일반기술

물의 생물학적 산소 요구량(BOD), 독성 및 미생물 농도를 실시간 모니터링

스페인 회사 Biosensores S.L.이 독성과 미생물 농도뿐만 아니라 BOD까지 측정하여 미생물에 의해 분해될 수 있는 유기물을 실시간 분석하는 새로운 기술을 개발.이 기술은 수질에 대한 새로운 정보를 실시간으로 제공함. 실제로 수 년간 스페인 및 유럽의 폐기물 처리 공장과 수로를 모니터링하면서 그 유용성을 확인할 수 있었음.BOD 미생물 바이오센서는 잔류 수질을 관리하는 Valencia Community Authority 및 특히 하수 처리 당국과의 공동 작업 결과임.Biosensores, S.L.이 개발한 장치는 온라인 BOD 측정 용 BOD, 연속적인 전 세계 독성 확인 용 Politox, 그리고 온라인으로 물의 미생물 농도를 측정하는 Boicounter가 있음. 이들 장치는 완벽한 자동화와 편리함을 특징으로 하며, 경보 샘플링을 위한 특별한 소프트웨어가 추가되어 있으므로 다양한 샘플을 냉장한 다음 나중에 실험실에서 분석할 수 있음.혁신적인 사항:- 물의 BOD, 독성 및 미생물 농도에 대한 정보를 실시간 제공할 수 있으므로 분석적 생물 공학에는 매우 혁신적인 기술임- BOD를 실시간 측정할 수 있으므로 5일간의 샘플 인큐베이션으로 이루어진 표준 방법의 효율성을 높여줌- 운영이 완전 자동화되어 있으며 편리함주요 장점:모든 바이오센서의 주요 특징은 생물학적 물질(효소, 항체, 세포 기관, 세포 등)과 변환기(암페어, 광학 등의 전위차계) 사이의 인터페이스임. 이 생물학적 물질과 샘플의 상호 작용으로 물리화학 변수가 변경되고 신호가 만들어지며 이 물리화학적 신호는 확장 가능한 변환기를 사용하는 전기 신호로 수정됨. 이 센서의 생물학적 요소가 한 세포 전체일 경우 이 장치를 마이크로바이오센서라고 함.이 장치는 이미 개발되어 시판 중이며 다음 두 주요 측정 방법을 이용하여 BOD를 신속하게 감지:- 바이오전극, 미생물과 산소 탐침이 고정된 막을 사용함.- 생물 반응기, 폐수 처리 공장에서 얻어진 활성 슬러지가 있는 침전물과 산소 탐침을 사용함.표준 성분, 활성도 및 농도를 가진 미생물 현탁액을 허용하는 시스템을 개발. 이 시스템은 활성 슬러지의 변형과 처리 가능성이라는 바람직하지 못한 의존성을 줄여줌. 측정 원칙은 호흡 가능성으로, 특정 기간동안 표준 미생물 현탁액에 의한 유기물의 산화에 필요한 산소를 측정. 측정 시간은 샘플의 복잡성에 따라 15분에서 20분 정도임.센서 미생물은 자동 분석 시스템에 통합된 화학물 억제장치에서 계속해서 만들어짐. 매 측정 주기마다 나누어 떨어지는 수의 재생 가능한 센서 미생물이 사용됨. 이 수는 평균 107 unit/ml의 농도 및 활성도와 동일한 특성을 보여줌. 이 시스템은 respirometric 신호를 사용해 물 속의 DBO5 매개 변수를 측정하며 DBO5가 이미 알려진 물체의 표준을 참조함. 테스트 결과: - 표준 BOD5와 높은 상관 관계가 있음 - 표준 BOD5 분석에 5일이 필요한 데 비해 시간 당 BOD 값을 하나 씩 측정할 수 있음. - 매 측정 주기마다 이중 자체 보정을 실시하며 매 측정 후 자동 세척.- 기계 및 전기적으로 튼튼함. 측정된 자료를 원격 확인. - 유지 관리가 거의 필요하지 않음. - 개별 분석 비용이 저렴함. - 다른 기술에 비해 생물학적 BOD 바이오센서는 적절한 감지 미생물을 계속해서 만들어내어 그 수와 농도 및 활동성을 안정적으로 유지함. - 이 장치에서 만들어지는 감지 미생물은 어떤 종류의 독성에도 순응되지 않으므로 샘플 독성에 대한 감도가 향상됨. 기술적 특성- 측정 기준: Respirometrics- 센서: 자동 세척 시스템이 있는 유용성 산소 탐침- 센서 응답 시간: 5 - 7초 - 측정 범위: 5-200.000 mg/l- 신호 변동 계수: < 3%- 측정 온도: 25º C- 옥외 작동 최대 온도: 50º C- 보정: 매 분석 주기 마다 이중 자동 보정- 영양분이 있는 용액 소비: 20 ml/cycle- 세척 용액 소비: 40 ml/cycle- 전력: 220 V- 전기 소비: 180 W- 방출: 4-20 mA- 통신: RS-232