[发明专利]一种水质急性毒性的检测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于环境污染检测技术领域，具体来说涉及一种水质急性毒性的检测方法及其装置。

背景技术

目前用于水质急性毒性检测的方法主要有理化方法和生物学方法。理化方法能够定性和定量的分析水体中污染物的种类和浓度，但无法判定有毒物质浓度和生物效应之间的直接关系。另外，理化方法往往需要借助气相色谱、高效液相色谱和原子光谱等仪器，分析成本高、监测速度慢、操作步骤繁琐。生物学方法能较全面地反映污染物对生物体的影响,为环境风险评估和选择合适的应急措施提供依据。目前生物毒性测试常采用鱼类、水蚤、藻类等为生物材料进行测定，但这些方法存在测定周期长、操作繁琐等缺陷。亚硝化细菌是专性好氧菌，属于革兰氏阴性菌，可将氨氧化生成亚硝酸盐。其代谢活性易受到外界环境的影响，对重金属、农药、有机物等污染物敏感，常被用于毒性测试中。通常采用将亚硝化细菌固定在溶解氧电极上，通过测定暴露于污染物前后细菌耗氧量变化的方法来评价污染物的毒性。但这种方法易受到样品基体中其它好氧菌的干扰，且难以避免将细菌固定到电极上对细菌和电极产生的影响。

发明内容

本发明的目的在于针对上述不足提供一种水质急性毒性的检测方法及其装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水质急性毒性的检测方法，将固定有亚硝化细菌的滤膜支架和铵离子选择性电极串联于流动分析系统中，首先将样品通入系统使其与细菌作用，而后转换介质，向系统通入含铵离子的缓冲溶液，细菌氧化铵离子致使铵离子浓度减小，由选择性电极测得电位变化，根据电位差可计算出细菌氧化铵离子的速率，进而确定水质的急性毒性。

检测方法包括：

（a）将含有10^-6-10^-2M氯化铵的缓冲溶液通过串联有固定亚硝化细菌的滤膜支架和铵离子选择性电极的流动分析系统，使氯化铵与亚硝化细菌作用，产生的电位信号作为对照信号；

（b）转换介质，将待测样品仅通入流动分析系统中的固定亚硝化细菌的滤膜支架，使待测样品与细菌作用，而后通过转换阀使待测样品进入废液池；

（c）用含有10^-6-10^-2M氯化铵的缓冲溶液通过串联有固定亚硝化细菌的滤膜支架和铵离子选择性电极的流动分析系统，使氯化铵与亚硝化细菌作用，产生的电位信号作为样品信号；

（d）根据对照信号和样品信号计算氨氧化速率，进而计算出抑制率；

抑制率（%）=（对照氨氧化速率-样品氨氧化速率）/对照氨氧化速率×100%。

所述含有10^-6-10^-2M氯化铵的缓冲溶液中缓冲液为为Tris-HCl，浓度为0.01-1mol/L，pH7.8-8.0；所述蠕动泵（4）由电脑控制，流速为0.1-10mL/min。

流动分析系统包括样品池、切换阀、蠕动泵和检测池；其中样品池和检测池之间通过管路连通，样品池和检测池之间的管路上设有两个控制溶液流动方向的切换阀，两个切换阀之间的管路设有用于载动溶液流动的蠕动泵和固定亚硝化细菌的滤膜支架；其中检测池上插设有电位测量装置，并且另一端与第二废水池相连；所述检测池前的切换阀与第一废水池相连。

所述电位测量装置由离子计或电化学工作站、铵离子选择性电极和Ag/AgCl电极组成；其中离子计或电化学工作站通过导线分别连接铵离子选择性电极和Ag/AgCl电极的一端；铵离子选择性电极和外参比电极的另一端插入检测池中。

所述样品池为两个，并联连接于蠕动泵前的切换阀。

所述铵离子选择性电极由聚氯乙烯管、内充液和插于其中的内参比电极组成，聚氯乙烯管底部设有敏感膜。

所述聚合物敏感膜的组成为离子载体、阳离子交换剂、聚合物基体材料和增塑剂，其重量份数比为0.1-10:0.1-10:20-40:40-80；将膜组分溶于四氢呋喃中，搅拌均匀，室温下放置12-24h,待四氢呋喃挥发后即得到聚合物敏感膜；

所述聚合物基体材料为聚氯乙烯、聚丁基丙烯酸酯、聚丙烯酸丁酯、聚醚酰亚胺、橡胶或溶胶凝胶膜；增塑剂为邻-硝基苯辛醚（o-NPOE）、二-2-乙基己基癸酯、癸二酸二丁酯或癸二酸二辛酯；离子载体为无活菌素（nonactin）或单活菌素（monactin）；阳离子交换剂为四（4-氯苯基）硼酸钾或四（3,5-二（三氟甲基）苯基）硼酸钠。