一種氯代烯烴測定裝置及其檢測方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種氯代烯烴測定裝置及其檢測方法，屬于環境監測技術領域。所述測定裝置包括水浴裝置、生物傳感器裝置、生物膜裝置、電磁攪拌裝置和檢測裝置。水浴裝置提供恒溫環境；生物傳感器裝置包括AgCl/Ag

Chlorine olefin determination device and detection method thereof

The invention relates to a chlorine olefin determination device and a detection method thereof, belonging to the technical field of environmental monitoring. The measuring device comprises a water bath device, a biosensor device, a biomembrane device, an electromagnetic stirring device and a detection device. The water bath unit provides a constant temperature environment; the biosensor device includes the AgCl/Ag

【技術實現步驟摘要】
一種氯代烯烴測定裝置及其檢測方法
本專利技術屬于環境監測
，涉及一種氯代烯烴測定裝置及其檢測方法。
技術介紹
水源不足、水源污染是中國飲用水水源面臨的最直接問題，其中飲用水水源污染問題尤為突出。目前中國約有97％城市存在地下水污染，程度分為污染嚴重、污染中等和污染較輕，基本的清潔地下水只有3％。地下水污染是由于人類活動引起地下水化學成分、物理性質和生物學特性發生改變而使質量下降的現象。地下水污染的原因主要有：工業廢水向地下直接排放，受污染的地表水侵入到地下含水層中，人畜糞便或因過量使用農藥而受污染的水滲入地下等。污染的結果是使地下水中的有害成分、細菌、有機物等的含量增高。污染的地下水對人體健康和工農業生產都有嚴重影響。三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)和二氯乙烯(DCE)是工業上廣泛使用的三種氯代烯烴，常被用作金屬表面處理劑，電鍍清潔劑，脫脂劑和萃取劑，還可用于有機合成、農藥的生產。由于不正確的處理和管理，以及其在廣泛使用過程中的泄漏，氯代烯烴已成為地下水中最為常見的難降解污染物種類之一。氯代烯烴具有生物毒性，在環境中可通過食物鏈不斷富集，進入人體會損害人的中樞神經系統，引起肝、腎、心臟、三叉神經損害，并具有致癌性，對人類健康具有嚴重危害。利用微生物修復技術處理地下水中的氯代烯烴受到廣泛關注。氯代烯烴可在共基質如甲烷、氨、芳香類化合物存在時，通過好氧和厭氧細菌的共代謝作用得到降解，其中，甲烷氧化菌OB3b是一種常用的降解菌。生物傳感器對生物物質敏感，能夠將其濃度轉化成電信號進行檢測。識別元件為固定化的生物敏感材料，并配有理化換能器和信號放大器等。生物傳感器常被用于水環境和大氣環境監測領域。由于氯代烯烴是一種揮發性的含氯脂肪族化合物，且很難被微生物直接降解，利用生物傳感器測定氯代烯烴的研究極少。傳統的測定方法為氣相色譜法，其分析時間很長，需要預處理，溶劑的萃取和吹掃捕集等步驟都較為復雜，且實驗設備較為昂貴。因此，需要提出一種簡單迅速的氯代烯烴測定裝置。
技術實現思路
本專利技術所要解決的問題是克服現有技術的缺陷，提供一種較為簡單、可迅速檢測地下水中氯代烯烴的裝置，以及一種基于該裝置的檢測方法，致力于地下水中氯代烯烴污染的有效監測。為了達到上述目的，本專利技術提供一種氯代烯烴測定裝置，包括水浴裝置、生物傳感器裝置、生物膜裝置、電磁攪拌裝置和檢測裝置；其中，所述生物傳感器裝置包括反應池和氯離子電極，反應池置于水浴裝置內，氯離子電極包括AgCl/Ag2S膜工作電極和Ag/AgCl參比電極，兩種電極均浸泡在反應池中；所述生物膜裝置包括2個平行布置的多孔硝酸纖維素膜和固定在兩層多孔硝酸纖維素膜之間的降解細菌，所述生物膜裝置固定在AgCl/Ag2S膜工作電極底部；電磁攪拌裝置分為兩部分且分別置于水浴裝置下方和生物傳感器裝置內部，檢測裝置與生物傳感器裝置相連接。作為本專利技術的進一步改進，所述水浴裝置包括：溫度計、溫控儀、電熱單元、出水口以及上端開口的外殼。作為本專利技術的進一步改進，所述電磁攪拌裝置包括電磁攪拌腔和電磁攪拌子；其中，電磁攪拌腔置于水浴裝置下方，電磁攪拌子置于生物傳感器裝置中反應池的池底。作為本專利技術的進一步改進，所述檢測裝置包括放大器、離子檢測儀及電子記錄儀；其中，放大器與兩種氯離子電極相連，離子檢測儀與放大器相連，電子記錄儀又與離子檢測儀相連。作為本專利技術的進一步改進，所述多孔硝酸纖維素膜直徑為20mm，孔徑為0.45μm；所述降解細菌為甲烷氧化菌OB3b。基于所述氯代烯烴測定裝置的檢測方法，包括以下步驟：(1)向含有磷酸鹽緩沖溶劑的反應池中加入待測溶液，待測溶液中的氯代烯烴通過下層多孔硝酸纖維素膜與固定的降解細菌接觸，甲烷氧化菌OB3b對氯代烯烴進行降解，釋放出氯離子通過上層多孔硝酸纖維素膜被選擇性檢測氯離子的AgCl/Ag2S膜工作電極接收；(2)通過工作電極將離子信號由放大器、離子檢測儀和電子記錄儀進行監測，將得到的氯離子濃度轉換為氯代烯烴的濃度，生物傳感器裝置的響應通過穩態法進行評估，作出氯代烯烴與氯離子濃度的對應關系圖，進而得到待測溶液中氯代烯烴的濃度。與現有技術相比，本專利技術達到的有益效果是：(1)采用微生物降解測定氯代烯烴含量，避免使用具有危害的化學試劑，安全無毒，不產生二次污染，較為環保，且可以重復使用。(2)與傳統的氯代烯烴檢測方法相比，省略了溶劑萃取、吹掃捕集等較為復雜的步驟，操作更為簡便，設備裝置簡單，成本低廉，反應時間得到了極大的縮短，且低于一般的生物傳感器。(3)使用靈敏的生物傳感器測定氯代烯烴，檢出限較傳統方法更低，可再現性較高，為檢測結果的準確性提供了保障。(4)降解細菌甲烷氧化菌OB3b對pH值、溫度變化具有一定抗性，測定裝置能夠在一定范圍內實現較高的準確性和敏感性。(5)電磁攪拌裝置使得反應器內水體始終保持流動狀態，保證反應器中緩沖液的高混合高擾動，保證降解細菌對氯代烯烴的完全降解，提高檢測結果的準確性。附圖說明圖1是氯代烯烴測定裝置的結構示意圖。圖2是實施例1中三氯乙烯濃度與氯離子濃度的對應關系圖。圖3是實施例1中溫度與氯離子濃度的對應關系圖。圖4是實施例1中pH值與氯離子濃度的對應關系圖。圖1中：1.電磁攪拌腔，2.水浴裝置，3.溫度計，4.反應池，5.AgCl/Ag2S膜工作電極，6.Ag/AgCl參比電極，7.電磁攪拌子，8.放大器，9.離子檢測儀，10.電子記錄儀，11.多孔硝酸纖維素膜，12.降解細菌。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步描述。如圖1所示，一種高效靈敏的氯代烯烴測定裝置，包括水浴裝置2，生物傳感器裝置，生物膜裝置，電磁攪拌裝置，檢測裝置。進一步地，所述水浴裝置包括溫度計3、溫控儀、電熱單元、出水口以及上端開口的外殼；所述水浴裝置可通過所述電熱單元加熱，通過所述溫度計3和所述溫度傳感器檢測溫度，并通過所述控溫儀保持恒溫。進一步地，所述生物傳感器裝置包括反應池4、選擇性檢測氯離子的AgCl/Ag2S膜工作電極5和Ag/AgCl參比電極6；所述反應池4置于所述水浴裝置內，所述反應池4內盛有10mM的磷酸鹽緩沖液，所述選擇性檢測氯離子的AgCl/Ag2S膜工作電極5和Ag/AgCl參比電極6浸泡在所述反應池4中的所述磷酸鹽緩沖液中。進一步地，所述生物膜裝置包括2個平行布置的多孔硝酸纖維素膜11以及固定在兩層所述多孔硝酸纖維素膜之間的降解細菌12；所述多孔硝酸纖維素膜11直徑為20mm，孔徑為0.45μm；所述降解細菌12為甲烷氧化菌OB3b；所述生物膜裝置用尼龍和O型圈固定在所述選擇性檢測氯離子的AgCl/Ag2S膜工作電極5底部。進一步地，所述電磁攪拌裝置包括電磁攪拌腔1和電磁攪拌子7；所述電磁攪拌腔1置于所述水浴裝置2下方，所述電磁攪拌子7置于所述生物傳感器裝置所述反應池4的池底中部；所述電磁攪拌腔1可通過磁力控制所述電磁攪拌子7，從而控制不同轉速，使所述反應池4內的緩沖液充分混勻。進一步地，所述檢測裝置包括放大器8、離子檢測儀9及電子記錄儀10；所述放大器8與所述氯離子電極相連，所述離子檢測儀9與所述放大器8相連，所述電子記錄儀10又與所述離子檢測儀9相連。下面結合具體實施例對本專利技術做進一步說明，以下實施例僅用于更加清楚地說明本專利技術的技術方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氯代烯烴測定裝置，其特征在于，所述測定裝置包括水浴裝置、生物傳感器裝置、生物膜裝置、電磁攪拌裝置和檢測裝置；其中，所述生物傳感器裝置包括反應池和氯離子電極，反應池置于水浴裝置內，氯離子電極包括AgCl/Ag

【技術特征摘要】
1.一種氯代烯烴測定裝置，其特征在于，所述測定裝置包括水浴裝置、生物傳感器裝置、生物膜裝置、電磁攪拌裝置和檢測裝置；其中，所述生物傳感器裝置包括反應池和氯離子電極，反應池置于水浴裝置內，氯離子電極包括AgCl/Ag2S膜工作電極和Ag/AgCl參比電極，兩種電極均浸泡在反應池中；所述生物膜裝置包括2個平行布置的多孔硝酸纖維素膜和固定在兩層多孔硝酸纖維素膜之間的降解細菌，所述生物膜裝置固定在AgCl/Ag2S膜工作電極底部；電磁攪拌裝置分為兩部分且分別置于水浴裝置下方和生物傳感器裝置內部，檢測裝置與生物傳感器裝置相連接。2.根據權利要求1所述的一種氯代烯烴測定裝置，其特征在于，所述水浴裝置包括溫度計、溫控儀、電熱單元、出水口以及上端開口的外殼。3.根據權利要求1所述的一種氯代烯烴測定裝置，其特征在于，所述電磁攪拌裝置包括電磁攪拌腔和電磁攪拌子；其中，電磁攪拌腔置于水浴裝置下方，電磁攪拌子置于生物傳感器裝置中反應池的池底。4.根據權利要求1所述的一種氯代烯烴測定裝置，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李軼，楊楠，張弛，都基銘，王磊，
申請(專利權)人：河海大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32