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水质生物毒性检测:细菌发光法的特点

编辑:广州博鹭腾仪器仪表有限公司时间:2018-12-14

目前,国内外常见的快速生物毒性分析仪大多都是建立在细菌发光法的原理上,一般有适用于实验室检测的台式毒性仪和适用于现场使用的便携式毒性仪。台式的毒性仪主要应用于实验室中,在15℃的恒温器中,按照ISO标准流程进行样品的毒性分析,计算出样品的毒性水平LID值或EC值。便携式的水质生物毒性检测仪主要应用于现场的常规快速监测或突发事件的应急监测,采用简化后的ISO标准流程进行分析,一般不配备恒温器,检测水样对发光细菌的发光抑制率。 

对于采用发光细菌方法的毒性仪来说,它们的主要特征有:  

(1) 菌种:使用不同的菌种,水中毒物对其发光过程的影响程度是不一样的。

因此,若要使数据更有权威性及可比性,一般采用符合标准的菌种。目前国内常用的3种发光细菌为:明亮发光杆菌、费氏弧菌、青海弧菌。其中,明亮发光杆菌在GB/T15441-1995标准中所使用;费氏弧菌在国际的ISO11348标准中所使用;青海弧菌属于淡水菌,是在我国青海湖的鱼体内提取的一种可发光的菌种,目前这种菌在国内一般应用于饮用水中。国内的生物发光光度计一般采用符合国标的明亮发光杆菌T3小种,也有采用青海弧菌的。国外的毒性仪基本都是采用符合ISO标准的费氏弧菌Vibrio Fischeri,也有个别采用鳆鱼发光杆菌,该菌灵敏度比较高,但是其复苏时间长达3小时,不利于现场快速检测的应用。

(2) 抗干扰能力:毒性测定是通过一个光度计测定样品的相对发光度,因此水样的颜色或浑浊度会对检测结果造成很大的干扰,这也是所有毒性仪在实际水样测定中遇到的最大干扰。目前,具有对色度和浊度进行补偿功能的,只有某一在德国生产的台式生物毒性仪具有。 

(3) 认证:对于水质的现场表征,USEPA不鼓励使用那些性能(例如假阳性或假阴性)没有经过验证的现场测试技术。

(4) 结果表达形式:由于主要是针对在现场的快速筛检,因此便携式水质生物毒性检测仪基本上都是采用简化了的ISO11348标准流程对样品的毒性进行快速评估,一般都是测定一个样品浓度的抑制率,即所谓的单点结果表达方式,抑制率越高,样品溶液的毒性越强。所有的便携式毒性仪基本上都是采用这种方式。除了采用单点表达方式外,美国某一品牌的毒性仪还创新开发了一种独特的类似于ISO标准的三点表达方式,且用一张独特的色卡,通过三个点落在不同的颜色区域来判断水样的毒性及危险性。这种方法更直观,令使用者更容易判定水样的毒性强度及处理方法。

(5) 检测速度:现场应用,一般都要求检测速度越快越好,由于使用的都是细菌发光法,因此操作流程基本一致。影响检测速度的就只有菌种的准备过程了。一般来说,菌种需要经过复苏和稀释过程,在所有菌种中,只有鳆鱼发光杆菌的复苏时间需要长达3小时,这对于现场的快速检测不利。 

(6) 水质生物毒性检测仪器的便携性能:在野外现场的工作中,仪器的小巧便携性、坚固性及使用方便性是非常重要的。便携性仪器基本上都很小巧,且都可以使用电池为电源,重量在2~3kg,并配备了便携箱,把仪器和试剂都内置在便携箱中,便于携带。这些功能都会增加现场使用的便捷性。 

(7) 水质生物毒性检测仪器的辅助功能,某些毒性仪除了具有细菌发光法测量外,还具有一些辅助功能,为快速判断水体毒性提供更多的信息。如某些毒性仪具有ATP(三磷酸腺苷)分析功能,可确定单位样品中活性生物的数量,不过这种功能在水质毒性分析中使用不多。而某些毒性仪的配套设备中还配备了多种现场水质分析的附件,如pH计、TDS计、砷快速试纸、余氯&总氯比色盘、色度盘、农药/神经毒剂试纸等,为现场的综合毒性分析和判断提供有利信息。


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