[发明专利]一种连续供氧的微生物BOD测定系统

说明书

本发明涉及一种环境科学研究用仪器，具体涉及一种可提供精确温度控制的连续供氧的微生物BOD测定系统。其工作原理：在恒温常压条件下，微生物在反应瓶中进行生物降解，消耗O₂产生CO₂，CO₂被吸收剂吸收后，反应瓶中压力下降，产生压力差，U型管中电路连通。U型管中电流太小，并不能触发直流电源组件的开启。因此，通过微信号放大继电器将电信号放大控制直流电源组件开启，电解瓶内CuSO₄溶液电解产O₂，同时库仑计记录电解电荷量；随着O₂补充到反应瓶中，使U型管压力计的压力差消失，电路断开，直流电源组件关闭，电解瓶停止电解，库仑计停止记录。由于耗氧量与电解电荷量成正比，库仑计准确监测电解瓶消耗的电量，通过电量换算出BOD值。

技术领域

本发明涉及一种环境科学研究用仪器，具体涉及一种可提供连续氧气供应、精确温度控制的微生物BOD测定系统。该系统可用于连续供氧检测各类化学物质的生化需氧量；用于生物降解性研究，适用于固有生物降解试验、快速生物降解实验、模拟生物降解等实验等。

技术背景

生物降解是指需氧微生物对天然物和合成的有机物的破坏或矿化作用，是通过微生物的呼吸作用完成的。微生物的呼吸包括：有氧呼吸和厌氧呼吸。生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand，简写BOD)，其定义是在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。有机质生物氧化是一个缓慢的过程，需要很长时间才能终结。一般以5日作为测定BOD的标准时间，因而称之为五日生化需氧量，以BOD5表示。

目前化学品生物降解性试验数据作为化学品环境安全评估的重要指标之一。国外的一些国家和组织机构(例如经济合作与发展组织OECD、欧盟EC、美国环保局USEPA)对于化学物质的生物降解性制定了一系列标准测试方法。这些测试方法具有一定的相似性。OECD设计了一个三级层次的生物降解标准测试方法，包括快速生物降解试验、固有生物降解试验、模拟试验。

快速生物降解试验，化学品被微生物分解的试验周期较短，在28天内生物降解达到稳定水平的化学物质可认为具有快速生物降解性。这类物质可在短时间内被生物降解，对环境的危害很小。

固有生物降解性：采用最佳的试验条件测定受试物长期与接种物接触表现出的生物降解潜力。固有生物降解设计的条件更有利于化合物的生物降解性，与快速生物降解方法相比，固有生物降解试验方法提高了接种物种群密度，并且延长了化学品被微生物分解的试验周期。当化学物质不具有快速生物降解性时，需要做固有生物降解试验。

模拟实验是指模拟自然环境下化学物质被微生物分解的试验。因为在试验中所有的环境条件都与自然环境类似，因而所得的试验数据能真实反映化学物质的生物降解性。但由于试验条件、操作过程的不同，试验数据可比性不强，现阶段难以标准化推广。

我国的化学品生物降解性国家标准目前主要有15个，其中12个标准都是等同采用OECD的标准。

在化学品的生物降解性检测领域，国内的检测仪器功能单一、准确度差、自动化程度低，国产同类设备非常简易，检测通量、数据准确性无法保证。进口产品占据主要高端市场。

目前，我国在固有生物降解性检测方面存在以下问题：

化学品生物降解性检测需求量大。我国是化学品生产大国，不仅国内企业大量生产化学品，近年来已有很多国外企业将我国作为化学品生产基地，这些化学品都需要进行生物降解性检测之后才能进行生产、使用。同时，随着进出口贸易的发展，很多化学品正在准备进入我国，这些化学品同样需要经过生物降解性试验才能被允许进入我国。否则有毒化学品排放到环境中，在水或土壤中富集积累，对我国环境和人民健康造成很大的安全隐患。而生物降解造成的技术壁垒，直接影响着我国化学工业的对外贸易。