【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物传感器，具体涉及一种地下水水质生物毒性在线监测方法、系统和用途。
技术介绍
1、为了饮水健康，亟需开展地下水水质监测。一方面目前地下水水质监测主要采取手工采样、实验室分析的方法，此种方法因采样至检测过程时间长无法实时出数据，且会因采样操作问题、存储时间长导致空气中氧气进入样品从而导致测试数据不准确问题；另一方面，当前地下水水质评价采用理化分析方法检测氨氮、硝酸盐、亚硝酸、氟化物、氯化物、重金属等指标，需要大量测试设备、测试时间长，并且不同化学物质对生物的毒性作用会呈现协同、拮抗效应，因此当前理化分析手段不足以直接反应地下水水质对生物的毒性。生物监测方法以活性生物为受试对象，可通过检测接触水样后生物的生理生化、形态指标的变化来判定水样的生物毒性，目前在水质检测方面广泛应用。
2、然而，当前的生物毒性监测方法如发光细菌法、鱼法、藻类法等等，均需水样中含有足够的溶解氧，否则受试生物会因缺氧而死亡无法达到水质检测的目的。地下水因存在地表以下，是地下含水层渗出水，往往溶解氧含量低下甚至不含溶解氧，若通过测试前先对水样充氧而后再进行测试，则易导致原有水样中还原性物质被氧化从而破坏原有水样，从而导致测试结果不准确。另外，地下水污染具有污染时间长、污染物浓度低等特点，需要灵敏度更高的监测设备和方法。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种地下水水质生物毒性在线监测方法、系统和用途。本专利技术以厌
2、在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种地下水水质生物毒性在线监测方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：
3、（1）在无氧培养液中对生物电极进行培养，所述生物电极包括附着有厌氧活性微生物的生物膜载体，以得到厌氧活性生物膜传感器；
4、（2）向所述厌氧活性生物膜传感器中充入无氧校正溶液，以便对所述厌氧活性生物膜传感器进行校正；
5、（3）向所述厌氧活性生物膜传感器中充入无氧质控测试溶液，以便对所述厌氧活性生物膜传感器进行质控测试；
6、（4）向所述厌氧活性生物膜传感器中充入无氧毒性物质测试溶液，以便对所述厌氧活性生物膜传感器进行毒性物质测试；
7、（5）向所述厌氧活性生物膜传感器中充入待测地下水试样，以便对所述待测地下水试样进行生物毒性检测。
8、根据本专利技术实施例的地下水水质生物毒性在线监测方法，在无氧培养液中制备厌氧活性生物膜传感器，并依次采用无氧校正溶液对该厌氧活性生物膜传感器进行校正、采用无氧质控测试溶液对该厌氧活性生物膜传感器进行质控测试、采用无氧毒性物质测试溶液对该厌氧活性生物膜传感器进行毒性物质测试，最后采用通过校正、质控测试和毒性物质测试的厌氧活性生物膜传感器测试待测地下水试样的水质情况，该方法以厌氧活性微生物为受试对象，测试的整个过程均在无氧的环境下进行，解决了当前采用好氧型生物测试需水样充氧处理导致测试结果不准确的问题，从而提高了测试结果的准确性。
9、另外，根据本专利技术上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征：
10、在本专利技术的一些实施例中，在步骤（2）中，在充入所述无氧校正溶液结束前，获取所述厌氧活性生物膜传感器的电流i0；在步骤（3）中，在充入所述无氧质控测试溶液结束前，获取所述厌氧活性生物膜传感器的电流i1；计算所述厌氧活性生物膜传感器的质控测试抑制率dz1=（i0-i1）/i0*100%，当dz1在±10%之间时，继续步骤（4）；否则重复步骤（2）-步骤（3），直至dz1在±10%之间；
11、在步骤（4）中，在充入所述无氧毒性物质测试溶液结束前，获取所述厌氧活性生物膜传感器的电流i2；计算所述厌氧活性生物膜传感器的毒性物质测试抑制率sc=（i0-i2）/i0*100%，当sc≥20%时，继续步骤（5）；否则重复步骤（2）-步骤（4），直至sc≥20%；
12、在步骤（5）中，在充入所述待测地下水试样结束前，获取所述厌氧活性生物膜传感器的电流i3；计算所述待测地下水试样的抑制率n=（i0-i3）/i0*100%。
13、在本专利技术的一些实施例中，当n≤-20%时，判定所述待测地下水试样的水质富营养化；当-20%<n≤20%之间时，判定所述待测地下水试样的水质正常；当20%<n≤50%之间时，判定所述待测地下水试样的水质有轻度毒性；当50%<n<80%之间时，判定所述待测地下水试样的水质有重度毒性；当n≥80%时，判定所述待测地下水试样的水质有剧毒。
14、在本专利技术的一些实施例中，在步骤（1）中，包括2个所述厌氧活性生物膜传感器；在步骤（2）-（4）中，分别获取2个所述厌氧活性生物膜传感器的电流，2个所述厌氧活性生物膜传感器的质控测试抑制率dz1、毒性物质测试抑制率sc均需要满足dz1在±10%之间、sc≥20%；在步骤（5）中，向其中一个所述厌氧活性生物膜传感器中充入所述待测地下水试样，获取所述厌氧活性生物膜传感器的电流i3；同时向另一个所述厌氧活性生物膜传感器中充入空白试样，获取所述厌氧活性生物膜传感器的电流i4，计算dz2=（i0-i4）/i0*100%，要求dz2在±10%范围内，否则当次的试样测试数据n无效；或者，如果其中一个所述厌氧活性生物膜传感器测试所述待测地下水试样时，遇到极端毒性试样导致所述厌氧活性生物膜传感器失效时，则启动另一个所述厌氧活性生物膜传感器再次测试所述待测地下水试样，若两次均出现高抑制率报警或者导致所述厌氧活性生物膜传感器失效，则直接判定所述待测地下水试样的水质有剧毒。
15、在本专利技术的一些实施例中，在步骤（1）中，所述厌氧活性微生物包括地杆菌、喉杆菌、假单胞菌、希瓦氏菌、固氮螺菌和不动杆菌中的至少一种；和/或，在步骤（1）中，在所述无氧培养液中对所述生物电极进行培养的过程中，定时监测所述厌氧活性生物膜传感器输出的电信号，当电信号低于0.001ma时更换无氧培养液，更换无氧培养液的次数不低于3次，且最后一次更换无氧培养液后的第0.5h-2h时间段内，若所述厌氧活性生物膜传感器的电信号在0.2ma-1.0ma之间，且最大电流、最小电流与电流平均值之间偏差不超过±10%，则判定所述厌氧活性生物膜传感器制作完成；和/或，在步骤（4）中，所述无氧毒性物质测试溶液中包括毒性物质，所述毒性物质的浓度为0.05mg/l-2.0mg/l，所述毒性物质包括铜离子、锌离子和铅离子中的至少一种。
16、在本专利技术的一些实施例中，向所述厌氧活性生物膜传感器中充入所述无氧校正溶液的流速、向所述厌氧活性生物膜传感器中充入所述无氧质控测试溶液的流速、向所述厌氧活性生物膜传感器中充入所述无氧毒性物质测试溶液的流速、向所述厌氧活性生物膜传感器中充入待测地下水试样的流速各自本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，在步骤（2）中，在充入所述无氧校正溶液结束前，获取所述厌氧活性生物膜传感器的电流I0；在步骤（3）中，在充入所述无氧质控测试溶液结束前，获取所述厌氧活性生物膜传感器的电流I1；计算所述厌氧活性生物膜传感器的质控测试抑制率dz1=（I0-I1）/I0*100%，当dz1在±10%之间时，继续步骤（4）；否则重复步骤（2）-步骤（3），直至dz1在±10%之间；
3.根据权利要求2所述的地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，当N≤-20%时，判定所述待测地下水试样的水质富营养化；
4.根据权利要求3所述的地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，在步骤（1）中，包括2个所述厌氧活性生物膜传感器；在步骤（2）-（4）中，分别获取2个所述厌氧活性生物膜传感器的电流，2个所述厌氧活性生物膜传感器的质控测试抑制率dz1、毒性物质测试抑制率sc均需要满足dz1在±10%之间、sc≥20%；
5.根据权利要求1-4
6.根据权利要求1-4中任一项所述的地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，向所述厌氧活性生物膜传感器中充入所述无氧校正溶液的流速、向所述厌氧活性生物膜传感器中充入所述无氧质控测试溶液的流速、向所述厌氧活性生物膜传感器中充入所述无氧毒性物质测试溶液的流速、向所述厌氧活性生物膜传感器中充入待测地下水试样的流速各自独立地为1mL/min-15mL/min；
7.根据权利要求1-4中任一项所述的地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，所述无氧校正溶液中、所述无氧质控测试溶液中、所述无氧毒性物质测试溶液中、所述待测地下水试样中均包括有机底物，基于所述厌氧活性生物膜传感器中的所述厌氧活性微生物的个数为106-108，所述无氧校正溶液中的有机底物的浓度、所述无氧质控测试溶液中的有机底物的浓度、所述无氧毒性物质测试溶液中的有机底物的浓度和所述待测地下水试样中的有机底物的浓度各自独立地为0.1mmol/L-4mmol/L；
8.一种实施权利要求1~7中任一项所述方法的装置，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述厌氧活性生物膜传感器、所述第一两通阀、所述第一蠕动泵、所述第二两通阀、所述第二蠕动泵、所述配液杯和所述氮气供应装置的个数均为2个；
10.一种权利要求1~7中任一项所述的方法在地下水水质生物毒性监测中的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，在步骤（2）中，在充入所述无氧校正溶液结束前，获取所述厌氧活性生物膜传感器的电流i0；在步骤（3）中，在充入所述无氧质控测试溶液结束前，获取所述厌氧活性生物膜传感器的电流i1；计算所述厌氧活性生物膜传感器的质控测试抑制率dz1=（i0-i1）/i0*100%，当dz1在±10%之间时，继续步骤（4）；否则重复步骤（2）-步骤（3），直至dz1在±10%之间；
3.根据权利要求2所述的地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，当n≤-20%时，判定所述待测地下水试样的水质富营养化；
4.根据权利要求3所述的地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，在步骤（1）中，包括2个所述厌氧活性生物膜传感器；在步骤（2）-（4）中，分别获取2个所述厌氧活性生物膜传感器的电流，2个所述厌氧活性生物膜传感器的质控测试抑制率dz1、毒性物质测试抑制率sc均需要满足dz1在±10%之间、sc≥20%；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的地下水水质生物毒性在线监测方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述厌氧活性微生物包括地杆菌、喉杆菌、假单胞菌、希瓦氏菌、固氮螺菌和不动杆菌中的至少一种；
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：查凡，戈燕红，余梅，郭德音，黄智毅，
申请(专利权)人：广东盈峰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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