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水中重金属的检测技术论文范文怎么写

发布时间:2024-07-06 15:15:35

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水资源的性质与特点 水和水体是两个不同的概念。纯净的水是由H2O分子组成,而水体则含有多种物质,其中包括悬浮物、水生生物以及基底等。水体实际上是指地表被水覆盖地段的自然综合体,包括河流、湖泊、沼泽、水库、冰川、地下水和海洋等。水资源与人类的关系非常密切,人类把水作为维持生活的源泉,人类在历史发展中总是向有水的地方集聚,并开展经济活动。随着社会的发展、技术的进步,人类对水的依赖程度越来越大。 水资源是世界上分布最广,数量最大的资源。水覆盖着地球表面70%以上的面积,总量达15亿立方千米;也是世界上开发利用得最多的资源。现在人类每年消耗的水资源数量远远超过其他任何资源,全世界用水量达3万亿吨。 地球上水资源的分布很不均匀,各地的降水量和径流量差异很大。全球约有三分之一的陆地少雨干旱,而另一些地区在多雨季节易发生洪涝灾害。例如在我国,长江流域及其以南地区,水资源占全国的82%以上,耕地占36%,水多地少;长江以北地区,耕地占64%,水资源不足18%,地多水少,共中粮食增产潜力最大的黄淮海流域的耕地占全国的8%,而水资源不到7%。 水资源的利用现状 我国水资源总量虽然较多,但人均量并不丰富。水资源的特点是地区分布不均,水土资源组合不平衡;年内分配集中,年际变化大;连丰连枯年份比较突出;河流的泥沙淤积严重。这些特点造成了我国容易发生水旱灾害,水的供需产生矛盾,这也决定了我国对水资源的开发利用、江河整治的任务十分艰巨。 1.水资源的利用与供需矛盾 我国地表水年均径流总量约为7万亿立方米,相当于全球陆地径流总量的5%,占世界第5位,低于巴西、前苏联、加拿大和美国。我国还有年平均融水量近500亿立方米的冰川,约8000亿立方米的地下水及近500万立方千米的近海海水。目前我国可供利用的水量年约1万亿立方米,而1980年我国实际用水总量已达5075亿立方米,占可利用水资源的46%。 建国以来,在水资源的开发利用、江河整治及防治水害方面都做了大量的工作,取得较大的成绩。 在城市供水上,目前全国已有300多个城市建起了供水系统,自来水日供水能力为4000万吨,年供水量100多亿立方米;城市工矿企业、事业单位自备水源的日供水能力总计为6000多万吨,年供水量170亿立方米;在7400多个建制镇中有28%建立了供水设备,日供水能力约800万吨,年供水量29亿立方米。 农田灌溉方面,全国现有农田灌溉面积近2亿亩,林地果园和牧草灌溉面积约3亿亩有灌溉设施的农田占全国耕地面积的48%,但它生产的粮食却占全国粮食总产量的74%。 防洪方面,现有堤防20万多千米,保护着耕地5亿亩和大、中城市100多个。现有大中小型水库8万多座,总库容4400多亿立方米,控制流域面积约150万平方千米。 水力发电,我国水电装机近3000万千瓦,在电力总装机中的比重约为29%,在发电量中的比重约为20%。 然而,随着工业和城市的迅速发展,需水不断增加,出现了供水紧张的局面。据1984年196个缺水城市的统计,日缺水量合计达1400万立方米,水资源的保证程度已成为某些地区经济开发的主要制约因素。 水资源的供需矛盾,既受水资源数量、质量、分布规律及其开发条件等自然因素的影响,同时也受各部门对水资源需求的社会经济因素的制约。 我国水资源总量不算少,而人均占有水资源量却很贫乏,只有世界人均值的1/4(我国人均占有地表水资源约2700立方米,居世界第88位)。按人均占有水资源量比较,加拿大为我国的48倍、巴西为16倍、印度尼西亚为9倍、前苏联为7倍、美国为5倍,而且也低于日本、墨西哥、法国、前南斯拉夫、澳大利亚等国家。 我国水资源南多北少,地区分布差异很大。黄河流域的年径流量只占全国年径流总量的约2%,为长江水量的6%左右。在全国年径流总量中,淮、海河、滦河及辽河三流域只分别约占2%、1%及6%。黄河、淮河、海滦河、辽河四流域的人均水量分别仅为我国人均值的26%、15%、5%、21%。 随着人口的增长,工农业生产的不断发展,造成了水资源供需矛盾的日益加剧。从本世纪初以来,到70年代中期,全世界农业用水量增长了7倍,工业用水量增长了21倍。我国用水量增长也很快,至70年代末期全国总用水量为4700亿立方米,为建国初期的7倍。其中城市生活用水量增长8倍,而工业用水量(包括火电)增长22倍。北京市70年代末期城市用水和工业用水量,均为建国初期的40多倍,河北、河南、山东、安徽等省的城市用水量,到70年代末期都比建国初期增长几十倍,有的甚至超过100倍。因而水资源的供需矛盾就异常突出。 由于水资源供需矛盾日益尖锐,产生了许多不利的影响。首先是对工农业生产影响很大,例如1981年,大连市由于缺水而造成损失工业产值6亿元。在我国15亿亩耕地中,尚有3亿亩没有灌溉设施的干旱地,另有14亿亩的缺水草场。全国每年有3亿亩农田受旱。西北农牧区尚有4000万人口和3000万头牲畜饮水困难。其次对群众生活和工作造成不便,有些城市对楼房供水不足或经常断水,有的缺水城市不得不采取定时、限量供水,造成人民生活困难。其三,超量开采地下水,引起地下水位持续下降,水资源枯竭,在27座主要城市中有24座城市出现了地下水降落漏斗。 2.水利建设与洪涝灾害 由于所处地理位置和气候的影响,我国是一个水旱灾害频繁发生的国家,尤其是洪涝灾害长期困扰着经济的发展。据统计,从公元前206年至1949年的2155年间,共发生较大洪水1062次,平均两年即有一次。黄河在2000多年中,平均3年两决口,百年一改道,仅1887年的一场大水死亡93万人,全国在1931年的大洪水中丧生370万人。建国以后,洪涝灾害仍不断发生,造成了很大的损失。因此,兴修水利、整治江河、防治水害实为国家的一项治国安邦的大计,也是十分重要的战略任务。 我国40多年来,共整修江河堤防20余万千米,保护了5亿亩耕地。建成各类水库8万多座,配套机电井263万眼,拥有6600多万千瓦的排灌机械。机电排灌面积6亿亩,除涝面积约9亿亩,改良盐碱地面积72亿亩,治理水土流失面积51万平方千米。这些水利工程建设,不仅每年为农业、工业和城市生活提供5000亿立方米的用水,解决了山区、牧区23亿人口和7300万头牲畜的饮水困难。而且在防御洪涝灾害上发挥了巨大的效益。 随着人口的急剧增加和对水土资源不合理的利用,导致水环境的恶化,加剧了洪涝灾害的发生。特别是1991年入夏以来,在我国的江淮、太湖地区,以及长江流域的其他地区连降大雨或暴雨,部分地区出现了近百年来罕见的洪涝灾害。截至8月1日,受害人口达到2亿人,伤亡5万余人,倒塌房屋291万间,损坏605万间,农作物受灾面积约15亿亩,成灾面积95亿亩,直接经济损失高达685亿元。在这次大面积的严重洪灾面前,应该进一步提高对我国面临洪涝灾害严重威胁的认识,总结经验教训,寻找防治对策。 除了自然因素外,造成洪涝灾害的主要原因有: (1)不合理利用自然资源。尤其是滥伐森林,破坏水土平衡,生态环境恶化。如前所述,我国水土流失严重,建国以来虽已治理51万平方千米,但目前水土流失面积已达160万平方千米,每年流失泥沙50亿吨,河流带走的泥沙约35亿吨,其中淤积在河道、水库、湖泊中的泥沙达12亿吨。湖泊不合理的围垦,面积日益缩小,使其调洪能力下降。据中科院南京地理与湖泊研究所调查,70年代后期,我国面积1平方千米以上的湖泊约有2300多个,总面积达1万平方千米,占国土总面积的8%,湖泊水资源量为7077亿立方米,其中淡水2250亿立方米,占我国陆地水资源总量的8%。建国以后的30多年来,我国的湖泊已减少了500多个,面积缩小约86万平方千米,占现有湖泊面积的3%,湖泊蓄水量减少513亿立方米。长江中下游水系和天然水面减少,1954年以来,湖北、安徽、江苏以及洞庭、鄱阳等湖泊水面因围湖造田等缩小了约2万平方千米,大大削弱了防洪抗涝的能力。另一方面,河道淤塞和被侵占,行洪能力降低,因大量泥沙淤积河道,使许多河流的河床抬高,减少了过洪能力,增加了洪水泛滥的机会。如淮河干流行洪能力下降了3000立方米/秒。此外,河道被挤占,束窄过水断面,也减少了行洪、调洪能力,加大了洪水危害程度。 (2)水利工程防洪标准偏低。我国大江大河的防洪标准普遍偏低,目前除黄河下游可预防60年一遇洪水外,其余长江、淮河等6条江河只能预防10~20年一遇洪水标准。许多大中城市防洪排涝设施差,经常处于一般洪水的威胁之下。广大江河中下游地区处于洪水威胁范围的面积达8万平方千米,占国土陆地总面积的7%,其中有耕地5亿亩,人口2亿,均占全国总数的1/3以上,工农业总产值约占全国的60%。此外,各条江河中下游的广大农村地区排捞标 准更低,随着农村经济的发展,远不能满足目前防洪排涝的要求。 (3)人口增长和经济发展使受灾程度加深。一方面抵御洪涝灾害的能力受到削弱,另一方面由于社会经济发展却使受灾程度大幅度增加。建国以后人口增加了一倍多,尤其是东部地区人口密集,长江三角洲的人口密度为全国平均密度的10倍。全国1949年工农业总产值仅466亿元,至1988年已达24089亿元,增加了51倍。近10年来,乡镇企业得到迅猛发展,东部、中部地区乡镇企业的产值占全国乡镇企业的总产值的98%,因经济不断发展,在相同频率洪水情况下所造成的各种损失却成倍增加。例如1991年太湖流域地区5~7月降雨量为600~900毫米,不及50年一遇,并没有超过1954年大水,但所造成的灾害和经济损失都比1954年严重得多。此外,各江河的中下游地区一般农业发达,具有众多的商品粮棉油的生产基地,一旦受灾,农业损失也相当严重。 3.水体污染及其危害 水是最重要的天然溶剂,因此极易污染。常见的水体污染有下列几类。 (1)水体富营养化 水体富营养化是一种有机污染类型,由于过多的氮、磷等营养物质进入天然水体而恶化水质。施入农田的化肥,一般情况下约有一半氮肥未被利用,流入地下水或池塘湖泊,大量生活污水也常使水体过肥。过多的营养物质促使水域中的浮游植物,如蓝藻、硅藻以及水草的大量繁殖,有时整个水面被藻类覆盖而形成“水花”,藻类死亡后沉积于水底,微生物分解消耗大量溶解氧,导致鱼类因缺氧而大批死亡。水体富营养化会加速湖泊的衰退,使之向沼泽化发展。 海洋近岸海区,发生富营养化现象,使腰鞭毛藻类(如裸沟藻和夜光虫等)等大量繁殖、密集在一起,使海水呈粉红色或红褐色,称为赤潮,对渔业危害极大。近年来渤海北部和南海已多次发生。 (2)有毒物质的污染 有毒物质包括两大类:一类是指汞、镉、铝、铜、铅、锌等重金属;另一类则是有机氯、有机磷、多氯联苯、芳香族氨基化合物等化工产品。许多酶依赖蛋白质和金属离子的络合作用才能发挥其作用,因而要求某些微量元素(例如锰、硼、锌、铜、钼、钴等),然而,不合乎需要的金属,例如汞和铅,甚至必不可少的微量元素的量过多,如锌和铜等,都能破坏这种蛋白质和金属离子的平衡,因而削弱或者终止某些蛋白质的活性。例如汞和铅与中枢神经系统的某些酶类结合的趋势十分强烈,因而容易引起神经错乱,如疯病、精神呆滞、昏迷以至死亡。此外,汞和一种与遗传物质DNA一起发生作用的蛋白质形成专一性的结合,这就是汞中毒常引起严重的先天性缺陷的原因。 这些重金属与蛋白质结合不但可导致中毒,而且能引起生物累积。重金属原子结合到蛋白质上后,就不能被排泄掉,并逐渐从低剂量累积到较高浓度,从而造成危害。典型例子就是曾经提到过的日本的水俣病。经过调查发现,金属形式的汞并不很毒,大多数汞能通过消化道而不被吸收。然而水体沉积物中的细菌吸收了汞,使汞发生化学反应,反应中汞和甲基团结合产生了甲基汞(Hg-CH3)的有机化合物,它和汞本身不同,甲基汞的吸收率几乎等于100%,其毒性几乎比金属汞大100倍,而且不易排泄掉。 有机氯(或称氯化烃)是一种有机化合物,其中一个或几个氢原子被氯原子取代,这种化合物广泛用于塑料、电绝缘体、农药、灭火剂、木材防腐剂等产品。有机氯具有2个特别容易产生生物累积的特点,即化学性质极端稳定和脂溶性高,而水溶性低。化学性质稳定说明既不易在环境中分解,也不能被有机体所代谢。脂溶性高说明易被有机体吸收,一旦进入就不能排泄出去,因为排泄要求水溶性,结果就产生生物累积,形成毒害。典型的有机氯杀虫剂如DDT、六六六等,由于它们对生物和人体造成严重的危害已被许多国家所禁用。 (3)热污染 许多工业生产过程中产生的废余热散发到环境中,会把环境温度提高到不理想或生物不适应的程度,称为热污染。例如发电厂燃料释放出的热有2/3在蒸气再凝结过程中散入周围环境,消散废热最常用的方法是由抽水机把江湖中的水抽上来,淋在冷却管上,然后把受热后的水还回天然水体中去。从冷却系统通过的水本身就热得能杀死大多数生物。而实验证明,水体温度的微小变化对生态系统有着深远的影响。 (4)海洋污染 随着人口激增和生产的发展,我国海洋环境已经受到不同程度的污染和损害。 1980年调查表明,全国每年直接排入近海的工业和生活污水有5亿吨,每年随这些污水排入的有毒有害物质为石油、汞、镉、铅、砷、铝、氰化物等。全国沿海各县施用农药量每年约有四分之一流入近海,约5万多吨。这些污染物危害很广,长江口、杭州湾的污染日益严重,并开始危及我国最大渔场舟山群岛。 海洋污染使部分海域鱼群死亡、生物种类减少,水产品体内残留毒物增加,渔场外移、许多滩涂养殖场荒废。例如胶州湾,1963~1964年海湾潮间带的海洋生物有171种;1974~1975年降为30种;80年代初只有17种。莱州湾的白浪河口,银鱼最高年产量为30万千克,1963年约有10万千克,如今已基本绝产。 水资源的保护与合理利用 [编辑本段] 1.加强水资源的管理,建立节水型经济 缓解我国水资源紧缺的局面,关键在于提高用水效率,建立节水型经济。节水型经济的主要标志应该是,发展素质好、产值高、用水少和排污少的产业,并形成合理的产业结构;工业布局要适应水资源条件;要提高农业用水效率,发展用水少的作物;要使工农业产品用水定额与排水定额达到国内外先进水平;普及先进的生活节水设备;加强水的多次重复利用,发展污水资源化等。搞好工业节水,既减少了新水取用量,自然也减少了工业废水量。工业节水的指标通常用水的重复利用率来表示,我国工业用水重复利用率较低。在80年代初期,全国平均只有20%左右,仅有少数城市达到40%。我国农业用水占全国取水量的88%,和美国49%、前苏联59%、日本46%、法国47%等相比差距很大,这同现代化国民经济发展的要求极不相称。今后应该提高灌溉用水效率,发展符合水质标准的有机污水的农业灌溉,培育并推广耐旱作物,以获得稳产高产。 2.建立污水处理系统 建立污水处理系统,使污水资源化随着工业三废的治理和控制,重金属对水体的污染将趋缓和,而有机污水的治理日益突出,在城市中更显得重要。 利用污水处理厂是工业化国家治理有机污水的主要途径。美、英、法、德国等,平均每1~5万人就有一座污水处理厂。但是这些厂只能解决生物降解有机物,而不能去除氮、磷及非生物降解有机物。近年来,越来越多的国家转向发展旧有的土地处理和生物塘(氧化塘)等自然净化方法,利用生态系统对有机污水进行净化处理。如美国密执安州马基斯根的生态工程是由贮水塘、曝气塘和灌溉田所组成,澳大利亚维多利亚州威里比牧场则利用氧化塘、农田和牧场所组成的处理系统。通过环境生态工程使污水资源化而获得再生水源,用于扩大供水,一定程度上能缓和局部地区的水资源紧缺的状态。 3.开发和利用天空水资源 天空水(即空气中的含水量)只有28万亿吨,仅占全球总水量的002%,但是在天气变化中起着重要作用。天空水中,95%为水汽,云和降水云层只占5%。天空水总量虽少,但其循环很快,循环周期仅7天,而地下及地表水循环周期为400年,也就是说,一年里天空水可以循环42次,一年中天空水量就有1176万亿吨,远远超过地表水的总量。 开发利用天空水资源首先是调查研究本地区的天空水资源状况,包括天空水汽、云和雨雪的时空分布,气候特征和变率,天空水资源的可用率等。其次是在用水紧缺地区开展人工降水,世界各国40多年来的试验结果表明,在合适的云层条件下,用正确的催化方法,人工增加降水一般平均可达10~30%。我国从1958年开始也进行了多次试验,福建古田水库1975~1986年的12年试验结果,平均增加降水量为8%,仅以发电一项计算的投资效益比就达1∶50。 4.防洪减灾的主要对策 洪涝灾害是一种自然社会现象,其成因既有自然的因素,也有人为的影响。作为一种自然灾害是不可能完全避免的,但随着科技进步和经济实力的增强,人类对灾害的发生规律、演变过程的认识会不断提高和深化,通过灾前预报、预警和采取预防控制措施,可以在一定程度上减少灾害所带来的损失。为此,要把防治洪涝灾害作为全国国土整治的中心任务和社会经济发展规划中的一个重要组成部分,制定出全国的长期性洪涝治理总体规划,并通过立法予以实施。同时有必要制定防洪法规,实行以法治水,强调实行统一管理。加速洪涝灾害的预测预报、报警和灾情评估的研究工作。产业布局要适应水环境的变化,通过各种措施,如保持水土、修建蓄水工程,建筑堤坝,疏浚河道,灌溉排水,设立滞蓄洪区等,使水环境向有利的方向转变,以获得明显的生态效益和社会效益。我国的三峡工程是一项以防洪、发电为主的大工程,如能建设成功,对防洪减灾和经济建设均有巨大的作用。 我国节约水资源现状 [编辑本段] 我国是一个水资源短缺的国家,水资源总量居世界第六位,按人均水资源量计量,人均占有量为2500立方米,为世界人均水量的1/4,世界排名第110位,被联合国列为13个贫水国家之一。目前,全国668座城市中,有400多座城市缺水,年缺水量60多亿立方米。长期以来受“水资源取之不尽,用之不竭”的传统价值观念影响,水资源被长期无偿利用,导致人们的节水意识低下,造成了巨大的水资源浪费和水资源非持续开发利用。水资源日益短缺,合理开发、利用水资源,保护生态环境,维护人与自然的和谐,已经成为二十一世纪人类共同的使命。 水资源危机将会导致生态环境的进一步恶化。为了取得足够的水资源供给社会,必将加大水资源开发力度。水资源过度开发,可能导致一系列的生态环境问题。水污染的严重,既是水资源过度开发的结果,也是进一步加大水资源开发力度的原因,两者相互影响,形成恶性循环。通常认为,当径流量利用率超过20%时就会对水环境产生很大影响,超过50%时则会产生严重影响。目前,我国水资源开发利用率已达19%,接近世界平均水平的三倍,个别地区更高。如1995年松花江、海河、黄河、淮河等的开发利用率就已达50%以上,其中淮河流域达98%。此外,过度开采地下水会引起地面沉降、海水入侵、海水倒灌等环境问题。 一、 我国节水现状 在生活节水方面,目前全国所有城市和绝大部分市镇,基本做到了安装计量水表收费,基本取消了居民生活用水包费制。 在工业节水方面,目前全国用水重复利用率普遍比80年代初提高了40%以上,万元产值取用水量比80年代减少5成,1983年到1995年累计节水量近200亿立方米,减少排污量近150亿立方米,沿海城市利用海水量近65亿立方米。 在农业用水方面,近些年在全国建设了300个节水增产重点县,209个高标准节水增效示范区,并对99个大型灌区及40个中型灌区进行以节水灌溉为中心的续建配套和更新改造,建设了一批国家级节水示范区,1998年底,全国节水灌溉工程面积达285亿亩,其中喷、滴灌和微喷灌面积2600万亩,管道输水灌溉面积7800万亩,渠道防渗节水灌溉面积3亿亩。另外,推广非工程措施节水面积24亿亩。 二、 我国节水存在的问题 1、认识不足。 节水是一项具有广泛社会性和区域性的工作,搞好节水需要社会的理解和支持,特别是要通过节水来缓解华北地区和黄河下游断流这类区域性缺水和水环境问题,更需要全区域(或全流域)社会成员和各地区、各部门,各行业的共同努力才可能见成效。而我国人民群众对节水的认识普遍不高,节水往往只停留在口头上。 2、投入不足 。节水工作面广、量大,情况复杂多样,需要大量投入和一定的先进技术,像工业用水,一般可分成冷却用水、锅炉用水、洗涤用水,工艺用水等等,其中节约冷却用水相对比较容易,而节约洗涤用水、工艺用水则相对较难。但不管要节约哪种工业用水,都需要更新改造用水设备,有的甚至要更新改造工艺设备。这就需要大量的投入。随着节水量的加大、用水重复利用率的提高,单方节水投资会愈来愈大,技术要求也愈来愈高。目前我国从上到下工业节水尚无固定投资渠道,节水工程一般是争取一个上一个。农业节水投入近些年有所加强,但力度不够,投入不足与技术落后使我国工农业用水水平与国际差距拉大。 3、机制不力 。当前节水工作还没有一套适应市场经济的运行模式。水价太低是主要原因,许多节水工程直接经济效益有限,更多地体现在社会效益和生态效益、缓解水资源供需矛盾上,而国家又缺乏优惠发展政策。这些原因的存在,致使许多用水大户节水积极性不高,节水并没有真正变成企业、农户的自发行动,节水工作处于被动状态。 4、法制不强 。节约用水涉及各行各业,千家万户,单靠政府行为,没有市场推动,节水必然动力不足;单靠市场推动,没有政府引导,节水也必然难见成效。抓好节水必须充分考虑节水工作的特点,既要靠市场推动,也要加强政府行为。强有力的政府推动和切实有效的广大用水户的积极自觉行动相结合,才可能促进我国的节水工作跃上一个新台阶。

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生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号:3 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1) 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌(li)组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2) 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3) 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1) 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2) 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=5、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是sp,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌(li)中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=4、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围5~0mg/l内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围(5~2)´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold weetal指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j]华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌微生物活细胞检测生物传感器的研究[j] 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j] applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j]海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a,a compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j] field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an estuarine 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enzyme inhibition analysis for determination of different toxic substances[j] talanta,2001, 55 (5): 919-927the recent research and application of biosensorabstract: in this article, the recent research progress and application of biosensors ,especially the micro- biosensors, are reviewed, and the prospect of biosensors development is also biosensors are made up of bioelectrode , using immobile organism as sensitive material for molecule recognition, together with oxygen-electrode, membrane -eletrode and fuel- biosensors are broadly used in zymosis industry, environment monitor, food monitor and clinic fast, accurate, facilitate as biosensors is,there will be an excellent prospect for biosensors in the marketkeywords:biosensor, zymosis -industry, environment-monitor作者简介:何星月:中国科学技术大学生命科学院,合肥230027刘之景,中国科学技术大学天文与应用物理系教授,合肥230026电话:0551―3601895

Cherish the water Good afternoon!my dear ladies and gentalman!today,I am glad to stand here to give you a speech and thank you giving me such a chance,I will not disappoint we all know that we can not live without water,although there is much water on the earth, but the water which we can drink ,it is very litte It just occunt for thirty percent ,the other seventy percent is and the seventeen percent of the thirty percent is on the north pole and south pole's so we can't drink it maybe someone will ask me why we don't drink the seawater ? there is much seawater on the earth ,isn't there?Yes,I have to admit that is truth,but do you know why we can't drink the seawater? Because the seawater include much poisonous thing and saltcontant it's bad for our Now, because humankind built a lot of fictory on the earth, it made the water became yellow from green and the sky became grey from blue, the north pole and south pole's glancier has began to thaw,and the sealelvel and temperature has razen when I was a child , there is a river in my hometown, at that time ,there are many frogs and fishs in the river ,when spring come ,many frogs sang songs onthe bank ,many children swam in the river, it made the river full of vim but now it has chenged , it became dirty and smelly,fishs and frogs disappear from this river ,it just leave much rabbish and weast-products in the accroding to this rivers experence ,I think if we don't control it we will distroy maybe someone will laugh at me and think I say frighting thing just to cause alarm,but we all know that the weather is more and more hot and arid,many river has began to dried-up, and many place became so, ladies and gentalman, we must cherish the waterand protect our environment or it will do harm to thanks for listening !

水中重金属的检测技术论文怎么写

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常规的检测方法是没什么可说的呢。建议从水质在线监测,集合PLC控制技术。也可以集中于部分指标的示踪监测,比如磷的荧光示踪监测,通过这种方法可以实时的指导自动加药,有利于环保。个人建议仅供参考,想凑够6000字相当得容易啊

重金属指的是密度在5以上的金属,如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等45种。从环境污染方面所说的重金属,实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属,也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等。目前最引起人们注意的是汞、镉、铬等。重金属随废水排出时,即使浓度很小,也可能造成危害。由重金属造成的环境污染称为重金属污染。 重金属污染的特点表现在以下几方面: (1)水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物,如汞的甲基化作用就是其中典型例子; (2)生物从环境中摄取重金属可以经过食物链的生物放大作用,在较高级生物体内成千万倍地富集起来,然后通过食物进入人体,在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒,危害人体健康; (3)在天然水体中只要有微量重金属即可产生毒性效应,一般重金属产生毒性的范围大约在1—10mg/L之间,毒性较强的金属如汞、镉等产生毒性的质量浓度范围在0.0l—0.001mg/L之间。重金属的污染有时会造成很大的危害.例如,日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染)等公害病,都是由重金属污染引起的,所以.应严格防止重金属污染。 如汞中毒的临床表现有,全身症状为头痛、头昏、乏力、发热。口腔及消化道症状表现为齿龈红肿酸痛、糜烂出血、牙齿松动、龈槽溢脓,口腔有臭味,并有恶心、呕吐、食欲不振、腹痛、腹泻。皮肤接触可出现红色斑丘疹,以四肢及头面部分布较多。少数患者可有肾损害,个别严重者可有咳嗽、胸痛、呼吸困难、绀紫等急性间质性肺炎的表现。重金属指比重大于5的金属(一般指密度大于5克每立方厘米的金属)。约有45种,一般都是属于过渡元素。如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素,但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须,而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。 例如,汞中毒的临床表现有:全身症状为头痛、头昏、乏力、发热。口腔及消化道症状表现为齿龈红肿酸痛、糜烂出血、牙齿松动、龈槽溢脓,口腔有臭味,并有恶心、呕吐、食欲不振、腹痛、腹泻。皮肤接触可出现红色斑丘疹,以四肢及头面部分布较多。少数患者可有肾损害,个别严重者可有咳嗽、胸痛、呼吸困难、绀紫等急性间质性肺炎的表现。 重金属中毒会使体内的蛋白质凝固,这个你可以从高三的化学书看到。如果轻微中毒就大量喝牛奶。牛奶中的蛋白质会和重金属反应。这样不会损伤到你自身的身体机能。喝了以后还必须马上就医。 对什么是重金属,目前尚没有严格的统一定义,在环境污染方面所说的重金属主要是指汞(水银)、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。重金属不能被生物降解,相反却能在食物链的生物放大作用下,成千百倍地富集,最后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中累积,造成慢性中毒。重金属元素由于某些原因未经处理就被排入河流、湖泊或海洋,或者进入了土壤中,使得这些河流、湖泊、海洋和土壤受到污染,它们不能被生物降解。鱼类或贝类如果积累重金属而为人类所食,或者重金属被稻谷、小麦等农作物所吸收被人类食用,重金属就会进入人体使人产生重金属中毒,轻则发生怪病(水俣病、骨痛病等),重者就会死亡。所以我们不要过量地进食海产,每次进食前一定要把海产彻底煮熟,以免吃入细菌。希望对你有帮助

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水中重金属的检测技术论文范文

生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号:3 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1) 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌(li)组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2) 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3) 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1) 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2) 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=5、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是sp,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌(li)中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=4、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围5~0mg/l内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围(5~2)´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold weetal指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j]华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌微生物活细胞检测生物传感器的研究[j] 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j] applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j]海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a,a compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j] field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an estuarine 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enzyme inhibition analysis for determination of different toxic substances[j] talanta,2001, 55 (5): 919-927the recent research and application of biosensorabstract: in this article, the recent research progress and application of biosensors ,especially the micro- biosensors, are reviewed, and the prospect of biosensors development is also biosensors are made up of bioelectrode , using immobile organism as sensitive material for molecule recognition, together with oxygen-electrode, membrane -eletrode and fuel- biosensors are broadly used in zymosis industry, environment monitor, food monitor and clinic fast, accurate, facilitate as biosensors is,there will be an excellent prospect for biosensors in the marketkeywords:biosensor, zymosis -industry, environment-monitor作者简介:何星月:中国科学技术大学生命科学院,合肥230027刘之景,中国科学技术大学天文与应用物理系教授,合肥230026电话:0551―3601895

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培训与管理的重要。没有范文。以下供参考,主要写一下主要的工作内容,如何努力工作,取得的成绩,最后提出一些合理化的建议或者新的努力方向。。。。。。。工作总结就是让上级知道你有什么贡献,体现你的工作价值所在。所以应该写好几点:1、你对岗位和工作上的认识2、具体你做了什么事3、你如何用心工作,哪些事情是你动脑子去解决的。就算没什么,也要写一些有难度的问题,你如何通过努力解决了4、以后工作中你还需提高哪些能力或充实哪些知识5、上级喜欢主动工作的人。你分内的事情都要有所准备,即事前准备工作以下供你参考:总结,就是把一个时间段的情况进行一次全面系统的总评价、总分析,分析成绩、不足、经验等。总结是应用写作的一种,是对已经做过的工作进行理性的思考。总结的基本要求1.总结必须有情况的概述和叙述,有的比较简单,有的比较详细。2.成绩和缺点。这是总结的主要内容。总结的目的就是要肯定成绩,找出缺点。成绩有哪些,有多大,表现在哪些方面,是怎样取得的;缺点有多少,表现在哪些方面,是怎样产生的,都应写清楚。3.经验和教训。为了便于今后工作,必须对以前的工作经验和教训进行分析、研究、概括,并形成理论知识。总结的注意事项:   1.一定要实事求是,成绩基本不夸大,缺点基本不缩小。这是分析、得出教训的基础。    2.条理要清楚。语句通顺,容易理解。3.要详略适宜。有重要的,有次要的,写作时要突出重点。总结中的问题要有主次、详略之分。总结的基本格式: 1、标题   2、正文    开头:概述情况,总体评价;提纲挈领,总括全文。   主体:分析成绩缺憾,总结经验教训。   结尾:分析问题,明确方向。    3、落款   署名与日期。

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2 标准曲线制备砷标准曲线:精密移取砷标准溶液1 ml,用20%盐酸为介质逐级稀释至1 μg/ml的砷标准工作液。分别取砷标准工作液0,5,0,0,0 ml于事先加入5 ml 50 mg/ml硫脲—抗坏血酸混合液(还原掩酸剂)的50 ml容量瓶中,以10%HC1定容至刻度,摇匀,制成含砷量为0,01,02,04,06 μg/ml的标准系列溶液,室温下放置30 min后测定。以荧光强度值(IF)为纵坐标,深度(C)为横坐标制备标准曲线,砷的线性方程为:IF=29 300×C+675,r=999 8。   镉标准曲线:精密移取镉标准溶液1 ml,用5%盐酸为介质逐级稀释至04 μg/ml的镉标准工作液。分别取镉标准工作液0,5,0,0,0 ml于事先加入100 μg/ml钴溶液(称取1000 g高纯金属钴,溶于少量[1+1]盐酸中,用1%盐酸准确稀释至1000 ml)1 ml,10%硫脲(取硫脲10 g,加入50 ml去离子水,溶解后,用去离子水稀释至100 ml)10 ml的50 ml容量瓶中,用2%HC1定容至刻度,摇匀,制成含镉量为0,4,8,6,2 μg/ml的标准系列溶液,室温下放置30min 后测定。以荧光强度(IF)为纵坐标,浓度(C)为横坐标制备标准曲线,镉的线性方程为:IF=232×C-284,r=999 6。   汞标准曲线:精密移取汞标准溶液1 ml,用5 g/L重铬酸钾的5%硝酸为介质逐级稀释至01 μg/ml的汞标准工作液。分别取汞标准工作液0,1,2,4,8 ml于100 ml容量瓶中,用5%硝酸定容至刻度,摇匀,制成含汞量为0,1,2,4,8 μg/L的标准系列溶液,室温下放置30 min 后测定。以荧光强度(IF)为纵坐标,浓度(C)为横坐标制备标准曲线,汞的线性方程:IF=1 798×C-36,r=999 5。  表1 太子参中重金属检测结果(略)  3 方法学考察精密度试验:分别取04 μg/ml的砷标准溶液、2 μg/ml镉的标准溶液、2 μg/L汞的标准溶液,分别重复进样测定5次,砷、镉、汞荧光强度值的RSD分别为1%,8%,9%(n=5)。   重现性试验:取同批样品(样4),按样品测定项下方法测定5次,砷含量平均值为0655(μg/g),RSD=48%,镉含量平均值为0013(μg/g),RSD=32%,汞含量平均值为0144(μg/g),RSD=31%。   稳定性试验:分别取样品4测定砷、镉、汞的供试品溶液,按样品测定方法操作,每隔30 min测定1次,重复测定6次,砷、镉、汞的荧光强度的RSD分别为3%,8%,7%(n =6),供试品在3 h内稳定。   加样回收率试验:取样品4约5 g,5份,精密称定,分别精密加入砷、镉、汞标准溶液适量,依样品测定法操作,计算回收率。结果砷的平均回收率为23%,RSD为45%;镉的平均回收率为34%,RSD为57%;汞的平均回收率为55%,RSD为07%。  4 样品测定[1,2]样品预处理:取样品粉末5 g(过80目筛),精密称定,置容样杯中,用少量去离子水湿润粉末,加入10 ml硝酸,放加热板上于130℃将酸挥尽,再加入1 ml高氯酸(制备砷、镉样品液)或4 ml硝酸和1 ml高氯酸(制备汞样品液),放入微波消解仪中,按设计的消化程序(表2)消解,消解完毕后待压力下降后取出,放入加热板上150℃挥尽余下的酸,冷却,消解液作为砷、镉、汞样品液。  表2 消化程序设计(略)  样品测定:测定砷,将砷样品液转移到事先加入5 ml 50 mg/ml硫脲—抗坏血酸混合液的50 ml容量瓶中,以10%HCl定容至刻度,摇匀后测定。测定镉,将镉样品液转移到事先加入100 μg/ml钴溶液1 ml,10%硫脲10 ml的50 ml容量瓶中,用2%的HC1定容至刻度,摇匀后测定。测定汞,将汞样品液转移到25 ml容量瓶中,用5 g/L重铬酸钾的5%硝酸定容至刻度,摇匀后测定。结果见表1。  3 小结   重金属砷、汞、铅、镉等是对人体有害的微量元素,当其在体内蓄积至一定量时可引起免疫系统障碍和多种功能损害,目前我国仅制定了部分中药材和中药制剂中铅、砷、汞的限量标准,本实验检测太子参中重金属,既为药材的质量评价提供依据,也为制定药材中重金属限量标准提供参考。   依据《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》(2001)对重金属的限量指标(mg/kg):铅(Pb)≤0,镉(Cd)≤3,汞(Hg)≤2,砷(As)≤0。除铬(Cr)无标准外,太子参中重金属均符合标准。   检测结果初步表明,不同产区太子参中重金属元素的含量有一定差异,福建、贵州样品铅、砷的含量相对偏高,江苏样品砷的含量相对偏低。结合相对应产地土壤分析结果(另文发表),太子参药材样品中重金属远低于土壤,说明太子参对砷、汞、铅、镉、铬没有富集作用

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水中重金属的检测技术论文题目怎么写

水中的重金属一般源于自来水管、喝水的杯子或饮水机。营养学专家表示,含有重金属的水质会有以下特征: 1、茶具或茶杯上会出现青绿色; 2、用来养鱼,比较容易使鱼中毒而死亡; 3、用来洗染了色的头发,会使头发的颜色容易褪去; 4、如果是铁制或劣质不锈钢杯(或餐具)会受到腐蚀; 5、含有重金属物质的水中明显有金属味,水的颜色偏黄; 6、另外,用含重金属的水来擦洗瓷器或衣物上时,会出现褐色的痕迹那么如何才能判断水中重金属是否超标呢?HM6800便携式多参数重金属分析仪适于快速精确检测水中的多种微量重金属,仪器基于阳极溶出伏安法原理研发,能够为危害环境及人身健康的多种重金属检测提供快速、精确、经济的检测手段:检测精度可达ppb量级,分析时间短;现场检测无需繁复的水样预处理;仪器直接读取浓度值,无需电脑进行二次分析;检测时间小于5分钟,最快检测时间小于30秒。

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比色法colorimetry 以可见光作光源,比较溶液颜色深浅度以测定所含有色物质浓度的方法。 以生成有色化合物的显色反应为基础,通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法。比色法作为一种定量分析的方法,开始于19世纪30~40年代。比色分析对显色反应的基本要求是:反应应具有较高的灵敏度和选择性,反应生成的有色化合物的组成恒定且较稳定,它和显色剂的颜色差别较大。选择适当的显色反应和控制好适宜的反应条件,是比色分析的关键。 常用的比色法有两种:目视比色法和光电比色法,两种方法都是以朗伯-比尔定律(A=εbc)为基础。常用的目视比色法是标准系列法,即用不同量的待测物标准溶液在完全相同的一组比色管中,先按分析步骤显色,配成颜色逐渐递变的标准色阶。试样溶液也在完全相同条件下显色,和标准色阶作比较,目视找出色泽最相近的那一份标准,由其中所含标准溶液的量,计算确定试样中待测组分的含量。 光电比色法是在光电比色计上测量一系列标准溶液的吸光度,将吸光度对浓度作图,绘制工作曲线,然后根据待测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度或含量。与目视比色法相比,光电比色法消除了主观误差,提高了测量准确度,而且可以通过选择滤光片来消除干扰,从而提高了选择性。但光电比色计采用钨灯光源和滤光片,只适用于可见光谱区和只能 得到一定波长范围的复合光 , 而不是单色光束,还有其他一些局限,使它无论在测量的准确度、灵敏度和应用范围上都不如紫外-可见分光光度计。20 世纪30~60年代,是比色法发展的旺盛时期,此后就逐渐为分光光度法所代替。

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