CN209979490U - 一种水质生物毒性在线检测的装置 - Google Patents
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Abstract
一种水质生物毒性在线检测的装置，包括制样单元(包括水样预处理单元)、机械手单元、取样检测单元及驱动分析单元，且制样单元和取样检测单元都采用平行双通道的技术方案，可以实现参比水样和待测水样的同时测定，消除了系统误差和测量偏差，本装置具有操作简单、维护方便、自动化程度高、可灵活配置等特定，特别适用于地表水、饮用水源水及各种污水的实时在线水质毒性检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于发光细菌毒性响应的水质毒性评价的在线测量装置及检测方法，其应用领域包括各种天然水体及各种污水的水质生物毒性实时在线监测，属于环境监测领域。
背景技术
当前水环境污染物的传统分析方法大都是化学分析，费时费力，且因各种化学物质相互可能发生拮抗或协同效应，不能直接判定样本毒性大小；另外，存在于自然环境中对人体有害的物质种类有数万种，而所有环境标准中规定的污染物都是有限的，不可能对每一种物质的浓度/含量都检测出来。
动物毒性实验以哺乳类、鱼类、水蚤等为受试对象，代价高、周期较长或操作繁琐，也不满足需要快速、灵敏的水环境急性毒性评价的要求；发光细菌急性毒性试验能直接、客观地反映出原水对生物的急性毒性。这一方法经研究被证实具有快速、简便的特点，同时有很好的灵敏度和可靠性。可以较好的满足上述要求。另外，发光细菌本身没有危害性。该方法是建立在生物传感器基础上的毒性检测系统，水样毒性的强弱，可以通过光线变弱的程度与无毒对照空白实验的比较来表示。对于因为事故或故意破坏及其他原因造成的污染，毒性测试可以在15分钟内快速展现水的毒性。发光细菌急性毒性试验非常适合检测化学污染毒性，保证监督机构对水质变化能够作出快速反应。发光细菌急性毒性试验也可以对饮用水中的慢性毒性物质进行监测，为全面保障供水安全与卫生提供一种快速、有效的方法。
近年来，国内外研究机构及公司研发了一系列基于发光细菌的在线分析设备，包括荷兰MicroLan公司研制的TOXControl在线毒性分析仪，比利时AppliTek公司研制的AppliTox在线毒性分析仪，以及国内南京大学和深圳朗石合作研发的在线发光细菌毒性监测系统等。这些技术和产品在市场上取得一定的应用成果，但是没有考虑实际检测目标中含有的复杂基质及污染物浓度对检测结果的影响，造成了在实际应用中遇到很大障碍和问题，主要表现在下面3个方面：(1)实际待测对象中悬浮物及浊度的影响：由于基于发光细菌的在线测量设备的核心还是微弱光信号的检测，而水体中的悬浮物及浊度会折射光信号并影响有效光强度，造成检测结果偏差甚至错误；(2)仪器中水样检测单元通常是一个透明池体，会随着检测次数的增加造成池体污染，从而影响检测结果，造成测量结果漂移；(3)待测水体的污染程度影响仪器的测量范围，当前的仪器测量低污染水体的时候效果较好，但在污水及工业废水等高毒性水体的检测则表现不佳，无法在高毒性水体中进一步评价其相对的毒性级别。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术及产品存在的问题及缺陷，提供一种可以适合各种复杂水体在线监测的、可连续稳定运行的发光细菌生物毒性在线检测装置及检测方法。它主要通过平行双流路结合平行双光路的技术方案消除检测误差；通过水样预处理模块消除待测水样中干扰因素带来的影响；同时灵活的流路结合检测流程的配置可以实现水样的自动稀释，从而调整水质以保证仪器稳定可靠运行。
一种水质生物毒性在线检测的装置，包括制样单元、取样检测单元及驱动分析单元，其特征在于，所述制样单元包括盐液池、纯水池、水样池、菌液储存池、菌液复苏池和水样反应池、参比反应池，水样池通过蠕动泵和原水容器相连；取样检测单元包括机械手单元，机械手单元包括取样针，取样检测单元包括检测暗室和检测暗室内的注射器以及光电检测器，注射器通过取样盘管和取样针相连，取样针用于抽取盐液池、纯水池、水样池、菌液储存池、菌液复苏池和反应池内的液体，驱动分析单元包含驱动电路、信号处理电路及上位工控设备，光电检测器连接到信号处理电路，驱动电路、信号处理电路连接到上位工控设备上进行数据交互。
优选地，所述盐夜池通过第一蠕动泵和盐液瓶相连，所述纯水池通过第二蠕动泵和纯水瓶相连，所述水样池通过第三蠕动泵原水容器相连，原水容器内具有膜过滤器。
优选地，所述机械手单元包括X轴平移台、Y轴平移台，以及取样针固定台，取样针固定台固定在X轴平移台。
优选地，光电检测器的光敏面靠近且直对着注射器的下半部分
优选地，膜过滤器为中空纤维膜、平面微滤膜、或陶瓷膜构成，其中膜透过孔径在0.2μm～200μm之间。
附图说明
图1是本实用新型涉及的水质生物毒性在线检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如附图1所示，本实用新型涉及的装置主要包括四个单元，分别是制样单元、机械手单元、取样检测单元及驱动分析单元。首先制样单元的第一蠕动泵108将盐液瓶111中的盐液输送到盐液池105，第二蠕动泵109将纯水瓶112中的纯水输送到纯水池106，第三蠕动泵110将原水容器113中的待测水样通过膜过滤器114输送进水样池107；然后机械手单元带动2个取样针203按照一定的比例将纯水池106中的纯水、盐液池105中的盐液及菌液储存池101中的发光细菌混合进菌液复苏池102中进行细菌培养；然后机械手单元带动2个取样针203按照一定的比例将纯水池106种的纯水、盐液池105中的盐液、水样池107中的待测水样按照一定的比例混合进反应池103和104内；然后取样检测单元进行第一次的光强测定，将菌液复苏池102中的细菌抽入注射器进行光强测定，获取2个通道的发光光强，记录为I0 r(参考通道初始光强)和I0 s(测量通道初始光强)；然后将菌液复苏池102中培养后的细菌转移入反应池103和104；反应一段时间后，取样检测单元进行第二次的光强测定，将反应池103和104中的混合液同步抽入注射器进行光强测定，获取2个通道的发光光强，记录为I1 r(参考通道终光强)和I1 s(测量通道终光强)；然后机械手单元带动2个取样针将纯水输送进菌液培养池102，以及反应池103和104，对池子进行充分的清洗，然后作为废液排出；最后对测定的数据进行计算，获取当次测定的水质毒性值并进行输出。所有的机械动作及数据指令都由驱动分析单元发出，且数据分析也由此单已完成。
所述的机械手单元包括X轴平移台201、Y轴平移台202，以及取样针固定台203。
所述的取样检测单元由取样针301(2个)、取样盘管302(2根)、注射器303(2个)、步进电机304、检测暗室305，以及光电检测器306(2个)组成。
所述的驱动分析单元包含驱动电路401、信号处理电路402及上位工控设备403。
所述的菌液储存池101包含磁力搅拌及温度控制，其中温度控制在3～6℃；所述；所述的菌液复苏池102包含磁力搅拌及温度控制，其中温度控制在15～18℃；所述的反应池103和104包含温度控制，其中温度控制在15～18℃。
所述的光电检测器306为光电倍增管或光电二极管构成。
所述的检测暗室305是一个密闭空间，所有零件结合的部位都用黑色密封圈连接，以保证环境光无法进行此密闭空间。
所述的膜过滤器为中空纤维膜、平面微滤膜、或陶瓷膜构成，其中膜透过孔径在0.2μm～200μm之间。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种水质生物毒性在线检测的装置，包括制样单元、取样检测单元及驱动分析单元，其特征在于，所述制样单元包括盐液池(105)、纯水池(106)、水样池(107)、菌液储存池(101)、菌液复苏池(102)和水样反应池(103)、参比反应池(104)，水样池(107)通过蠕动泵(110)和原水容器(113)相连；取样检测单元包括机械手单元，机械手单元包括取样针(301)，取样检测单元包括检测暗室(305)和检测暗室内的注射器(303)以及光电检测器(306)，注射器(303)通过取样盘管(302)和取样针(301)相连，取样针(301)用于抽取盐液池(105)、纯水池(106)、水样池(107)、菌液储存池(101)、菌液复苏池(102)和反应池(103、104)内的液体，驱动分析单元包含驱动电路(401)、信号处理电路(402)及上位工控设备(403)，光电检测器(306)连接到信号处理电路(402)，驱动电路(401)、信号处理电路(402)连接到上位工控设备(403)上进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的在线检测的装置，其特征在于，所述盐液池(105)通过第一蠕动泵(108)和盐液瓶(111)相连，所述纯水池(106)通过第二蠕动泵(109)和纯水瓶(112)相连，所述水样池(107)通过第三蠕动泵(110)原水容器(113)相连，原水容器(113)内具有膜过滤器(114)。
3.根据权利要求1所述的在线检测的装置，其特征在于，所述机械手单元包括X轴平移台(201)、Y轴平移台(202)，以及取样针固定台(203)，取样针固定台(203)固定在X轴平移台(201)。
4.根据权利要求1所述的在线检测的装置，其特征在于，光电检测器(306)的光敏面靠近且直对着注射器(303)的下半部分。
5.根据权利要求2所述的在线检测的装置，其特征在于，膜过滤器为中空纤维膜、平面微滤膜、或陶瓷膜构成，其中膜透过孔径在0.2μm～200μm之间。
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| CN201920212417.2U CN209979490U (zh) | 2019-02-19 | 2019-02-19 | 一种水质生物毒性在线检测的装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113444632A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-28 | 深圳市有为环境科技有限公司 | 一种发光细菌自动复苏装置 |
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2019
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