水體急性生物毒性檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及生物化學(xué)領(lǐng)域，是水體急性生物毒性檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 所謂急性生物毒性，是指正常的水體突然受到有毒物質(zhì)的污染，且對(duì)生物群造成 了危害。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種化學(xué)物質(zhì)、重金屬物質(zhì)對(duì)環(huán)境水體 的污染越來(lái)越嚴(yán)重。特別是這些污染存在著突發(fā)性和不可預(yù)見(jiàn)性，對(duì)水體生態(tài)和人體健康 造成危害。如果出現(xiàn)在城市飲用水水源地而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，更會(huì)釀成重大事件甚至誘發(fā)社 會(huì)問(wèn)題。因此迫切需要對(duì)有關(guān)水體進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)的在線急性毒性鑒定。這種鑒定只關(guān)注毒 性對(duì)生物群的危害，而不能鑒定毒性的種類和來(lái)源。
[0003] 基于上述需求，近年來(lái)出現(xiàn)了基于魚(yú)類、水蚤類、發(fā)光菌的生物毒性檢測(cè)裝置，存 在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)成本高，難以滿足在野外水源地自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的構(gòu)思原理是，水中好氧性微生物在正常水質(zhì)條件下要生長(zhǎng)繁殖，同 時(shí)消耗有機(jī)物和氧。當(dāng)毒性物質(zhì)突然進(jìn)入水體后，微生物的活性立即受到抑制，其耗氧量下 降甚至停止耗氧。通過(guò)監(jiān)測(cè)這些微生物的耗氧量變化判斷其活性變化，間接反映出水體毒 性的急性變化以及毒性強(qiáng)度。
[0005] 本實(shí)用新型的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)操作簡(jiǎn)便、 快速、準(zhǔn)確的水體急性生物毒性檢測(cè)裝置。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的之一采用的技術(shù)方案是，一種水體急性生物毒性檢測(cè)裝置， 其特征是，它包括：由盛裝水樣的恒溫密閉容器、輸氣管、循環(huán)氣栗和氧傳感器構(gòu)成的空氣 密閉循環(huán)系統(tǒng)，顯示控制器，在盛裝水樣的恒溫密閉容器內(nèi)放置占有一定容積含有好氧性 微生物的被測(cè)水樣，在含有好氧性微生物的被測(cè)水樣的上方容積內(nèi)為空氣，輸氣管的空氣 進(jìn)氣管端伸在盛裝水樣的恒溫密閉容器內(nèi)含有好氧性微生物的被測(cè)水樣中，輸氣管的空氣 出氣管端伸在盛裝水樣的恒溫密閉容器內(nèi)的空氣中，循環(huán)氣栗裝在輸氣管上，在輸氣管的 空氣出氣管端串接氧傳感器，循環(huán)氣栗、氧傳感器和顯示控制器均與顯示控制器電連接。
[0007] 本實(shí)用新型的水體急性生物毒性檢測(cè)裝置與現(xiàn)有的裝置相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn) 在于：
[0008] 1、對(duì)試驗(yàn)用微生物沒(méi)有特殊要求，無(wú)需篩選培養(yǎng)特殊種類的水生生物，例如發(fā)光 菌等。普通的水中好氧性微生物或自然培養(yǎng)的好氧性微生物都能滿足監(jiān)測(cè)要求；
[0009] 2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的光學(xué)傳感器及信號(hào)處理設(shè)備，氧傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于使 用維護(hù)，價(jià)格低廉；
[0010] 3、無(wú)需添加特殊藥劑，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染；
[0011] 4、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)，形成自動(dòng)進(jìn)、排樣水，自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)分析比較以及報(bào) 警的在線檢測(cè)儀器，具有廣泛的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，適用于江、河、湖、庫(kù)、地下水、海水以 及其他水體急性生物毒性檢測(cè)，用途廣泛。
[0012] 5、檢測(cè)操作簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型的水體急性生物毒性檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為實(shí)際測(cè)試過(guò)程中氧濃度-時(shí)間曲線示意圖；
[0015] 圖3為不同甲苯含量條件下酵母菌有氧呼吸總時(shí)間t,&變化曲線示意圖。
[0016] 圖中：1含有好氧性微生物的被測(cè)水樣，2盛裝水樣的恒溫密閉容器，3輸氣管，4循 環(huán)氣栗，5氧傳感器，6顯示控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面用圖示對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018] 參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的一種水體急性生物毒性檢測(cè)裝置，包括：由盛裝水樣的恒 溫密閉容器2、輸氣管3、循環(huán)氣栗4和氧傳感器5構(gòu)成的空氣密閉循環(huán)系統(tǒng)，顯示控制器6， 在盛裝水樣的恒溫密閉容器2內(nèi)放置占有一定容積含有好氧性微生物的被測(cè)水樣1，在含 有好氧性微生物的被測(cè)水樣1的上方容積內(nèi)為空氣，輸氣管3的空氣進(jìn)氣管端伸在盛裝水 樣的恒溫密閉容器2內(nèi)含有好氧性微生物的被測(cè)水樣1中，輸氣管3的空氣出氣管端伸在 盛裝水樣的恒溫密閉容器2內(nèi)的空氣中，循環(huán)氣栗4裝在輸氣管3上，在輸氣管3的空氣出 氣管端串接氧傳感器5,循環(huán)氣栗4和氧傳感器5均與顯示控制器6電連接。循環(huán)氣栗4、 氧傳感器5和顯示控制器6為市售產(chǎn)品。
[0019] 使用本實(shí)用新型的水體急性生物毒性檢測(cè)裝置進(jìn)行水體檢測(cè)時(shí)：
[0020] 1)將盛裝水樣的恒溫密閉容器2、輸氣管3、循環(huán)氣栗4和氧傳感器5連接構(gòu)成的 空氣密閉循環(huán)系統(tǒng)；
[0021] 2)盛裝水樣的恒溫密閉容器2內(nèi)放置占有一定容積含有好氧性微生物的被測(cè)水 樣1，在含有好氧性微生物的被測(cè)水樣1的上方容積內(nèi)為空氣；
[0022] 3)啟動(dòng)循環(huán)氣栗4,驅(qū)使盛裝水樣的恒溫密閉容器2內(nèi)上部的空氣沿空氣密閉循 環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)；
[0023] 4)當(dāng)空氣流經(jīng)氧傳感器5時(shí)，氧濃度值由氧傳感器5轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸給顯示控 制器6,顯示控制器6記錄氧濃度隨時(shí)間的變化曲線；
[0024] 5)在水樣無(wú)毒或低毒條件下，微生物正常生長(zhǎng)繁殖不斷消耗盛裝水樣的恒溫密 閉容器2內(nèi)的有機(jī)物和氧，致使氧濃度下降速率加快；在水樣有毒條件下微生物活性受 到抑制甚至休眠或死亡，氧濃度下降速率變慢或不下降，將無(wú)毒水樣與未知毒性水樣氧濃 度-時(shí)間曲線比較，就能夠?qū)崿F(xiàn)水體的急性毒性監(jiān)測(cè)。
[0025] 實(shí)驗(yàn)配方
[0026] 準(zhǔn)確稱取市售安琪酵母粉0.28,5%葡萄糖101111，5(^/1腿 2?04 50~551111及適量 甲苯，將上述材料加入到實(shí)驗(yàn)瓶中，保證瓶中溶液總體積為65ml，空氣總體積為15ml。水浴 加熱溫度為31°C時(shí)開(kāi)啟儀器進(jìn)行測(cè)試。
[0027] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0028] 圖2為實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，密閉系統(tǒng)內(nèi)氧濃度-時(shí)間變化曲線。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 曲線由兩部分組成，分別是AB段的遲緩區(qū)及BC段的對(duì)數(shù)區(qū)。在AB段時(shí)，酵母菌處于緩慢 激活狀態(tài)，呼吸作用微弱，耗氧量較小，曲線呈現(xiàn)近乎直線走勢(shì)。當(dāng)時(shí)間達(dá)到B點(diǎn)以后，酵母 菌處于高效活化狀態(tài)，并且以穩(wěn)定的幾何級(jí)數(shù)極快增長(zhǎng)，耗氧量大大增加，在較短時(shí)間內(nèi)體 系含氧量迅速降低。當(dāng)時(shí)間達(dá)到C點(diǎn)之后，體系內(nèi)含氧量為零，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸。
[0029] 表1、不同甲苯含量條件下的酵母菌有氧呼吸各階段反應(yīng)時(shí)間匯總
[0030]
[0032] 結(jié)果討論：從表1可以看出，隨著甲苯用量的增加，酵母菌有氧呼吸過(guò)程受到抑 制，呼吸時(shí)間隨之增加。當(dāng)甲苯含量增加至63. 4mg/L時(shí)，酵母菌的呼吸開(kāi)始受到抑制，^時(shí) 間稍有增加，t2時(shí)間變化幅度不大。繼續(xù)增加甲苯含量至84. 6mg/L時(shí)，抑制作用變得明顯， 心時(shí)間段增加了約5min，12時(shí)間段增加約3min。當(dāng)甲苯的含量達(dá)到108mg/L時(shí)，甲苯的毒 性對(duì)酵母菌的有氧呼吸產(chǎn)生了非常大的影響，表現(xiàn)在&與12時(shí)間段均出現(xiàn)非常大的增加幅 度，導(dǎo)致與空白實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，有氧呼吸的總時(shí)間增加了約18min?？傮w來(lái)說(shuō)，通過(guò)比較ti段時(shí)間已經(jīng)能夠看出甲苯濃度的增加對(duì)酵母菌有氧呼吸的影響，若結(jié)合^及12二者，則更 能直觀準(zhǔn)確地比較出甲苯對(duì)酵母菌的急性生物值。國(guó)內(nèi)有關(guān)研究曾采用劍尾魚(yú)作為受試對(duì) 象進(jìn)行急性生物毒性試驗(yàn)，結(jié)果顯示當(dāng)甲苯濃度達(dá)到l〇4mg/L時(shí)達(dá)到其急性毒性值。結(jié)合 圖3,與其相比可以清楚看出本實(shí)用新型反應(yīng)更為靈敏，毒性濃度檢測(cè)下限低至63. 4mg/L 且體系的穩(wěn)定性良好，在未來(lái)急性生物毒性檢測(cè)方面具有很大的潛力及應(yīng)用價(jià)值。以上內(nèi) 容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型 的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明，對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不 脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水體急性生物毒性檢測(cè)裝置，其特征是，它包括：由盛裝水樣的恒溫密閉容器、 輸氣管、循環(huán)氣栗和氧傳感器構(gòu)成的空氣密閉循環(huán)系統(tǒng)，顯示控制器，所述輸氣管的空氣進(jìn) 氣管端伸在盛裝水樣的恒溫密閉容器的下部容積內(nèi)，所述輸氣管的空氣出氣管端伸在盛裝 水樣的恒溫密閉容器的口部容積內(nèi)，循環(huán)氣栗裝在輸氣管上，在輸氣管的空氣出氣管端串 接氧傳感器，循環(huán)氣栗、氧傳感器和顯示控制器均與顯示控制器電連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種水體急性生物毒性檢測(cè)裝置，其特點(diǎn)是，包括：由盛裝水樣的恒溫密閉容器、輸氣管、循環(huán)氣泵和氧傳感器構(gòu)成的空氣密閉循環(huán)系統(tǒng)，顯示控制器，在盛裝水樣的恒溫密閉容器內(nèi)放置占有一定容積含有好氧性微生物的被測(cè)水樣，在含有好氧性微生物的被測(cè)水樣的上方容積內(nèi)為空氣，輸氣管的空氣進(jìn)氣管端伸在含有好氧性微生物的被測(cè)水樣中，輸氣管的空氣出氣管端伸在盛裝水樣的恒溫密閉容器內(nèi)的空氣中，循環(huán)氣泵裝在輸氣管上，在輸氣管的空氣出氣管端串接氧傳感器，循環(huán)氣泵、氧傳感器和顯示控制器均與顯示控制器電連接。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)操作簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C12M1/36, C12M1/04, C12M1/34
【公開(kāi)號(hào)】CN205046126
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520606496
【發(fā)明人】承學(xué)東, 柴穎, 王鴻昌, 里新
【申請(qǐng)人】吉林市光大分析技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年8月13日