來3D時代

閱讀:85發(fā)布時間:2024-7-15

    關(guān)于在線生物毒性儀,廣義的生物指標(biāo)還包括水的生物毒性,具體是以某種生物作為實驗手段,測試其對特定水體的反應(yīng)來衡量水的綜合毒性。由于水中的有毒物質(zhì)種類繁多,數(shù)量巨大,幾乎不可能通過物理或者化學(xué)手段分析窮盡這些物質(zhì);而且,即使知道了這些物質(zhì)分別在水中的含量和毒性,也會由于這些物質(zhì)在水中還存在著諸如協(xié)同、拮抗、相加、獨立等多種不同的相互作用方式,對水的毒性產(chǎn)生影響,導(dǎo)致無法通過物理、化學(xué)的方法來確定最終水的毒性。這時就需要采用生物體來直接評價水的綜合毒性。

    被用作毒性試驗的生物主要有:發(fā)光細菌、魚、大型蚤、藻類、硝化細菌等,微生物燃料電池(MFC)在毒性測試的應(yīng)用也有報道。目前,采用上述這些生物的在線毒性分析儀器都有了成熟的產(chǎn)品和市場應(yīng)用。

    其中,發(fā)光細菌法測量生物毒性分析是一種十分成熟的方法,在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和中國都有實驗室測量的標(biāo)準(zhǔn)方法,標(biāo)準(zhǔn)代號和名稱分別是:ISO11348-3:2007 《Water quality — Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri (Luminescent bacteria test) — Part 3: Method using freeze-dried bacteria》;以及GB/T15441-1995 《水質(zhì)急性毒性的測試 發(fā)光細菌法》,具體方法是;利用某些自體發(fā)光的細菌,如明亮發(fā)光桿菌、青?;【?、費氏弧菌等,在遇到毒性物質(zhì)時,細菌會死亡造成發(fā)光強度減弱,其相對發(fā)光度與水樣毒性組分濃度呈顯著負相關(guān)(P≤0.05),因此可以通過以一定量的發(fā)光細菌作為測試試劑,測量其在特定水體的相對發(fā)光度,以此表征水樣的毒性水平。

    現(xiàn)有的發(fā)光細菌法在線生物毒性分析儀,就是把上述實驗室分析方法及步驟通過自動控制完成從水樣采集、輸送、試劑添加到結(jié)果計算的全過程自動分析,從而實現(xiàn)對待測水樣綜合生物毒性的實時在線監(jiān)測。目前主要有兩種進樣方式的發(fā)光細菌法在線生物毒性分析儀,一種是采用實驗室分析儀常用的批次進樣方式,一次進樣,完成一個分析流程后再進下一個水樣,由于這種儀器分析的是非連續(xù)的水樣,有可能在水體發(fā)生突然變化時,丟失部分水樣的真實數(shù)據(jù)。另一種是連續(xù)進樣方式,水樣連續(xù)的進入反應(yīng)器和發(fā)光細菌試劑混合,儀器連續(xù)檢測發(fā)光強度變化,這種進樣方式可以保證在線生物毒性儀分析的是連續(xù)水樣,相比批次進樣能夠更加及時連續(xù)地反映水體毒性的變化。

    另外,由于濁度還能影響水的消毒效果:在其他水質(zhì)條件相同的情況下,濁度越低,消毒效果越好。更為重要的是,由于微生物(尤其是“兩蟲")檢測十分復(fù)雜,誤差大、時效性差,難以及時準(zhǔn)確地表征凈水工藝對微生物的去除效果。以濁度作為微生物替代指標(biāo),具有檢測方法簡單、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點,可方便監(jiān)測水質(zhì)凈化工藝對微生物的去除效果、對工藝運行狀況進行評估并對工藝運行參數(shù)進行及時優(yōu)化和調(diào)整。


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