目前已知的合成化學(xué)品超過(guò)10萬(wàn)種，每年還在以上千種的速度增加。這類(lèi)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(cháng)時(shí)間才能作出綜合判斷，且難以識別其中的一些有毒物質(zhì)。日前結束的全國第十二屆“挑戰杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽上，同濟大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的一支學(xué)生團隊拿出了一項名為“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“挑戰杯”特等獎。
生物監測的方法目前正在逐步取代傳統的化學(xué)檢測，應用于水污染的應急管理。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(zhù)生物試劑，就可以現場(chǎng)做水質(zhì)綜合毒性檢測，為水污染的應急處理提供基礎判斷。
據介紹，生物毒性檢測方法一種是使用魚(yú)類(lèi)、浮游生物、藻類(lèi)等水生動(dòng)植物作水體毒性試驗，存在成本高、操作方法復雜等問(wèn)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。微生物本身機體小、種群數量大、生長(cháng)繁殖快，和高等動(dòng)物有類(lèi)似的物理化學(xué)特性和酶作用過(guò)程，是一種更理想的“試劑”。
“它們多是基于微生物的發(fā)光、細胞生長(cháng)、呼吸和酶活性變化等生理指標為指征。”同濟大學(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(lèi)技術(shù)實(shí)際運用效果不太理想。比如，當實(shí)驗人員用發(fā)光菌對受污染水源做毒性分析時(shí)，這類(lèi)菌株數量單一、難以長(cháng)期保存，不僅分析費用較高，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?chē)h(huán)境影響，會(huì )產(chǎn)生較大的實(shí)驗誤差。
基于上述分析，同濟的學(xué)生團隊發(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，當毒性污染物存在時(shí)，微生物細胞的呼吸作用，會(huì )表現出相應的電流強度變化，檢測人員可根據待測污染物對生物電流影響的程度，判斷其毒性的強弱。
多通道微生物傳感器作為一種新型的水安全衛士，具有檢測污染物范圍寬、操作簡(jiǎn)單、不受樣品色度和濁度干擾、毒性檢測結果更具客觀(guān)真實(shí)性等優(yōu)勢。同濟大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長(cháng)周琪介紹說(shuō)，王晨謙小組的這項技術(shù)已經(jīng)獲得了獨立知識產(chǎn)權，填補了我國環(huán)境檢測技術(shù)領(lǐng)域的一項空白，具有廣闊的市場(chǎng)推廣前景。
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