基于接枝二茂铁介体的BOD 微生物传感器

胡 磊,李 轶

(1.河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室, 江苏南京 210098;2.河海大学环境学院, 江苏南京 210098)

生化需氧量(BOD)作为重要的衡量水与废水中有机污染程度的指标,在水污染控制中具有非常重要的作用。传统经典的BOD 测量方法需要5 d 时间,而且操作复杂、受外界影响大,不能满足对污染水体或污染源在线监测的要求[1]。自Karube 等[2]于1977 年最先研制出用于测量BOD 的微生物传感器后,国内外很多学者研发出各种基于不同菌种及混合菌种的BOD 传感器[3-6]。现有的基于微生物传感器的快速测定方法将测量时间从5 d 缩短到30 min,极大地满足了对水和废水BOD 监测的要求,但是也存在着对水样中DO 依赖大等问题。

近年来,越来越多的学者[7-9]研究利用氧化还原介体代替分子氧作为监测微生物分解代谢的最终电子受体。在微生物的生化反应中氧化态的介体失去电子,转变为还原态的介体,此过程的电子变化产生传感器电流响应,从而可以定量反应中氧化还原物质的量。很多利用介体促进微生物生化反应的研究,反应体系是水溶液,且介体的浓度很高,如达40 mmol/L[10]和55 mmol/L[11],导致介体的浪费。笔者针对以上问题,开发出基于接枝二茂铁介体的微生物传感器,将介体接枝到大分子材料中,并包埋于聚乙烯醇(PVA)中,保持了介体的性能并避免了介体的流失,很好地应用于测量废水中的BOD。

1 实验部分

1.1 材料与试剂

二茂铁(Fc),KH550 (3-aminopropyltriethoxysilane,3-APTES), 聚乙烯醇(PVA, 醇解度90%, 分子量22 000)购自南京曙光化学有限公司,其余试剂均采用分析纯试剂。……