恒(heng)溫搖床(chuang)：水質監(jian)測(ce)背(bei)後(hou)的(de)“培養引擎”

在水環(huan)境(jing)監(jian)測(ce)和(he)實(shi)驗室(shi)分(fen)析(xi)中，我們經(jing)常(chang)需(xu)要檢(jian)測(ce)水體中的(de)有機(ji)物(wu)汙(wu)染(ran)程(cheng)度、微(wei)生(sheng)物(wu)含(han)量或(huo)毒(du)性殘(can)留(liu)。這些指(zhi)標並(bing)不(bu)是直接(jie)讀出來的，而是需要經(jing)過壹個關鍵(jian)的(de)“前(qian)處理(li)"或“生(sheng)物(wu)轉化"過程(cheng)。

恒溫搖床(chuang)（Constant Temperature Shaker），作為這(zhe)壹過程(cheng)中的(de)核心(xin)設備，通過提供(gong)恒定的溫度和(he)持續(xu)的(de)振蕩(dang)，確(que)保(bao)了(le)水質監(jian)測(ce)數(shu)據的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和可重復性。本文(wen)將(jiang)詳細(xi)探(tan)討(tao)恒溫搖床(chuang)在水質監(jian)測(ce)中(zhong)的(de)幾(ji)大(da)關鍵(jian)應(ying)用。

壹、BOD₅測(ce)定：微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)“呼吸運(yun)動"

生(sheng)化(hua)需氧量（Biochemical Oxygen Demand,BOD₅）是評(ping)價(jia)水體受到有機(ji)物(wu)汙(wu)染(ran)程(cheng)度、最核心(xin)的(de)指標之壹。它(ta)代表(biao)了(le)水中微(wei)生(sheng)物(wu)分(fen)解(jie)有機(ji)物(wu)過程(cheng)中所(suo)消(xiao)耗(hao)的(de)溶(rong)解(jie)氧量。

搖床(chuang)的作(zuo)用：

維持恒定溫度（20℃）：國(guo)際標準(zhun)規(gui)定BOD₅測(ce)定必須(xu)在20℃±1℃下(xia)進(jin)行(xing)，因為微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)代(dai)謝(xie)活(huo)性(xing)對(dui)溫度極(ji)度敏(min)感。恒(heng)溫搖床(chuang)提供(gong)了(le)這壹精(jing)確(que)的生(sheng)化(hua)反應(ying)環(huan)境(jing)。

保(bao)持溶解(jie)氧（DO）：測(ce)定通常(chang)需要培(pei)養(yang)5天(tian)。如(ru)果不(bu)攪拌(ban)，細(xi)菌(jun)表(biao)面的溶解(jie)氧很(hen)快耗盡(jin)，會導致反應(ying)停(ting)止。恒(heng)溫搖床(chuang)通過連(lian)續(xu)振蕩(dang)，不(bu)斷(duan)更新瓶壁附(fu)近(jin)的液(ye)膜，使(shi)空氣中(zhong)的氧氣(qi)持續(xu)溶(rong)解(jie)於水中，保(bao)證了(le)微(wei)生(sheng)物(wu)在整(zheng)個5天內都有充足的“呼吸"氧氣(qi)。

防止菌(jun)膜形成(cheng)：振蕩(dang)使(shi)得(de)微(wei)生(sheng)物(wu)懸(xuan)浮(fu)在水中，而(er)不(bu)是附(fu)著(zhe)在瓶(ping)壁形(xing)成(cheng)菌(jun)膜，確保(bao)取樣測(ce)定的均勻性(xing)。

二(er)、總磷(lin)/總氮(dan)消(xiao)解(jie)後(hou)的(de)預(yu)處理

在水質總磷(lin)（TP）和總氮(dan)（TN）的(de)檢(jian)測(ce)流(liu)程(cheng)中，通常(chang)需要行(xing)高壓(ya)高溫消解(jie)，將(jiang)水中的(de)磷(lin)、氮(dan)元(yuan)素(su)從(cong)有機(ji)態(tai)或結合態(tai)轉化為可(ke)溶(rong)性的(de)正磷(lin)酸鹽(yan)或硝(xiao)態(tai)氮(dan)。

搖床(chuang)的作(zuo)用：

在消(xiao)解(jie)完成(cheng)後(hou)，或者(zhe)在進(jin)行(xing)某些(xie)特定的比色法分(fen)析(xi)前，需要確(que)保(bao)：

冷卻均勻：使(shi)用(yong)帶制冷(leng)功(gong)能(neng)的(de)全(quan)溫搖床(chuang)，可以(yi)加速消(xiao)解(jie)管(guan)的(de)快速且(qie)均勻的(de)冷卻。

混勻(yun)反應(ying)：在加入顯(xian)色劑(ji)後，樣品(pin)需要在恒(heng)溫下(xia)進(jin)行(xing)反應(ying)。搖床(chuang)的溫和振蕩(dang)能(neng)保(bao)證顯(xian)色劑(ji)與(yu)水樣充分(fen)接(jie)觸，防止局(ju)部(bu)濃(nong)度過高導致的(de)誤(wu)差(cha)，確保(bao)吸光(guang)度測(ce)定的準(zhun)確性(xing)。

三、水環(huan)境(jing)微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)富(fu)集(ji)與(yu)分(fen)離(li)

監(jian)測(ce)水源地(di)、汙水處理(li)廠出水的水質安全(quan)，離(li)不(bu)開(kai)對(dui)特定致病菌(jun)（如(ru)大(da)腸桿菌(jun)、沙門(men)氏菌(jun)）或指(zhi)示菌(jun)的檢(jian)測(ce)。

搖床(chuang)的作(zuo)用：

增菌(jun)培養(yang)：水樣中(zhong)的細(xi)菌(jun)數(shu)量通常(chang)很(hen)少(shao)，直接(jie)檢測(ce)很(hen)困難(nan)。通常(chang)先(xian)將(jiang)水樣加入液(ye)體培養(yang)基(ji)（如(ru)乳糖蛋白腖培(pei)養液(ye)），放(fang)入恒(heng)溫搖床(chuang)（通常(chang)設定37℃或44.5℃）進(jin)行(xing)振蕩(dang)培(pei)養。振蕩(dang)能(neng)顯(xian)著(zhu)提高細(xi)菌(jun)的繁(fan)殖(zhi)速(su)度(du)，使(shi)其(qi)在短(duan)時間內數(shu)量呈(cheng)指(zhi)數(shu)級(ji)增長（富(fu)集(ji)）。

菌(jun)株(zhu)篩選：在分(fen)離(li)特定降(jiang)解(jie)菌(jun)（如(ru)用於處(chu)理石(shi)油(you)汙染、印染廢水的優(you)勢菌(jun)種）時，需要在培(pei)養基(ji)中(zhong)加入目標汙(wu)染(ran)物(wu)，利(li)用(yong)搖(yao)床(chuang)模擬水流環(huan)境(jing)，篩選出能(neng)在該環(huan)境(jing)下(xia)高效降(jiang)解(jie)汙(wu)染(ran)物(wu)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)菌(jun)株(zhu)。

四、水質毒(du)理學研究(jiu)

隨著(zhe)生(sheng)態(tai)毒理(li)學的發(fa)展，僅靠化學指標已(yi)不(bu)足以(yi)評(ping)估(gu)水質安全(quan)，利(li)用(yong)生(sheng)物(wu)進(jin)行(xing)毒性測(ce)試(shi)成(cheng)為重要手(shou)段(duan)。

搖床(chuang)的作(zuo)用：

藻(zao)類(lei)生(sheng)長(chang)抑(yi)制測(ce)試(shi)：標準(zhun)方(fang)法（如(ru)OECD 201）要求(qiu)在受試(shi)水樣中(zhong)培養(yang)藻(zao)類(lei)（如(ru)小(xiao)球(qiu)藻(zao)），並(bing)測(ce)定其生(sheng)長(chang)率。恒溫搖床(chuang)提供(gong)了(le)光(guang)照（部分(fen)帶(dai)光(guang)源搖床(chuang)）、溫度和(he)振蕩(dang)，不(bu)僅防止藻(zao)體沈底(di)粘(zhan)連(lian)，還能(neng)保(bao)證每(mei)個藻(zao)細(xi)胞(bao)接(jie)受均勻的(de)光(guang)照和營(ying)養(yang)物(wu)質(zhi)，從(cong)而(er)精(jing)準計算出汙染物(wu)對(dui)藻(zao)類(lei)的(de)毒性(xing)半效應(ying)濃(nong)度（EC50）。

發光(guang)細(xi)菌(jun)法：雖(sui)然發光(guang)細(xi)菌(jun)測(ce)試(shi)通常(chang)較快速，但(dan)在進(jin)行(xing)長期的慢(man)性(xing)毒(du)性暴(bao)露(lu)實驗時(shi)，搖(yao)床(chuang)用於維持菌(jun)懸(xuan)液(ye)的(de)活性和均勻性(xing)。

五、選型指(zhi)南(nan)：水質監(jian)測(ce)專(zhuan)用(yong)的(de)恒溫搖床(chuang)

針對(dui)水質監(jian)測(ce)的(de)特(te)殊(shu)需求，選擇恒溫搖床(chuang)時應(ying)關註以(yi)下(xia)參數(shu)：

溫控精(jing)度：BOD₅測(ce)定要求(qiu)20℃±0.5℃甚(shen)至(zhi)更高，因此(ci)需選擇高精度(du)PID控(kong)制的(de)機(ji)型。

振蕩(dang)方(fang)式(shi)：回(hui)旋式(shi)通常(chang)是水質分(fen)析(xi)，因為它(ta)既能(neng)保(bao)證良好的(de)氧氣(qi)傳(chuan)遞(di)（適(shi)合BOD和(he)好氧菌(jun)培養(yang)），又(you)不(bu)易導致試(shi)管(guan)/培(pei)養(yang)瓶(ping)內的液(ye)體濺出。

夾(jia)具適(shi)配：水質檢(jian)測(ce)常(chang)用(yong)BOD培(pei)養瓶（通常(chang)是特定的細(xi)口玻璃瓶）或(huo)錐形(xing)瓶(ping)。選購(gou)時(shi)需(xu)確(que)認(ren)搖(yao)床(chuang)配套的(de)彈(dan)簧網(wang)架(jia)或專(zhuan)用(yong)夾(jia)具能(neng)否(fou)牢固(gu)固(gu)定這些(xie)容器(qi)。

制冷(leng)功(gong)能(neng)：如(ru)果實驗室(shi)溫度較(jiao)高，或者(zhe)需(xu)要進(jin)行(xing)低(di)溫保(bao)存(cun)及模(mo)擬冷水環(huan)境(jing)，建議(yi)選擇全(quan)溫搖床(chuang)（帶制冷(leng)，4℃-60℃）。

結語

在水質監(jian)測(ce)實(shi)驗室(shi)中(zhong)，分(fen)析(xi)儀器（如(ru)分(fen)光(guang)光(guang)度計、質(zhi)譜(pu)儀）負(fu)責“讀取(qu)結果"，而恒溫搖床(chuang)則(ze)負責(ze)“創造(zao)反應(ying)條件(jian)"。沒有恒(heng)溫搖床(chuang)提供(gong)的穩(wen)定生(sheng)物(wu)環(huan)境(jing)和(he)物(wu)理(li)混合(he)條件(jian)，水樣中(zhong)的有機(ji)物(wu)降(jiang)解(jie)、微(wei)生(sheng)物(wu)繁(fan)殖(zhi)以(yi)及化學反應(ying)就無(wu)法按既定標準(zhun)發(fa)生(sheng)，最終(zhong)的(de)監(jian)測(ce)數(shu)據也將(jiang)失(shi)去意義。