微生物传感器与BOD测定
微生物传感器测定 BOD
水样自降解对测量结果的影响
因BOD 分析前期准备工作较多等因素，国标规 定取来的水样可在低温下保存12 h内分析。另外， 采用微生物传感器进行BOD测量时，需要对待测水 样进行空气饱和以保证其溶解氧含量与缓冲溶液一 致。但实际水样中往往含有大量的好氧微生物，因 此，水样在保存及空气饱和过程中存在有机物自降 解问题，导致测量结果偏低。 因此，在实际应用中，若需重复测量某一水样 时，需要采用加人浓酸溶液抑制微生物呼吸，并采 用碱水清洗的空气进行空气饱和等方法抑制水样的 自降解过程。
原理—组成
溶解氧电极是以金为工作电极(直径为0.8 mm) ，Ag/AgCl(支持电解质为0.1 mol/L KCl)为参比电极 ，铂丝为对电极的三电极系统。工作电极表面覆盖 一层透氧膜以防止电极受到样品污染。 将制备好的生物膜固定于溶解氧电极表面便构 建出用于快速BOD监测的微生物传感器。将它配以 流通池构成流通体系，以蠕动泵为动力，以二位三 通阀控制缓冲溶液及样品的更替，以电化学工作站 进行电化学信号的监测。
影响因素
矫正曲线选择对测量的影响
水样自降解对测量结果的影响
恒温装置对测量结果的影响
矫正曲线选择对测量的影响
在快速BOD测定中，GGA（葡萄糖-谷氨酸） 通常被当作矫正溶液使用。首先测定一系列浓度 GGA的△ i值，绘制BOD 和△i 的矫正曲线。测量 样品时，根据得到的△ i值，通过矫正曲线计算样品 的BOD值。但是在实际样品测定中，因GGA的组分 与水样中有机物种类的差异，导致测量不准确 ，因 此限制了快速BOD的应用。另一方面，需要在线监 测的污水虽然其有机物浓度会在一定程度内波动， 但总体有机物组成变化有限。 因此，若从污水处理厂不同处理阶段取来若干 份水样进行BOD测试，作其信号响应△ i与BOD 的 矫正曲线。实验表明：采用水样的矫正曲线用于快 速BOD的计算，会得到更准确的测量结果。
微生物传感器快速测定水中BOD
新誓 环境保护 ２０ 。 （）２ — ７ ０５２ １： ２ ８ ５
微 生物传 感器 快 速测 定水 中 Ｂ Ｄ Ｏ
王丽 媛 ， 洁梅 ， 灵辉 （ 孙 周 南京市 环境监洲中 心站， 南京 ２ ０６ １ ３） ０
搞薹： 采用２０ Ｂ Ｄ快速洲定诬 ， ２Ｂ型 Ｏ 对标准样品、 地表水、 生活污水、 工业虞水中的 Ｂ Ｄ进行洲定。 Ｏ 与五 日生化培养法【进行了 ｌ 比对分析。结果表明： 谊方法检出限为Ｏ∞２ｌＬ加标田收率在８％ 一 １％之间； ． ｎ，； ｇ ５ １ ７ 相对误差＜ ％． ６ 相对标准置 ＜９ 有较高的 ％， 精密度、 准确度； 洲定地袁水、 生活污水与五日生化培养法有较好的可比性。 洲定工业废水存在一定的局限。同时还阐述了微生 物待毒器快速洲定法洲定 Ｂ Ｄ Ｏ 与五 日生化培养法， 并对其优缺点做了分析比较。 关■调： 微生物传毒器； 日 五 生化培养法； 生化需氧量（Ｏ ） Ｂ Ｄ
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BOD测定中微生物传感器法与稀释接种法的比较
收稿日期:2006-06-20作者简介:丛丽(1956-),女,辽宁沈阳人,实验师。
・监测与分析・BOD 测定中微生物传感器法与稀释接种法的比较Comparison of Tiny -Organism Sensor Analysis Method and Dilution andSeeding Method in Determination of BOD丛 丽 胡新萍(沈阳市环境监测中心站 沈阳 110015)摘要 用微生物传感器快速法和稀释接种法对地表水和污水处理厂出水中的生化需氧量(BOD )进行了测定,用数理统计的方法对两种方法测定的结果进行了比较。
关键词 生化需氧量 微生物传感器法 稀释接种法 方法比较Abstract This thesis describes the determination of Biochemical Oxygen Demand (BOD )in surface water and sewage works effluent by tiny -organism sensor analysis rapid method as well as the dilution and seeding method ,and it makes comparisons between the two results by means of mathematical statistics.Key words Biochemical Oxygen Demand T iny -Organism Sensor Analysis Method Dilution and Seeding Method Comparison 生化需氧量(BOD 5)是指在规定的条件下,微生物分解水中的可氧化物质所消耗的溶解氧的量。
此生物氧化过程进行的时间很长,如在20℃培养,完成此过程需要100多d 。
测定水中生化需氧量的经典方法是稀释与接种法,该方法规定在20℃±1℃培养5d ,分别测定水样培养前后溶解氧的量,二者之差即为生化需氧量(BOD 5)。
微生物传感器快速测定水中BOD的研究与探讨
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２０ ２ Ｂ型微生物 电极法 Ｂ Ｄ快速测定仪 （ Ｏ 天津赛普环保科
技发展有限公司 ）
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方 法进 行 了展 望 。
地表水可不用稀释 ， 直接取 ５ Ｌ水样 加入 ０５ ，． ｍ ｌ ０ｍ ． ｍＬ ０５ ｏ ／
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生化需氧量微生物传感器快速测定法
水质生化需氧量（BOD）微生物传感器快速测定法1 主题内容和适用范围1.1 主题内容本标准规定了测定水和污水中生化需氧量(BOD)的微生物传感器快速测定法。
1.2 适用范围本方法适用于地表水、生活污水和不含对微生物有明显毒害作用的工业废水中BOD的测定。
1.3 干扰及消除水中以下物质对本方法测定不产生明显干扰的最大允许量为： 5mg/L； 5 mg/L； 4 mg/L； 5 mg/L； 2 mg/L； 2 mg/L ； 5 mg/L； 5 mg/L； 0.5 mg/L；0.05 mg/L；悬浮物250 mg/L。
对含有游离氯或结合氯的样品可加入1.575g/L 的亚硫酸钠溶液使样品中游离氯或结合氯失效，应避免添加过量。
对微生物膜内菌种有毒害作用的高浓度杀菌剂、农药类的污水不适用本测定方法。
2 术语2.1 生化需氧量在一定条件下，微生物分解存在于水中的某些可被氧化物质，特别是有机物所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量。
2.2 微生物菌膜将丝孢酵母菌在保持其生理机能的状态下封入膜中，称之为微生物菌膜或固定化微生物膜。
2.3 微生物传感器微生物传感器是由氧电极和固定化微生物膜组成。
可检测微生物在降解有机物时引起的氧浓度的变化。
2.4 流通式水样或清洗液在蠕动泵的作用下连续不断地将样品或清洗液在单位时间内按一定量比连续不断地被送入测量池中。
2.5 间断式（加入式）将缓冲溶液加入到测量池中，使微生物传感器（微生物菌膜）与缓冲溶液保持接触状态，然后加入定量的被测水样，测得被测水样的BOD值。
2.6 恒温控制装置微生物电极的反应性能依赖于一定的温度条件，因此要求在试验过程中要有一稳定的温场。
该装置在仪器中称之为恒温控制装置。
2.7 清洗液（缓冲溶液）清洗液是由磷酸二氢钾和磷酸氢二钠配制而成。
其主要作用是作为缓冲液调节样品的pH值，清洗和维持微生物传感器使其正常工作，并具有沉降重金属离子的作用。
3 原理测定水中BOD的微生物传感器是由氧电极和微生物菌膜构成，其原理是当含有饱和溶解氧的样品进入流通池中与微生物传感器接触，样品中溶解性可生化降解的有机物受到微生物菌膜中菌种的作用，而消耗一定量的氧，使扩散到氧电极表面上氧的质量减少。
微生物传感器快速测定水中BOD
微生物传感器快速测定水中BOD
王丽媛;孙洁梅;周灵辉
【期刊名称】《新疆环境保护》
【年(卷),期】2006(028)001
【摘要】采用220B型BOD快速测定仪,对标准样品、地表水、生活污水、工业废水中的BOD进行测定,与五日生化培养法[1]进行了比对分析.结果表明:该方法检出限为0.032mg/L;加标回收率在85%～117%之间;相对误差＜6%,相对标准差＜9%,有较高的精密度、准确度;测定地表水、生活污水与五日生化培养法有较好的可比性,测定工业废水存在一定的局限.同时还阐述了微生物传感器快速测定法测定BOD与五日生化培养法,并对其优缺点做了分析比较.
【总页数】3页(P25-27)
【作者】王丽媛;孙洁梅;周灵辉
【作者单位】南京市环境监测中心站,南京,210036;南京市环境监测中心站,南京,210036;南京市环境监测中心站,南京,210036
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.微生物传感器快速测定水中BOD的研究与探讨 [J], 胡笑妍
2.微生物传感器快速测定水中BOD的研究与探讨 [J], 胡笑妍
3.微生物传感器快速测定水中BOD的研究与探讨 [J], 胡笑妍
4.微生物传感器快速测定水中BOD的研究与探讨 [J], 胡笑妍
5.微生物传感器快速测定法测定水中生化需氧量(BOD) [J], 梁国明
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生物传感器BOD
新生物传感器BOD快速测定仪在水体污染监测方面的应用一摘要（ABSTRACT）概要性描述，关键思想，方法描述二正文(BODY)1背景，发展情况，意义2 目前存在的问题3 解决方法，技术路线，实验或应用结果三结论(CONCLUSION)总结性概述四参考文献(REFERENCE)一、摘要BOD的含义是：在微生物的作用下将单位体积水样中的有机物氧化所消耗的溶解氧质量，其单位是mg/L。
BOD可以间接表示可生物氧化的有机物浓度，成为水污染控制领域最广泛采用的检测参数.新的生物传感器BOD快速测定仪，利用高分子材料包埋固定化微生物制备成生物颗粒，在一个完全混合式测量室内使固定化微生物颗粒与待测的水样成分接触，微生物分解代谢水样中的有机物消耗溶解氧，通过溶解氧电极检测并记录溶解氧值的变化，并与标准的BOD，测量值进行比较，建立快速BOD值与标准BOD，之间的关系，从而得到样品的BOD值。
二、正文1、背景，发展情况，意义国外发展现状及趋势：最先问世的生物传感器是酶电极。
美国科学家Clark和Lyons最先提出酶电极的设想。
他们把酶溶液夹在两层透析膜之间形成一层薄的液层，然后紧贴在pH电极、氧电极和电导极上，用于监测液层中的反应。
日本科学家Updike和Hicks首先开发了固定化酶传感器。
此后不同底物酶电极的报道相继出现。
20世纪70年代中期。
人们注意到酶电极的寿命一般都比较短．提纯的酶价格也比较昂贵．而各种酶多数来自微生物或动植物组织，因此就自然地启发人们研究酶电极的衍生物：微生物电极、细胞器电极、动植物组织电极以及免疫电极等新型生物传感器，使生物传感器的类型大大增多。
国内发展现状：据国家环保部2003年统计，当年全国水污染事故为1042次，废水排放总量达460亿吨，比上年增加4．7％。
2006年全国废水排放量53 6．8亿吨，比上年增加2．3％。
太湖蓝藻暴发，造成环太湖居民饮用水大面积污染。
由此可见，我国水污染现状十分严重，水体有机物污染非常突出，急需水污染快速测定仪器。
微生物电极法BOD快速测定仪
微生物电极法BOD快速测定仪一、微生物电极法BOD快速测定仪仪器简介：►生物化学需氧量(Biochemical Oxygen Demand, BOD)作为国际上最常用最重要的水质有机污染指标和检测参数之一，其传统方法：五日生化需氧量(BOD5)标准稀释法，仍是目前国内外比较普遍采用的分析检测方法，但该标准方法需要5天分析周期，操作过程烦琐，因而给污水处理及环境检测带来了许多不便。
广大的环境检测人员迫切需要一种测量迅速、准确的快速测定仪，以提高工作效率和减少劳动强度。
►50型微生物电极法BOD快速测定仪检测速度更快，操作方式更简洁，缩短了微生物膜培养时间，进一步提高了产品的检测精度。
50型BOD快速测定仪采用微生物电极法，能快速测定水样中的BOD值，而且操作简便，测量准确。
其原理基于微生物对有机物的耗氧代谢，测定BOD 只涉及到初始氧化速率，因而可在5-8分钟内完成一个样品的测定。
大大缩短了测定所需的时间。
该方法符合《水质生化需氧量（BOD）微生物传感器快速测定法》（HJ/T86-2002），在2002年出版发行的《水和废水检测分析方法》（第四版）列为A类方法。
二、微生物电极法BOD快速测定仪产品用途：微生物电极法BOD快速测定仪采用微生物电极法，能快速测定水样中的BOD值，而且操作简便，测量准确，测定速度快，适用于测定地表水、生活污水、不含对微生物明显毒害作用的工业废水中的BOD。
三、微生物电极法BOD快速测定仪主要特点：1、原理先进：采用微生物电极法2、结果准确：与五日法有较强可比性3、操作简单：微电脑控制，智能化测量4、测量时间：5-8分钟完成一个样品测定5、维护简单：只需定期更换微生物膜和输液管6、水样无需前处理，抗干扰能力强7、安全性高：所用菌种对人体无害8、可靠性高：结构简单，无易损器件，寿命长9、打印功能：配微型打印机，测量结果打印输出。
四、微生物电极法BOD快速测定仪执行标准：HJ/T 86-2002《水质生化需氧量（BOD）的测定微生物传感器快速测定法》五、技术指标：1、测微生物电极法BOD快速测定仪量范围：2—50 mg/L（最高可测5000mg/L）2、重复性：≤ 5%3、准确度：优于±5%4、分辨率：0.1 mg/L5、一次测样时间：5-8分钟6、进样方式：恒流连续进样7、缓冲溶液消耗：5ml/min8、所需样品体积：每测一次需50ml9、环境温度：（5—40）℃10、相对湿度：≤90%11、功率：100W12、电源：AC220V 50Hz13、外部尺寸：（560× 360× 210） mm14、重量： 16kg（含包装20kg）六、微生物电极法BOD快速测定仪测量原理：微生物电极法BOD快速测定仪采用微生物电极法，将微生物膜紧贴在极谱式溶解氧电极的透氧膜表面，即构成微生物电极。
浅谈微生物膜传感器快速测定BOD
浅谈微生物膜传感器快速测定BOD摘要：BOD是反映水体中有机物含量的重要指标之一，其表示水中污染物经微生物分解时所需要消耗的分子氧的数量（mg/L），BOD的数值越高，表明水中可降解的有机物越多。
BOD能较正确地反映水中有机物生物氧化分解时消耗的氧量，从而反映出水体污染的程度。
关键词：BOD；水质；微生物膜；传感器生化需氧量的国家标准检测方法是稀释接种法，是将水样在20℃±1℃条件下水封培养5天，分别测定培养前后的溶解氧，两者之差即为BOD5。
该方法操作复杂、耗时长，不能及时反映水质状况，特别是遇到突发性水污染事故，不能及时有效的为水环境管理提供科学依据。
通过国内外科研工作者的不懈努力，相继研究出不同种类的微生物膜传感器BOD快速测定仪。
我国则研制出以微生物电极为核心的BOD快速测定仪，该方法已经通过多家实验室验证，与传统的稀释接种法相比，具有如下优点：（1）测量准确，操作简便；（2）能在短时间内测得BOD值，检测一个样品的周期只有20分钟左右；（3）经济可行；（4）适用范围广，适用于各类地表水、工业废水、生活污水。
1 微生物膜传感器快速测定仪工作原理将紧固了微生物膜的传感器置于恒温罐内，磷酸盐缓冲溶液通过蠕动泵的作用缓缓流经螺旋恒温棒，加热后在三通管处与气泵鼓进的气体混合后最终流入流通池内。
因为磷酸盐缓冲液不含有机物，只含氧，此时微生物仅进行内源呼吸，极少消耗缓冲溶液中的溶解氧，因而透过微生物膜的溶解氧几乎没减少。
BOD标样或水样与气体混合后进入流通池，由于标样和水样都含一定浓度的有机物，微生物的同化作用变得非常活跃，消耗大量溶解氧，因此透过微生物膜的溶解氧减少。
输出电流的变化值与溶解氧的变化成正比例关系，与样品中的有机物也成正比例关系，由此计算出BOD的值。
2 微生物膜传感器测量BOD的影响因素2.1 pH值对测量的影响在用微生物膜传感器测量BOD时，不同的pH值将导致感应器的响应不同，而pH值在7左右时响应最佳。
微生物传感器快速测定水中BOD的研究与探讨
科学出版社．
［３］陆ｓｔｏｆ
—２９．
Ｄｅｍｅｅｓｔｅ陀ｅｔ
ａｌ，Ｊ．ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａ，２００７，ｌ（１２）：１５
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版社．
Ｎ，ｅｔ ａｌ，Ｊ．ＣＩｌｍｍａｔｏｇｒ，２００４，１０３５．
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微生物传感器快速测定ＢＯＤ法具有以下优点： （１）操作简便、测量周期短：ＢＯＤ微生物传感 器的响应时间为８ＩＩｌｉｎ，测定周期３３ＩＩｌｉｎ，，能迅速 反映水质情况，能实现实时监测。 （２）避免了标准稀释法五日生化长时间培养 以及人工操作引起的误差，微生物传感器快速法 温度控制精度好，整个测量过程在恒温条件下进 行，避免了硝化作用带来的影响。 （３）对可生化性好的水样测量稳定，重现性 好。与五日法分析长达５天的培养过程中众多的 微生物代谢相比，微生物传感器快速法测定可生 化性好的水样时，ＢＯＤ波动范围小，精度高，避免 五日生化稀释带来的结果偏差。 微生物传感器快速法测定ＢＯＤ存在以下几
胡笑妍：微生物传感器快速测定水中ＢＯＤ的研究‘ｊ｛ｊ｜｛讨
２ｌ
同时阐述了ＢＯＤ快速测定法与五日生化需氧量 法（ＢＯＤ，）各自的优缺点。
范围内，电极输出电流降低值与ＢｏＤ物质浓度之 间呈线性关系，而ＢＯＤ物质浓度又和ＢＯＤ值之 间有定量关系，因而可以进行ＢＯＤ的测定。
生化需氧量微生物传感器快速测定法
水质生化需氧量（BOD）微生物传感器快速测定法1 主题内容和适用范围1.1 主题内容本标准规定了测定水和污水中生化需氧量(BOD)的微生物传感器快速测定法。
1.2 适用范围本方法适用于地表水、生活污水和不含对微生物有明显毒害作用的工业废水中BOD的测定。
1.3 干扰及消除水中以下物质对本方法测定不产生明显干扰的最大允许量为： 5mg/L； 5 mg/L； 4 mg/L； 5 mg/L； 2 mg/L； 2 mg/L ； 5 mg/L； 5 mg/L； 0.5 mg/L；0.05 mg/L；悬浮物250 mg/L。
对含有游离氯或结合氯的样品可加入1.575g/L 的亚硫酸钠溶液使样品中游离氯或结合氯失效，应避免添加过量。
对微生物膜内菌种有毒害作用的高浓度杀菌剂、农药类的污水不适用本测定方法。
2 术语2.1 生化需氧量在一定条件下，微生物分解存在于水中的某些可被氧化物质，特别是有机物所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量。
2.2 微生物菌膜将丝孢酵母菌在保持其生理机能的状态下封入膜中，称之为微生物菌膜或固定化微生物膜。
2.3 微生物传感器微生物传感器是由氧电极和固定化微生物膜组成。
可检测微生物在降解有机物时引起的氧浓度的变化。
2.4 流通式水样或清洗液在蠕动泵的作用下连续不断地将样品或清洗液在单位时间内按一定量比连续不断地被送入测量池中。
2.5 间断式（加入式）将缓冲溶液加入到测量池中，使微生物传感器（微生物菌膜）与缓冲溶液保持接触状态，然后加入定量的被测水样，测得被测水样的BOD值。
2.6 恒温控制装置微生物电极的反应性能依赖于一定的温度条件，因此要求在试验过程中要有一稳定的温场。
该装置在仪器中称之为恒温控制装置。
2.7 清洗液（缓冲溶液）清洗液是由磷酸二氢钾和磷酸氢二钠配制而成。
其主要作用是作为缓冲液调节样品的pH值，清洗和维持微生物传感器使其正常工作，并具有沉降重金属离子的作用。
3 原理测定水中BOD的微生物传感器是由氧电极和微生物菌膜构成，其原理是当含有饱和溶解氧的样品进入流通池中与微生物传感器接触，样品中溶解性可生化降解的有机物受到微生物菌膜中菌种的作用，而消耗一定量的氧，使扩散到氧电极表面上氧的质量减少。
BOD检测方法范文
BOD检测方法范文BOD（Biochemical Oxygen Demand）是指被水体中的微生物有机物氧化需要的氧的量，用来表示水体中有机物的含量和水体的有机负荷。
BOD 检测是水质监测和污水处理中常用的方法之一，其结果可以用来评估水体受到有机物污染的严重程度以及评估污水处理效果。
以下将介绍几种常见的BOD检测方法。
1.传统BOD检测方法传统BOD检测方法需要将水样加入到密封的BOD瓶中，然后放入恒温摇床中进行培养。
在培养的过程中，水体中的有机物会被微生物分解产生二氧化碳，同时消耗溶解氧。
通过测量初始溶解氧浓度和培养一定时间后的溶解氧浓度的差值，可以得到BOD的数值。
这种方法的优点是简单、直观，但是需要较长的培养时间，一般为5天。
2.快速BOD检测方法为了缩短BOD检测的时间，提高检测效率，研究人员开发出了快速BOD检测方法。
其中一种常用的方法是利用生物传感器，通过测量生物传感器上的微生物呼吸作用产生的电流来间接测量水体中的BOD。
这种方法不需要培养时间，可以在几分钟内得到BOD的结果。
但是由于生物传感器的制备和使用较为复杂，所以在实际应用中还不太常见。
3.光学BOD检测方法光学BOD检测方法利用光学传感器测量水体中溶解氧的浓度，从而推算出BOD的含量。
这种方法往往结合了传统的BOD检测方法和光学传感技术，通过测量溶解氧的变化来推算出有机物的消耗情况。
光学BOD检测方法具有准确度高、检测速度快等优点，已经在一些水质监测实验室和污水处理厂得到了广泛应用。
总结起来，BOD检测方法可以分为传统BOD检测方法、快速BOD检测方法和光学BOD检测方法。
每种方法都有其特点和优点，根据实际需要选择合适的方法进行BOD检测。
随着科技的进步，BOD检测方法也在不断发展，相信未来会有更多更快更准确的BOD检测方法被开发出来。
bod生物传感器的原理和应用
BOD生物传感器的原理和应用1. 简介BOD生物传感器是一种用于检测水体中生物化学需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD）的传感器。
BOD是一种衡量水中有机物分解速度的指标，通常用于评估水体的污染程度。
BOD生物传感器通过利用生物组织或微生物的代谢活性，能够快速、准确地检测水体中的BOD，因此在环境监测和水处理等领域具有重要的应用价值。
2. 原理BOD生物传感器的原理基于生物体代谢产生的氧气耗尽情况来检测水体中的BOD。
一般而言，该传感器采用两个电极，分别为阴极和阳极。
阴极通常由生物膜或微生物组织覆盖，阳极则为纯铂或碳材料。
当水样经过阴极时，溶解的氧气会被生物体或微生物吸收，导致阴极表面的溶解氧浓度下降。
同时，生物体或微生物释放出电子，通过电解质溶液传递到阳极，从而使阳极电位发生变化。
3. 应用BOD生物传感器在环境监测和水处理等领域有着广泛的应用。
3.1 环境监测BOD生物传感器能够快速检测水体中的有机物分解速度，可以帮助监测和评估水体的污染程度。
通过监测水体中的BOD，可以了解水体中有机物的含量和分解速度，从而指导环境保护和治理工作。
3.2 水处理BOD生物传感器可以在水处理过程中用于监测和控制水体中的有机物含量。
通过实时监测BOD值，可以调整水处理工艺，确保水体中的有机物得到有效去除，提高水的净化效果。
3.3 农业与养殖BOD生物传感器还可以应用于农业和养殖领域。
通过监测水体中的BOD值，可以判断水体的污染程度，避免对农作物和养殖动物的危害。
同时，也可以帮助养殖业者调整饲料和养殖环境，提高生产效益。
3.4 临床医学BOD生物传感器在临床医学中也有着潜在的应用，可以用于监测体液中的BOD值，对肾功能、代谢紊乱等疾病进行诊断和监测。
3.5 建筑材料BOD生物传感器可以用于监测水泥等建筑材料中的BOD，评估其质量和持久性，对确保建筑物的安全和耐久性具有重要意义。
4. 优势与挑战BOD生物传感器相比传统的BOD检测方法具有以下优势：•快速：传统的BOD检测方法通常需要较长时间，而BOD生物传感器能快速获得结果，节省时间和人力成本。
大肠杆菌BOD微生物传感器的研究
（2 ）p H 值的影响 在p H3. 0 !11. 0 范围内对传感器响应的考察
结果如图4 所示，从图4 中可以看出，p H7. 0 !9. 0 范围内传感器响应值变化比较平缓，考虑到微生物
的最适p H 值范围，同时为了使微生物保持较高活 性，实验选用p H 为7. 0 。
李花子等：大肠杆菌BOD 微生物传感器的研究
溶液100 ml 的混合液放置在敞开的150 ml 的小烧杯 中，用磁搅拌子与微量曝气管进行搅拌和曝气，曝气 强度为 24 L／h 。水浴温度设定为 30 C ，缓 冲 溶 液 p H 为7. 0 ，待其中溶解氧稳定后加入10 ml 待测溶 液，直至溶解氧降至一新的稳定状态。两个稳态之 间的溶解氧差值即代表所测溶液的BOD5 值。 1.3 微生物
更适合应用于BOD 微生物传感器的敏感材料。 本研究选用性能优良的纯种大肠杆菌，采用固
定化颗粒分散悬浮的方法，获得了稳定性好、灵敏度
高、测量范围广、工作寿命长的BOD 微生物传感器。 该传感器的线性响应范围为0 !500 mg／L ，响应时 间为12 mi n ，寿命在6 个月以上。传感器用于实际 生活污水测定时，与传统五天法具有良好的相关性。
培养温度 37 C ，转速 200r／mi n ，培养时间为 241 。 然后将细菌离心分离，设置为10 mi n 、8000r／mi n ，并 用生理盐水清洗两遍待用。
本实验采用纯种大肠杆菌，包埋在固定化材料
中，获得高密度菌颗粒，主要是为了保持颗粒内长时
间的生 物 稳 定 性。 大 肠 杆 菌 对 有 机 底 物 的 广 谱 食
51. 4 59. 6 56. 9 56. 0 53. 2 55. 0 57. 8 55. 7 53. 3 4. 7 4. 5
2007微生物传感器快速测定水中BOD的研究与探讨
（上接第１９３页）国近现代史有得天独厚的条件。以中国近现代为 时代背景的资料、电影、文艺作品很多。适当利用到教学中有利于 增强历史的直观性和提高学生的学习热情。但是必须注意两个问 题：第一是选择资料时，必须注意历史事实和文艺作品的关系。 很多文艺作品有反映历史真实的一面，但是也有很多杜撰或者没 有经过考证的东西，必须给与甑别；第二、影视教学于课堂讲授的 关系问题。影视资料比较直观，但是中国近现代史教学的课时是 有限制的，也有一定的内容要求，影视教学要占用一定的时间，而 且很少有纸质性的东西。因为教师在事前也必须作充分的准备， 倒入内容，看后必须进行讨论或有力地总结，这样才能达到既完 成教学任务，有改变了单一教学模式，提高教学效率的作用。我们 在教学中，组织学生观看《甲午风雨》、《台儿庄血战》、《第二次国 内革命时期资料》《开国大典》、《三反五反运动》、《人民公社化运 动始末》、《解放战争》等，还充分利用课余时间，把优秀的中国近 现代史影视资料介绍给学生，取得了良好的效果。
分析国家环保总局标准物质研究所的ＢＯＤ标准样品 ２００２２７、２００２２６、２００２２５各６次，进行准确度和精密度的测试。 由表ｌ可知：标准样品的测得值均在允许误差范围内，相对偏 差＜３，相对标准偏差＜３％，准确性和重现性均良好。
标准样品 编号
第一次
２（１０２２７
（１０５±２ ｌｍｇ几） 测定值 相对浞差
（二）样品的测定
万方数据
地表水可不用稀释，直接取５０ ｍＬ水样加入Ｏ，５ｍＬ，０．５ ｍ州 Ｌ磷酸盐缓冲溶液（１）进行样品测定；
生活污水和工业废水依据ｃ０Ｄ＆值估算ＢＯＤ的浓度范围
确定其稀释比，使待测液ＢＯＤ值控制在２～５０ ｍ玑。取预处理后 样品５‰Ｌ，加入０．５ｍＬ，０．５ ｍｊ忱磷酸盐缓冲溶液（１），调节待
BOD微生物传感器检测仪_BODs_研究进展
ＢＯＤ微生物传感器检测仪（ ＢＯＤｓ） 研究进展
Ｖｏｌ． ２６ Ｎｏ． ６ ２００７
油化工厂出水中 ＢＯＤ 的测定结果与标准法的测定 结果相对标准偏差为 ５．７４ ｍｇ／Ｌ。这表明该菌种对某 一特定水体具有很高的测定精度， 但测定不同水质 水体时测定结果与标准稀释法存在一定偏差。（ ２） 使 用混合菌种或活性污泥制作生物膜， 如： 枯草芽孢杆 菌和地衣芽孢杆菌的混合菌种， 皮状丝孢酵母和地 衣芽孢杆菌的混合菌种等。比利时 Ｂｅｌｇｉｕｍ Ｋｅｌｍａ 公司生产的 ＢＯＤ 传感器采用活性污泥制作微生物 膜， 其测量范围可达 ０～５×１０５ ｍｇ／Ｌ ［２］。而由多种微生 物混合构成的识别元件虽然广谱性较好， 但由于构 成生物膜的微生物种群组成及其动态难以控制， 极 易发生膜的一致性、互换性下降， 从而引起测量结果 不稳定， 并导致膜的使用寿命短［２４］。 ２．２ 固定化技术
摘要 介绍了 ＢＯＤ 微生物传感检测仪（ ＢＯＤｓ） 的研究进展及应用前景。在分析 ＢＯＤｓ 的工作原理及其在水质测 定中的优点的基础上， 重点介绍了其核心部分— ——微生物膜的研究现状以及制备过程中存在的问题。并根据 ＢＯＤｓ 研 究 现 状 提 出 今 后 研 究 的 重 点 ：分 离 挑 选 广 谱 高 效 的 微 生 物 菌 种 、改 进 固 定 化 技 术 及 选 择 合 适 的 固 定 化 材 料 。
１９７７ 年， 日本科学家 Ｋａｒｕｂｅ 等 ［３］首次从活性污 泥中分离出混合菌种试制成功第一支 ＢＯＤ 传感器 （ ＢＯＤｓ） ， 仅几十分钟就可完成 ＢＯＤ 测量， 大大减少
基 金 项 目 ： 国 家 建 设 部 项 目 （ 便 携 式 全 自 动 ＢＯＤ 检 测 仪 的 研 制 Ｇｒａｎｔ Ｎｏ． ０５－ Ｋ２－ ６）
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微生物传感器原理示意图
固定化微生物是传感器的信息捕捉功能元件，是影 响传感器性能的核心部件。它既要求将微生物限制在一 定的空间,不流失，又要求保持微生物的固有活性和良 好的机械性能。固定化技术决定传感器的稳定性、灵敏 性和使用寿命等性能指标。 最早应用的换能器是电化学电极,主要有氧电极、 二氧化碳电极等;随后出现了燃料电池、光敏二极管、 场效应晶体管等其他类型的换能器。离子敏场效应管作 为换能器被认为是发展新型微生物传感器的有效手段。
测定方法
五天培养法： 五天培养法也称标准稀释法或稀释接种 法。水样经稀释后在20℃条件下培养五天， 求出培养前后水样中溶解氧含量，二者的差 值为BOD5。如果水样五日生化需氧量未超过 7mg/L,则不必进行稀释，可直接测定。
五天培养法的缺点
BOD作为水中有机污染的一项重要指标，其反映的可 生化降解性是其他参数无法替代的。 但此法测定时间冗长，测定一个样品需要五天，不能迅 速反映水样污染状况，因而给环境监测带来诸多不便，特别 是对于受污染地表水的监测，随着测定稀释倍数的增大，水 样中溶解氧含量的增高，导致了微生物数量和群落结构的变 化，随之造成微生物繁殖空间变大，使同一水体BOD 5的测 定结果因稀释倍数的不同发生很大差异。
微生物传感器的不足之处：
1） 由于细菌细胞内含有多种酶，使一些 微生物传感器的选择性和灵敏度受到限制 2） 因底物需要通过细胞壁扩散，所以微 生物传感器响应时间较长
2、微生物传感器的原理
微生物传感器由固定化微生物、换能器和信号输出装置 组成,利用固定化微生物代谢消耗溶液中的溶解 测定,原理见下图：
流程图
装置
方法对照
在确保了实验室质量控制体系的基础上，进 行对不同行业和环境水体的实际样品进行了大量的 BOD微生物传感器快速测定法 与国标五日生化需氧 量法的比对试验。比对结果以相应的BOD5检测数 据为基准，以两者的相对误差为衡量尺度，对适用 于BOD微生物传感器快速测定法检测的行业与水体 进行遴选，数据结果见表。
微生物传感器 ——测定BOD
主要内容
1、微生物传感器的特点
2、微生物传感器的原理 3、微生物传感器的制备 4、微生物传感器的应用 5、微生物传感器的应用实例 6、微生物传感器的发展展望
按所用分子识 别元件的不同
酶传感器 微生物传感器 组织传感器 细胞传感器 免疫传感器
电化学生物传感器 半导体生物传感器 测热型生物传感器 测光型生物传感器 测声型生物传感器
BOD传感器的组成： 1.识别元件 BOD传感器的生物识别元件可以由不 同的微生物群体构成。 2. 传感器(换能器) BOD传感器的换能器部分,目前 大致有溶解氧电极、光纤(op tical fiber)和光伏特计 ( surface pho2tovoltage device, SPV)等几种。 BOD传感器大多是由微生物固定化膜和氧电极所构 成。
5、微生物传感器的应用实例
BOD: 生化需氧量，简称BOD(Biochemical oxygen demand)，是指在有氧的条件下， 水中微生物分解有机物的生物化学过程 中所需溶解氧的质量浓度。
BOD5: 一般有机物20天才能够基本完成在第一 阶段的氧化分解过程（完成过程的99％）。就是说， 测定第一阶段的生化需氧量，需要20天，这在实际 工作中是难以做到的。为此又规定一个标准时间， 一般以5日作为测定BOD的标准时间，因而称之为 五日生化需氧量，以BOD5表示之。BOD5约为 BOD20的70％左右。
1、微生物 生理特点
呼吸活性测定微生物传感器 代谢活性测定微生物传感器 控制电流或控制电位的恒定法 测定电流或电位的上升速度或下降速度的 速度法
微 生 物 传 感 器
2、信号 测定法
3、分子识别的微 生物膜所得的信息 能转换为电信号方 式上考虑
电流测定法
电位测定法
呼吸活性型微生物传感器由固定化需氧性细菌 膜和氧电极组合而成。它是以细菌呼吸活性物质为 基础测定被测物的。当将该传感器插入含有饱和溶 解氧的试液中时，试液中的有机物受到细菌细胞的 同化作用，细菌细胞呼吸加强，扩散到电极表面上 氧的量减少，电流减小。当有机物由试液向细菌膜 扩散速度达到恒定时，细菌的耗氧量也达到恒定， 此时扩散到电极表面上的氧量也变为恒定，因此产 生一个恒定电流。此电流与试液中的有机物浓度存 在定量关系，据此可测定有关有机物。
结果数据对比
结果数据对比
结果数据对比
数据对比结论
制造行业及有机合成类行业其水样成分复杂， 常含有各种过酸、过碱、含游离氯等氧化性物质， 重金属及其他对菌膜中的微生物菌种有毒的无机或 有机物，两种方法数据可比性差，见表5，无论 BOD5值为何取值范围，相对误差值均远远大干实 验室质量控制最大指标25％ 的要求。因此，在本实 验范畴内所能涉及的制造行业及有机合成类行业水 样均不适用于用微生物传感器B OD快速测定法进行 测定。
问题与展望—局限性
• 对于监测多组分和含有高浓度聚合物 的废水缺乏可靠性； • 对于废水中含有的很多有毒物质缺乏 抵抗性; • 传感器的维护较为复杂; • 在很多国家没有得到推广和标准化,致 使BOD不具有全球的数据共享能力。
问题与展望—尝试
• 选择降解有机物种类更广泛的微生物； • 对不同的污水采用不同的微生物； • 选择两种以上的混合菌固定到同一生 物膜上构造传感器,以扩大对有机物的 降解范围； • 对含有机大分子物质的污水进行预处 理。
（2）共价交联法 这种方法是通过交联剂把活细 胞以共价键结合到载体上。交联剂有异氰酸盐、氨 基硅烷、戊二醛及氰尿酰氯等。应用该法时由于共 价键形成往往毒害了活细胞，故其应用受到一定限 制。
（3）包埋法 包埋法是最常用的固 定化微生物的方法。该法是将微生 物活细胞包埋于适当的立体网状材 料中，常用的包埋材料有聚丙烯酰 胺凝胶、角叉菜聚糖凝胶、海藻酸 钙凝胶、琼脂、骨胶原等。聚丙烯 酰胺凝胶是目前包埋细胞用途最广 的一种。 该法的优点是对微生物细胞活性影响较小,微生物不 易流失,膜的孔径和几何形状可以控制,膜稳定性高,可 长时间储藏。缺点是分子过大的底物在凝胶网格内扩散 较困难，因此不适合大分子底物的测定。
6、微生物传感器的发展展望
微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设 备简单，其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。现已 有报道加入专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。 另外，测定对象中的毒害因素如重金属和有毒有机物是 影响微生物传感器稳定响应和寿命的关键因素，也是微 生物传感器市场化的主要控制因素。因此，开发新的固 定化技术，利用微生物育种、基因工程和细胞融合技术 研制出新型、高效耐毒性的微生物传感器是该领域科研 工作者面临的课题。相信微生物传感器作为一个具有发 展潜力的研究方向，定会随着生物技术、材料科学、微 电子技术等的发展取得更大的进步，并逐步趋向微型化、 集成化、智能化。
适用水体
微生物传感器快速测定法作为国家标准方法五 日生化需氧量法的辅助方法，适用于地表水、地下 水、生活饮用水、制药行业废水的日常监测。能适 应准确高效的环境管理的时代化要求，为迅速反映 环境污染状况、处理应急事故提供科学依据。而对 于大部分生活污水和部分化工行业废水的监测，建 议在进行了相应的微生物传感器快速测定法与国家 标准五日生化需氧量法的方法比对后，对适用水体 采用微生物传感器快速测定法进行测定。若无比对 条件，建议仍采用国家标准五Et生化需氧量法 (BOD5)进行常规监测分析。
3、微生物传感器的制备
要得到一个好的微生物传感器需要从三方面 考虑：
一、要选择一种适合的微生物，它必须活性高， 性能稳定且容易取得 二、还需考虑与之配合的电化学装置要干扰少， 灵敏度高 三、就是将微生物固定化的问题。
4、微生物传感器的应用
1975 年Divies制成了第1支微生物传感器， 到目前，微生物传感器可测定物质已达六七十种。 微生物传感器不仅可以测定单一成分物质， 如葡萄糖等各类碳水化合物、甲酸等各类有机酸、 硝酸盐等各类含氮化合物和各类氨基酸等，还可 以测定多种化合物的总量和集合效应。
1、微生物传感器的特点
同一般酶电极相比，微生物传感器具有以下优点：
1） 稳定性好，使用寿命长
2） 微生物传感器响应迟钝时，可将其放在培养介质中浸泡使之恢复 3） 细菌细胞中一般含有多种酶，对于需要多种酶的反应，微生物传感 器提供了方便
4） 有些酶至今尚无分离办法，可用含有该酶的细菌组成传感器
5） 微生物传感器可以克服酶价格昂贵、提取困难和不稳定的缺点
微生物的固定化
常用的微生物固定化方法：吸附法、共价交 联法、包埋法
（1）吸附法 吸附法是利用载体与微生物 细胞间简单的物理吸附进行固定，即将菌 悬液离心，过滤到醋酸纤维膜、滤纸或尼 龙网膜上。也可借助于载体和细胞表面的 静电作用，将细胞吸附在离子交换树脂膜 上。此法最早被采用，其优点是对微生物 无毒害，操作简便；其缺点是微生物易泄 漏损失，造成传感器稳定性差。
代谢活性型微生物传感器由固定化的厌氧菌 膜和相应的电化学传感元件组合而成。它是以细 菌代谢活性物质为基础测定被测物的。此类细菌 摄取有机物产生各种代谢产物，若代谢产物是氢、 甲酸或各种还原型辅酶等，则可用电流法测定； 若代谢产物是二氧化碳、有机酸（氢离子）等， 则可用电位法测定。根据测定的电流或电位便可 得到有机物浓度的信息。
★在医学领域里，着眼于致癌物质对遗传因子的变 异诱发性，人们利用微生物传感器对致癌物质进行 一次性筛选。
★环境监测领域是微生物传感器应用最广泛的领域， 其典型代表是BOD 传感器。它可以测定水中生物降 解有机物的总量即生化需氧量。另外，微生物遇到有 害离子Ag+ ，Cu2+等会产生中毒效应，可利用这一性 质，实现对废水中有毒物质的评价。微生物传感器还 可应用于测定多种污染物：硫化物微生物传感器用于 测定煤气管道中含硫化合物；酚微生物传感器能够快 速并准确地测定焦化、炼油、化工等企业废水中的酚。