發(fā)布時(shí)間：2020-07-24 07:42

【摘要】：水質(zhì)安全問(wèn)題是當(dāng)今我國(guó)面臨的最為重要的環(huán)境問(wèn)題之一。通過(guò)各種途徑流入水體的化學(xué)藥物越來(lái)越多,例如工業(yè)廢水、生活污水等,并且它們之間的相互作用,使得毒性變得更加復(fù)雜。改善水質(zhì)問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫,設(shè)計(jì)一套檢測(cè)飲用水中急性毒性的裝置變得尤為重要。傳統(tǒng)的生物和化學(xué)檢測(cè)方法也可以完成相應(yīng)的檢測(cè),但是檢測(cè)周期長(zhǎng)、設(shè)備昂貴、專業(yè)性要求高。而且傳統(tǒng)的毒性評(píng)價(jià)方法需要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,測(cè)試條件要求嚴(yán)格,測(cè)試需要花費(fèi)24小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間,極大的限制了其使用范圍。我們急需設(shè)計(jì)一種高效準(zhǔn)確的快速檢測(cè)裝置,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的高準(zhǔn)確性,裝置的便攜性,檢測(cè)的快速性。發(fā)光細(xì)菌是一種可以進(jìn)行生物發(fā)光的細(xì)菌。發(fā)光細(xì)菌的一大顯著特點(diǎn)就是遇到有毒物質(zhì)時(shí),自身的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)變?nèi)?也正是憑借這一自身的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于水中急性毒性的檢測(cè)中�？梢灾苯佑门渲煤玫陌l(fā)光細(xì)菌溶液與被檢測(cè)樣品接觸反應(yīng),檢測(cè)發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光強(qiáng)度,通過(guò)發(fā)光強(qiáng)度的大小來(lái)體現(xiàn)水中急性毒性的大小或有毒物質(zhì)的濃度。由于發(fā)光細(xì)菌發(fā)出的光強(qiáng)比較微弱,所以對(duì)發(fā)光細(xì)菌光強(qiáng)這一弱信號(hào)的檢測(cè)是這一構(gòu)想合理與否的關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)由生物研究作為基礎(chǔ),利用硬件和軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)實(shí)際功能,是一個(gè)多學(xué)科相互融合的設(shè)計(jì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)中,最重要的是信號(hào)處理部分,處理精度會(huì)直接影響并決定整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)精度。首先利用光電倍增管(PMT)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行采集。PMT輸入的是光信號(hào),輸出電信號(hào)。然后通過(guò)I/V轉(zhuǎn)換器、放大器以及濾波器,最后得到電壓值,以電壓值的形式體現(xiàn)發(fā)光細(xì)菌的光強(qiáng),從而用電壓值的大小來(lái)衡量水中急性毒性。發(fā)光細(xì)菌法是一種生物毒性檢測(cè)的重要方法。因它的快速、靈敏、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,并成為飲用水中急性毒性檢測(cè)的首選方法。但當(dāng)前飲用水中急性毒性檢測(cè)的產(chǎn)品對(duì)技術(shù)要求比較高,并且檢測(cè)的是綜合毒性,細(xì)分毒物種類還存在一定難度。隨著技術(shù)的進(jìn)步,飲用水中急性毒性檢測(cè)裝置會(huì)不斷改進(jìn)和完善,開(kāi)發(fā)成本將更低廉,監(jiān)測(cè)更加快速,檢測(cè)結(jié)果會(huì)更加精細(xì)化。
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R123
【圖文】：

圖 2.1 發(fā)光細(xì)菌發(fā)光細(xì)菌法的優(yōu)勢(shì)急性毒性檢測(cè)根據(jù)所選取實(shí)驗(yàn)生物的不同分為浮游生物毒性檢測(cè)法、魚(yú)類毒生物毒性檢測(cè)法。其中浮游生物毒性檢測(cè)法和魚(yú)類毒性檢測(cè)法可以反應(yīng)水中水平，但是這兩種方法工作量大，測(cè)試周期長(zhǎng)，對(duì)大批量水樣的快速檢測(cè)來(lái)說(shuō)足。由于這兩種發(fā)法的局限性，很難被廣泛推廣應(yīng)用，同時(shí)，微生物毒性檢測(cè)毒性檢測(cè)領(lǐng)域的一大進(jìn)步，具有較大的研究和應(yīng)用價(jià)值。發(fā)光細(xì)菌法是一種生物毒性檢測(cè)的重要方法，因它的快速、靈敏、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)泛應(yīng)用，用發(fā)光細(xì)菌檢測(cè)水中急性毒性的方法主要特點(diǎn)是快速性、寬譜性、在車載實(shí)驗(yàn)室完成。在這一設(shè)計(jì)中，首先要對(duì)發(fā)光細(xì)菌樣品進(jìn)行菌種的復(fù)活，細(xì)菌試劑，放于室溫下待用，然后，用生理鹽水將待測(cè)毒物配置成不同濃度

圖 3.3 H5773-02 型光電倍增管下面是 H5773-02 型光電倍增管的主要參數(shù)： 檢測(cè)波長(zhǎng)λ： 300 nm λ 880nm 檢測(cè)波長(zhǎng)的波峰： 500nm 電壓輸入值 U1： 11.5V U15.5V1 控制靈敏度的電壓值 U2： 0.25V U0.9V2 輸出最大值：100μA 靈敏度范圍：1:104PMT 目前來(lái)說(shuō)有兩類：一種是脈沖的形式另外一種是直流的形式，間歇性的采集光強(qiáng)變化比較大的情況時(shí)需要采用脈沖工作方式，為滿足測(cè)量較微弱光信號(hào)的這一要求，一般 PMT 選擇在直流形式下工作。此系統(tǒng)同樣使用的是直流工作方式，首先完成發(fā)光細(xì)菌

GNDGNDGND圖 3.4 光電倍增管的連接電路檢測(cè)過(guò)程在溶液中進(jìn)行，所以發(fā)光細(xì)菌發(fā)出的熒光在溶液以及玻璃瓶壁上肯定，本身被檢測(cè)光強(qiáng)就極其微弱，再加上散射現(xiàn)象光的損失，必然會(huì)造成檢測(cè)的的差異。針對(duì)這一問(wèn)題，我們提出一個(gè)解決的辦法，就是在本系統(tǒng)中添加了一模塊。如圖 3.5 所示，在反應(yīng)器的另一端添加二極管，將二極管的光作為發(fā)光光補(bǔ)償，使得檢測(cè)的光強(qiáng)盡量接近發(fā)光細(xì)菌發(fā)出熒光的真實(shí)光強(qiáng)強(qiáng)度，我們采使能發(fā)光二極管。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2768530