目前已知的合成化學(xué)品超過10萬種，每年還在以上千種的速度增加。這類有毒化學(xué)品一旦“入侵”水源，化學(xué)檢測方法往往需要很長時間才能作出綜合判斷，且難以識別其中的一些有毒物質(zhì)。日前結(jié)束的全國第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽上，同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的一支學(xué)生團(tuán)隊拿出了一項名為“多通道微生物傳感器”的生物檢測水污染的新發(fā)明，最終摘獲本屆全國“挑戰(zhàn)杯”特等獎。
生物監(jiān)測的方法目前正在逐步取代傳統(tǒng)的化學(xué)檢測，應(yīng)用于水污染的應(yīng)急管理。生物毒性檢測技術(shù)的優(yōu)勢在于，檢測人員不必把受污染的水體樣品帶回實(shí)驗室，只要直接拿著生物試劑，就可以現(xiàn)場做水質(zhì)綜合毒性檢測，為水污染的應(yīng)急處理提供基礎(chǔ)判斷。
據(jù)介紹，生物毒性檢測方法一種是使用魚類、浮游生物、藻類等水生動植物作水體毒性試驗，存在成本高、操作方法復(fù)雜等問題；各國的科學(xué)家們普遍傾向于利用第二種方法，即微生物毒性檢測。微生物本身機(jī)體小、種群數(shù)量大、生長繁殖快，和高等動物有類似的物理化學(xué)特性和酶作用過程，是一種更理想的“試劑”。
“它們多是基于微生物的發(fā)光、細(xì)胞生長、呼吸和酶活性變化等生理指標(biāo)為指征。”同濟(jì)大學(xué)環(huán)境學(xué)院生物傳感器實(shí)驗小組成員王晨謙介紹，但這類技術(shù)實(shí)際運(yùn)用效果不太理想。比如，當(dāng)實(shí)驗人員用發(fā)光菌對受污染水源做毒性分析時，這類菌株數(shù)量單一、難以長期保存，不僅分析費(fèi)用較高，而且分析受樣品色度、濁度的干擾因素比較大。而基于呼吸儀的測試方法，則容易受周圍環(huán)境影響，會產(chǎn)生較大的實(shí)驗誤差。
基于上述分析，同濟(jì)的學(xué)生團(tuán)隊發(fā)明了這種名為“多通道微生物傳感器”的新型生物毒性分析方法，當(dāng)毒性污染物存在時，微生物細(xì)胞的呼吸作用，會表現(xiàn)出相應(yīng)的電流強(qiáng)度變化，檢測人員可根據(jù)待測污染物對生物電流影響的程度，判斷其毒性的強(qiáng)弱。
多通道微生物傳感器作為一種新型的水安全衛(wèi)士，具有檢測污染物范圍寬、操作簡單、不受樣品色度和濁度干擾、毒性檢測結(jié)果更具客觀真實(shí)性等優(yōu)勢。同濟(jì)大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長周琪介紹說，王晨謙小組的這項技術(shù)已經(jīng)獲得了獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)了我國環(huán)境檢測技術(shù)領(lǐng)域的一項空白，具有廣闊的市場推廣前景。
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