非过滤毒性试纸在水体总毒性应急检测中的应用

More and more sudden incidents of water pollution occur in recent years. In order to ensure the safety of drinking water when it occurs, it is necessary to develop an available and cost-effective emergency detection method for water total toxicity. In this project, we will firstly prepare the non filtering toxicity test strips with sensitive responses to toxin by taking advantage of the multi-level spatial distribution of gel-immobilized microbe. The resultant toxicity test strips can be used to detect the total toxicity of non-filtered water, meeting the recommendation of The EU Water Framework Directive, and thus providing improved accuracy in detection of water total toxicity. Then, by combining the keeping method of the toxicity test strips and the mediate-based electrochemical toxicity test method, a new method for water total toxicity emergency detection is proposed. We will investigate the keeping method of the toxicity test strips, the influence of the environment parameters on the detection of toxicity, the responses of different toxicity test strips to toxin and so on，founding out the parameters that affect the long-term stability of the toxicity response, the sensitivity in detection of water total toxicity and the response to toxicity, and revealing the corresponding mechanisms. This project is regarded as the foundation research for the future design and development of the in situ equipment for water total toxicity emergency detection

近年来，我国突发性水污染事件频繁发生，为了确保受污染水域周围居民的饮用水安全，有必要发展水体总毒性应急检测方法。本项目中，我们将首先利用凝胶固定微生物的空间分布多层次性并结合一次性印刷电极，制备具有毒性响应的非过滤毒性试纸。该试纸能够对非过滤水进行毒性检测，符合欧盟水框架指令建议要求，从而极大的提高检测结果的准确性。随后将毒性试纸的保存方法与电化学媒介体毒性检测方法相结合，通过研究毒性试纸的保存方法、环境因素对毒性检测结果的影响、不同毒性试纸对毒性物质的响应规律等，揭示毒性试纸的毒性响应长期保持的影响因素及机理、毒性检测的影响因素和机理、毒性响应选择性的依赖因素及原因等，建立适合实际水体的水体总毒性检测方法，及实现水体总毒性的快速、灵敏、分类检测，为应急性水污染事件提供可以使用的电化学水体总毒性检测方法，并为未来开发应急检测的便携式仪器提供基础研究数据

每年都有上千种的新化学品进入水环境中，从而导致水体复合污染越来越严重。传统的物理化学方法已经不能够全面的衡量水体复合污染对生态环境的危害。最近水体总毒性的概念和指标受到了广泛的关注，因为它可以反映水体中的污染物对生物体的综合毒害，因此可以用来对水体的复合污染程度进行评估和保障突然性水污染事件后的居民生产和生活用水安全。在这个项目中，我们发展了一种基于凝胶微生物膜和一次性电极的水体总毒性检测试纸。在研究中，我们用不同的聚合物凝胶材料，比如海藻酸钙、琼脂糖、壳聚糖、聚乙烯醇等，固定微生物，制备了不同的微生物膜。研究结果表明，微生物膜的传质能力越好，凝胶中微生物的毒性响应越灵敏，这应该与毒性物质在凝胶中的传递速率有关。固定的微生物膜表现出了与悬浮微生物几乎一致的水体毒性响应能力，表明凝胶并不影响扩散到微生物表面的毒性物质与微生物的作用。通过使用聚乙烯醇作用凝胶材料，并且将固定有微生物的凝胶材料保存在4°C的条件下，微生物膜的活性可以延长至40天。40天后，该生物膜仍然可以用于毒性检测。在毒性相应方面，凝胶固定生物膜对毒性的响应灵敏度与发光细菌法具有可比性，因此，考虑到凝胶固定微生物膜的低成本和长期保存能力，项目研发的水体总毒性检测试纸在水体总毒性的检测方面具有很好的应用前景。