丹麥團隊發明新型飲用水在線細菌監測傳感器

時間：2020-07-03 13:59:19 來源：IWA國際水協會 作者：

這套設備由格蘭富公司提供，丹麥技術大學和格蘭富位于Bjerringbro的實驗室使用其進行沖擊測試。

丹麥技術大學采用的測試樣品包括：

（a）污水廠進水原水

（b）地表水徑流（雨后水灘取樣）

（c）消防栓中采集的飲用水管網沉積物

在格蘭富Bjerringbro實驗室采用的測試用樣品包括：

（a）當地污水處理廠預處理后的污水原水

（b）地表水徑流（10cm厚土壤采集）

（c）當地家禽協會的一個鴿子繁殖場取得的鳥類糞便

采集的樣品固體先懸浮在自來水里（經過濾消毒的），經一小時靜置后倒出上清液。除此之外，分析項目還包括細胞總直接計數（TDCC）、異養菌總數(HPC)、濁度和電導率。

測試結果

如下圖4結果顯示，傳感器檢測到的細菌和非生物顆�？倲岛透鲉为毼廴灸�擬事件的濁度有較高的相關性。不同污染源的斜率有顯著差異，但不同地點進行的同類測試斜率則相當接近。這些結果和此前的研究結果吻合。

圖4. 每個沖擊測試顆�？倽舛群碗妼�率的比

他們此前的研究就顯示，傳感器檢測的細菌數量和通過顯微鏡人工計數得到的TDCC之間有較好的相關性。而下圖所示，此次實驗的結果也與此吻合，兩者的比例約為1：1。

圖5. 細菌濃度(傳感器所測)和TDCC的濃度的比較圖

平板菌落計數法已經實踐多年，但是無論它的普及程度再怎么提高，這種方法還是只能反映整個群落的部分情況。其次，傳統方法耗時多日，而傳感器只要10分鐘左右就能讀數，已經相當接近實時測量。雖然研究團隊也承認，目前這種方法無法對聚集在一起的每個細胞進行計數，但相比而言，細菌傳感器測得的TDCC或者細菌數量似乎為更加準確的近似值。

除了在丹麥，其實荷蘭開展了新型微生物傳感器的測試和研究。荷蘭的KWR研究所得到了TKI項目資助，對格蘭富公司的BACMON傳感器，以及microLAN 的BACTcontrol兩款產品進行測試。項目從2017年1月開始，在2019年底結束。其中BACMON只用于鑒定微生物的總活性，但考察內容除了飲用水，還有地下水、地表水和冷卻塔的水，至于BACTcontrol，除了可以用于微生物活性鑒定，還可以分析腸球菌(enterococci)數量，主要針對飲用水和地表水。他們會對兩種裝置的表現進行對比，最終還會對檢測腸球菌的BACTcontrol作進一步的研發和優化。

圖6. 在線監測河水微生物質量的裝置BACTCONTROL(MICROLAN) | 圖源：KWR

小結

社會對水資源要求的不斷提高，意味著水務部門要不斷提高自身管理水平。丹麥團隊的研究顯示了傳感器測得的細菌信號和實驗室得到的TDCC之間良好的相關性，而且檢出限遠低于濁度傳感器。這些結果都顯示了這款光學傳感器的優勢，能夠幫助相關機構更好地實時監測飲用水的細菌，它可以作為早期預警工具，更快速地應對潛在的污染事件。但另一方面，作為一個全新的解決方案，這一基于光學傳感飲用水污染監測系統能否快速普及還有待時間驗證，畢竟對于目前的監測人員來說，它還是陌生的新事物。

參考資料

Detectionof drinking water contamination by an optical real-time bacteria sensor,

B.Højris, S. N. Kornholt, S. C. B. Christensen, H.-J. Albrechtsen, L. S. Olesen, H2Open Journal (2018) 1 (2): 160168.

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