本实用新型专利技术公开了一种水体中有毒物质生物在线监测及自动预警装置，该装置包括生物传感器，用于感应由于引入水体中有毒物质而引起的电流变化；连接管；液体输送泵；水力旋流器；在线脱气机；三通阀；样品采集器；恒电位仪；储液罐；恒温箱；数据采集系统；计算机和控制系统，用于控制整个装置的运行；预警器；计算机和控制系统分别和液体输送泵、在线脱气机、数据采集系统、恒温箱、三通阀及预警器连接；生物传感器通过连接管与液体输送泵、水力旋流器、三通阀和储液罐连接。本实用新型专利技术具有灵敏度高、检测时间短（检测时间小于10 min）及操作简单等优点，可在线检测水体中有毒物质，并自动预警，大大提高了监测预警水平。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种水体中有毒物质生物在线监测及自动预警装置，该装置包括生物传感器，用于感应由于引入水体中有毒物质而引起的电流变化；连接管；液体输送泵；水力旋流器；在线脱气机；三通阀；样品采集器；恒电位仪；储液罐；恒温箱；数据采集系统；计算机和控制系统，用于控制整个装置的运行；预警器；计算机和控制系统分别和液体输送泵、在线脱气机、数据采集系统、恒温箱、三通阀及预警器连接；生物传感器通过连接管与液体输送泵、水力旋流器、三通阀和储液罐连接。本技术具有灵敏度高、检测时间短（检测时间小于10 min）及操作简单等优点，可在线检测水体中有毒物质，并自动预警，大大提高了监测预警水平。【专利说明】水体中有毒物质生物在线监测及自动预警装置
本技术涉及一种用生物方式来监测水体中有毒物质的装置。具体而言，本技术涉及用生物电化学技术对水体中有毒物质进行在线自动监测及自动预警装置。
技术介绍
随着工农业生产的快速发展和人们生活水平的提高，人工合成化学物质的种类及用量急剧增加，农药、化肥、重金属、工业废水、生活垃圾等大量排入环境，对环境造成了严重污染，这些物质在环境中经过复杂的物理、化学和生物转化过程，又会形成新的污染物，一些污染物还可能进入食物链并在生物体内蓄积，最终对生物圈产生各种各样的毒性效应，给生态环境和公众健康造成严重威胁。迄今为止，许多研究者已经开发出早期的用于水体中有毒物质进入水中的检测方法和警报装置。在这些传统的用于测定水体中有毒物质的方法中，有理化方法和生物学方法。前者可以定量分析水中某一种或某一类污染物的含量，而污染物的综合毒性往往不是每种单一水体中有毒物质毒性的简单叠加，因此这种方法不能直接、全面地反映水体中各种有毒物质的联合毒性作用，因此其应用范围受到限制。此外，该类方法往往需要对待测样品进行复杂、耗时的前期预处理才能进行后续检测，因此该类方法一般不适合在线检测，也起不到早期预警的作用。它的缺点还在于需要昂贵的设备和高度熟练的工程师以进行检测。为了弥补这一缺陷，人们开发了各种用于检测水体中有毒物质的生物方法与装置。具有代表性的传统的用于水体中有毒物质的生物检测装置包括一些监控方法，这些监控方法中采用了鱼、水蚤及一些发荧光的微生物等。鱼类对水环境的变化十分敏感，当水体中有毒物质达到一定质量浓度时，就会引起一系列中毒反应，因而被广泛用于毒物和废水的生物监测、评价。用鱼进行水质监控的装置利用了鱼游动的性质，即它把逆流现象用于检测。安装一个防漏网后，当水体中有毒物质从入水口进入时，鱼受到影响，其游动就会减慢。由于水流的缘故鱼被推回，出于本能鱼猛烈地摆动尾鳍以向前游动，在这个过程中尾鳍就会触动感应器。这个反应转变成电子信号并记录下来，用水质监控装置检测电子信号的值，并用于给出警报或由连接的控制器来控制水的流速，这一信息通过显示器或键盘输出/输入。用于此目的的鱼通常属于鲤科鱼的一种金鱼。用鱼来检测水体中有毒物质的不足在于检测毒性的物体太大，当8 ppm的苯酚流入水中时它需要8小时来测定毒性。利用鱼来进行生物毒性预警系统的方法灵敏度低，而且检测时间长、误差范围大。鱼的选择和生长环境降低了预警系统的可重复性和同一性。水蚤是浮游动物中体形较小的一类，以藻类、真菌、碎肩物及溶解性有机物为食，分布广泛，繁殖能力强，同时对多种水体中有毒物质敏感，是国际上普遍采用的标准毒性实验生物。用水蚤来检测水体中有毒物质的装置应用红外感应器来感应水蚤在水中的活动。它以水蚤的游动为基础，把20只水蚤放入玻璃或丙烯酸树脂试验皿中，被检测的水引入到该试验皿中并从该试验皿排放。当注入水时，水蚤会有反应。当水体中没有有毒物质时，它们表现正常的活动；当水体中含有有毒物质时，它们的运动就变得没有规律而且激烈起来。它们表现的活动越激烈则它们触动红外感应器就越频繁，使电子信号的值增加。温度感应器一直测定温度，电子控制器控制红外感应器并通过一个输出装置显示电子信号的值。早期使用水蚤的预警装置比用鱼的灵敏度高，这是由于使用的物体较小，但是装置的维护比较困难。当换水蚤时，用来进水或出水的试验皿和各种试管都要清洗或更换。由于生长用水需要一周换2到3次，因此对水蚤的生长需要特别小心和留意，需要仔细地将怀孕的和母体水蚤分离出来。必须在一个特殊生长室中培养水蚤，该生长室的内部需要消毒，要除去有碍生长的设备。在生长室中必须提供新鲜空气。一些发光细菌也可以用于自动检测水体中有毒物质。发光细菌在正常条件下能发出一定强度及波长的光，许多水体中有毒物质可抑制其发光强度，通过测定发光强度变化可以实现水体中有毒物质的检测。利用发光细菌自动检测水体中有毒物质的装置需要各种光检测装置，这使得它昂贵而且需要人员和专家来维护。此外，利用发光细菌法检测水体中有毒物质具有发光强度本底值差异较大，检测期间发光变化幅度宽的问题。此外，也有用微生物燃料电池技术检测水中有毒物质的方法和装置(CN1646696A，CN102636545A)，但是该方法中的功能微生物必须以葡萄糖、乙酸等有机质物质为底物，而葡萄糖、乙酸等有机质物质极易染菌而不易保存，从而导致该类装置需要经常维护，使装置的可操作性和稳定性下降。这些传统的用于水体中有毒物质的自动检测方法和装置的问题最终来源于感应器部分，本技术正是基于这一事实而提出。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种水体中有毒物质生物在线监测方法及自动预警装置，它是一种低价、易维护的、快速准确的毒性测定方法，并可实现自动预警。为解决上述问题，本技术采用如下技术方案:本技术提供了一种水体中有毒物质生物在线监测方法及自动预警装置，包括生物传感器，用于感应由于引入水体中有毒物质而引起的电流变化;连接管;液体输送栗；水力旋流器;在线脱气机;三通阀；样品采集器;储液罐、恒温箱;数据采集系统;计算机和控制系统，用于控制整个装置的运行;及预警器;计算机和控制系统分别和液体输送栗、在线脱气机、数据采集系统、恒温箱、三通阀及预警器连接;生物传感器通过连接管及液体输送栗、水力旋流器、三通阀和储液罐连接。生物传感器通过连接管与液体输送栗、水力旋流器、样品自动稀释器、静态混匀器、在线脱气机及储液罐连接。生物传感器可为双室微生物燃料电池、单室微生物燃料电池、双室微生物电解池、单室微生物电解池。生物传感器阳极室中的阳极电极表面附着的功能微生物可为电活性甲烧氧化菌、电活性厌氧氨氧化菌(ΑΝΑΜΜ0Χ菌:Anaerobic Ammonium Oxidat1n Bacteria)。所述功能微生物可以以水底沉积物、活性污泥及厌氧消化污泥为接种物富集获得。本技术所述水体中有毒物质生物在线监测方法及自动预警装置的生物传感器为双室微生物电解池，包括阳极室和阴极室，阳极室和阴极室之间设置有分隔膜，所述分隔膜为质子交换膜、阳离子交换膜或双极膜；阳极室和阴极室内分别放置阳极电极和阴极电极;所述微生物电解池以惰性镀铂导电材料或铂材料为阴极电极、导电惰性材料(碳布、碳纸、石墨毡、网状玻璃碳或碳纤维刷)为阳极电极；阳极电极和阴极电极间通过钛丝、导线、恒电位仪及电阻连接。阳极室通过连接管与液体输送栗、样品自动稀释器、静态混匀器、在线脱本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水体中有毒物质生物在线监测及自动预警装置，其特征在于：包括生物传感器，用于感应由于引入水体中有毒物质而引起的电流变化；连接管；液体输送泵；水力旋流器；在线脱气机；三通阀；样品采集器；恒电位仪；培养基储液罐；磷酸盐缓冲液储液罐；恒温箱；数据采集系统；计算机和控制系统，用于控制整个装置的运行；及预警器；计算机和控制系统分别和液体输送泵、在线脱气机、数据采集系统、恒温箱、三通阀及预警器连接；生物传感器通过连接管与液体输送泵、水力旋流器、样品自动稀释器、静态混匀器、在线脱气机及储液罐连接；生物传感器为双室微生物燃料电池、单室微生物燃料电池、双室微生物电解池、单室微生物电解池；生物传感器阳极室中的阳极电极表面附着的功能微生物为电活性甲烷氧化菌、电活性厌氧氨氧化菌；所述功能微生物以水底沉积物、活性污泥及厌氧消化污泥为接种物富集获得。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋海明，李侠，张金山，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15
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