[发明专利]用于水质在线监测的检测装置及水质在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境监测的技术领域，尤其涉及一种用于水质在线监测的检测装置及水质在线监测方法。

背景技术

水安全对人类的影响是多方面的，涉及到自然及社会人文的各个方面。因此，水质监测受到了国内外专家学者、各国政府和国际组织的广泛关注。

生物化学需氧量（biochemical oxygen demand，BOD）作为水质监测的重要指标，国际标准为5日BOD法，但其操作繁琐、耗时，还需要熟练的技术，且不能及时反映水质变化（Liu et al.,Biosens.Bioelectron.,Vol.20,562(2004)）。近年来所发展的BOD的快速测量都是基于微生物同化有机物反应的同时将电子传递给氧气的原理，但是，由于氧气在水中的溶解度有限，对于高浓度的有机物样品需要经过稀释才能测量，从而大大降低了结果的准确性。另一方面，由于氧气受温度、气压影响而变化很大，这会引起测量结果的波动，如果附加一个氧气平衡装置也会使结果带来扰动（Lei et al.,Anal.Chim.Acta,Vol.568,200(2006);Du et al.,Biotechnol.Adv.,Vol.25,464(2007)）。

此外，随着人类生产活动的发展，大量既不是人体组成成分，也不是人体所需营养物质或维持正常生理功能必须的化学品被不断排放到水中，这些有毒有害的化学品通过食物链的放大作用进入人体内，可能会危害人体健康甚至生命。因此，对水体毒性进行检测及监测是评价水体是否受到到污染以及判断污染程度的重要手段。目前，蛙类、鱼类、小鼠、浮游生物、海藻等生物已被用于水体毒性检测，但是，上述生物进行水体毒性检测时具有测试周期长、成本高、操作复杂等缺点，不仅难以推广，而且不能满足现场快速检测需要。现有国际标准ISO11348-3规定使用深海发光细菌V.fischeri作为受试生物，实现了快速检测的需要，但是也存在诸多不足：首先，为了平衡渗透压，测试必须在高盐度条件下进行，可能会引起样品中某些化学品性质的改变，而且盐度校正会导致假阴性的结果；其次，对于一些溶解度低的样品，则会由于毒物的析出而导致假阳性结果；再次，该方法采用荧光检测，检测信号易受水体浑浊和颜色的影响；最后，发光细菌在自然界中不是普遍存在的微生物，获得和保存较为困难，商品发光细菌价格较为昂贵，导致检测成本较高。

近年来，一种利用人工媒介体作为探针的水质监测方法逐渐发展起来。所述的人工媒介体，是指在生物呼吸链中相对于自然的电子受体氧而人为加入的接受电子并进行电子传递的物质。在人工媒介体作为探针的水质监测方法中，微生物通过呼吸作用将电子传递给人工媒介体，再以还原态的人工媒介体作为目标探针进行检测，很好地解决了以氧为检测目标带来的氧气浓度波动等问题；同时，当毒性物质存在时，微生物的呼吸作用受到抑制，进而阻碍微生物和电子媒介体之间的电子传递。据此，基于微生物的利用人工媒介体为检测探针的水质监测方法逐渐获得发展，如公开号为WO 023770的欧洲专利公开了一种利用电子媒介法检测水体生化需氧量和毒性的方法，这种方法将微生物培养后直接加入到待测水样中，使其对水样中的有机物进行降解，从而获得水体生化需氧量和毒性的检测结果，但是，这种方法采用游离微生物，每次检测前都需要进行微生物的培养、离心、清洗等过程，消耗时间和成本，无法进行水质的在线监测。Pasco等人将铁氰化钾引入Micredox系统，通过测定不同毒性物质对微生物呼吸作用的影响导致铁氰化钾的电子传递速率变化，证实该系统可用于水体毒性检测，但其也同样使用游离微生物，无法实现在线监测。

Morris等人公开了一种利用包埋式固定微生物进行水质监测的方法，其将微生物包埋于包埋材料中得到固定微生物，然后将该固定微生物用于电子媒介体法检测生化需氧量和毒性，虽然该方法可实现水质的在线监测，但是，其采用包埋的方式对微生物进行固定，微生物被包埋于包埋材料中，会影响传质和微生物的活性，从而影响微生物对水样中有机物的降解，最终影响检测结果的准确度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水质在线监测的检测装置及水质在线监测方法，本发明提供的检测装置中的微生物具有较高的活性和良好的传质过程，可以实现水质的在线监测，且检测结果较为准确。

本发明提供了一种用于水质在线监测的检测装置，包括：

进样装置；