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一種將微生物性能與電化學轉(zhuǎn)換器相結(jié)合，可以實時在線對水質(zhì)進行準確監(jiān)測的“在線生物化學需氧量(BOD)監(jiān)測儀”近日由中科院長春應化所與江蘇江分電分析儀器有限公司合作研制成功。專家評價，這種具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的儀器科學思路新穎，創(chuàng)新性強，達到國際先進水平。
我國是世界上水資源污染較為嚴重的國家之一，僅流經(jīng)城市的136條河流中，屬4類、5類和超過5類水體標準的就占76.8%。同時，相當一部分城市的地下水也受到了不同程度的污染。因此，建立環(huán)境水質(zhì)的快速自動監(jiān)測儀器，及時了解流城水質(zhì)的變化情況，采取有效的措施予以防范和解決，是我國乃至世界迫切需要解決的重大問題。
生物化學需氧量(BOD)是水質(zhì)監(jiān)測中必須測定的重要指標之一，BOD值越高，表示水中有機物越多。目前，世界上測定BOD大多沿用5天法或7天法作為衡量指標。但這種測定方法操作繁瑣、測定周期長、受干擾因素多、誤差大，且不能及時反映水質(zhì)的變化，有效對污水處理進行信息反饋和指導。為此，多年來國內(nèi)外普遍在尋求和研發(fā)BOD快速測定方法，其中微生物傳感器測試法于70年代在日本一問世，便引起了各國的普遍重視，成了國內(nèi)外競相研發(fā)的焦點之一。
中科院長春應化所在電分析化學和生物傳感器研制方面有較強的積累。2001年12月，他們承擔了“十五”國家科技攻關(guān)重大項目“科學儀器研制與開發(fā)”之“電化學分析儀器的研制與開發(fā)”任務。科技人員通過艱苦的理論研究和科學實驗，把攻關(guān)的重點放在了BOD微生物傳感器中微生物的篩選、尋找合適的固定化材料、儀器的組裝及性能的考察等四個方面，并精心設(shè)計了研發(fā)技術(shù)路線。經(jīng)過一年半的不懈努力，他們選定了性能穩(wěn)定、對有機物降解能力強、降解范圍廣的微生物；優(yōu)選生物相容性好的新材料，溶膠—凝膠與接技共聚物組成的有機—無機雜化材料固定化微生物，制成了膜，突破了儀器研發(fā)中的關(guān)鍵問題，研制出了快速靈敏和性能穩(wěn)定的BOD電化學傳感器，解決了以往這類傳感器工作壽命短、適用范圍窄、膜不易保存等問題，為整個儀器的研制成功打開了勝利之門。在此基礎(chǔ)上，他們與江蘇江分公司的科員人員一起，對儀器的流動系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)等進行了深入細致的研究，對儀器進行了整體設(shè)計、配件選擇和軟件編寫等，從而制備出了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的“在線生化需氧量(BOD)監(jiān)測儀”，現(xiàn)已研制出樣機3臺。
該儀器具有自動化程度高、抗干擾能力強、使用壽命長、性能穩(wěn)定、操作簡單、響應迅速、可遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c。且成本遠低于國外同類產(chǎn)品。
另據(jù)介紹，該儀器可用于生活用水、地表水的BOD檢測，并可擴展在廢水處理、環(huán)境保護、水質(zhì)凈化等方面BOD檢測，有著重要的應用意義和廣闊的市場前景。
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