ToxAlarm – pomiar toksyczności w wodzie pitnej i powierzchniowej
ToxAlarm jest to analizator online do pomiaru zanieczyszczeń w wodzie pitnej i powierzchniowej. System pomiarowy zawiera wysoce wrażliwą, samoregenerującą się kulturę bakterii, która może być stale stosowana do badania toksyczności w próbkach wody w odstępach 5-minutowych.
Toksyczność – metody oznaczania
Toksyczność jest opisywana jako bezpośredni i szkodliwy wpływ substancji na organizmy. Może występować już przy niskich stężeniach substancji toksycznych, zależy również od okresu inkubacji i dawki.
Niektóre metody dostępne na rynku mogą wykryć toksyczność. Jednakże, nie określają dokładnie jakie toksyny są obecne. Oznaczenie toksyczności jest możliwe używając organizmów wskaźnikowych jak ryby, dafnie, algi czy bakterie luminescencyjne – jednak metody te mają wady. Wiele z tych organizmów są trudne do kultywacji i nadają się do testów tylko w określonym momencie ich życia. Ponadto, wiele z tych organizmów nie są wystarczająco czułe na substancje toksyczne lub są wrażliwe tylko na poszczególne substancje. Kolejną wadą pospolitych metod jest to iż używane organizmy mogę wykształcić tolerancję na toksyny – co fałszuje wynik. Tak samo problematyczne są długie okresy inkubacji ze względu na powolne reakcje na zanieczyszczenia.
Odpowiedzią na powyższe problemy jest innowacyjny analizator ToxAlarm.
 |
 |
 |
 |
 |
|
| Bioluminescencja | Algi | Dafnia | Badanie ikry ryb | Nitryfikatory | |
| Organizmy | Bakterie, rodzaj Vibrio fischeri | Jednokomórkowe zielenice | Dafnia magna (nie starsze niż 24h) | Ikra ryby: danio pręgowany | Bakterie, rodzaj nitrosomonas i nitrobacter |
| Dostępność biomasy | Zakup/ hodowla zewnętrzna | Zakup/ hodowla zewnętrzna | Zakup/ hodowla zewnętrzna | Zakup/ hodowla zewnętrzna | Samoregenerujące się kultury wewnątrz analizatora |
| Czas inkubacji | 50 min | 72 h | 24 h/48 h | 48 h | < 6 min |
| Efekt | Hamowanie bioluminescencji | Hamowanie podziału komórek | Niższa żywotność skorupiaków | Wady rozwojowe embrionów | Zahamowanie oddychania |
| Wrażliwość | Średnia | Bardzo wysoka | Bardzo wysoka | Wysoka | Bardzo wysoka |
| Monitoring po zanieczyszczeniu | Tak | Tak | Nie | Nie | Tak |
ToxAlarm – pomiar online z wczesnym systemem ostrzegania
ToxAlarm oznacza:
- Analizator toksyczności do monitoring wody pitnej i powierzchniowej
Stale monitoruje wodę pitną i powierzchniową w poszukiwaniu zanieczyszczeń. Potencjalne toksyny w wodzie są określane poprzez reakcję bardzo wrażliwych bakterii. Pomiary są przeprowadzane w odstępach poniżej 5 minut nawet po wystąpieniu objawów toksyczności. Pomiar zgodny z DIN EN ISO 9509:2006
- Bakterie samoregenerujące się
ToxAlarm zawiera kulturę bakterii, która stale i niezależnie wytwarza biomasę. Oznacza to, że zawsze istnieje wystarczająca ilość bakterii dla każdego nowego pomiaru. Ponadto, ryzyko zanieczyszczenia fermentora jest eliminowana, ponieważ każda próbka wody jest badana świeżą ilością bakterii.
- Wytrzymały analizator toksyczności. Wrażliwe organizmy testowe.
- Bakterie są wysoce wrażliwe na bardzo wiele toksyn. Poprzez ich reakcję na szkodliwe substancje w próbce wody można określić wiarygodnie toksyczność. Na przykład, reakcja zaczyna się już przy stężeniu cyjanku mniejszym niż 0,10 mg/litr.
- Redukcja kosztów utrzymania. Brak konieczności dalszych zakupów
Po pierwsze nie jest konieczny zakup lub zewnętrzne hodowanie organizmów testowych, takich jak ryby czy dafnie. Po drugie, analizator jest bardzo tani w utrzymaniu ponieważ masa bakteryjna stale ulega proliferacji
- Badanie zahamowania oddychania osadu czynnego
Bakterie nitryfikacyjne są bakteriami tlenowymi, które żyją dzięki konsumpcji tlenu z konwersji amoniaku do azotanu. ToxAlarm mierzy tą konsumpcję tlenu. Substancje toksyczne w próbce mogą hamować oddychanie bakterii, co powoduje spadek konsumpcji tlenu. ToxAlarm monitoruje to zużycie tlenu, a tym samym toksyczność.
- Brak efektu pamięci
Naczynie z biomasą (fermenter) jest oddzielony od celi pomiarowej (zdj. 1). W ten sposób biomasa nie może być zanieczyszczona przez próbkę.
Zasada pomiaru
W pierwszy etapie próbka jest zasysana do celi pomiarowej, w której następuje pomiar poziomu konsumpcji tlenu. Z uwagi na fakt iż mikroorganizmy, które są niewrażliwe na substancje szkodliwe mogły już być dostępne w próbce i wpływać na konsumpcję tlenu. Rzeczywisty pomiar toksyczności opiera się na początkowym stężeniu tlenu. Dlatego w drugiej fazie dodaje się niewielką ilość bakterii, a zużycie tlenu jest mierzone od nowa.
Zdj.1. Zasada pomiaru. 1) kontrola procesu, wyświetlacz wyników. 2) pobór próbki i pomiar konsumpcji tlenu. 3) bakterie samoregenerujące się .
Przy wyższej szybkości konsumpcji tlenu krzywa ulega zauważalnym zmianom, co oznacza, że w próbce nie ma toksyczności (zdj. 2). W przeciwieństwie do tego, prostsza krzywa pokazuje, że bakterie spożyły tylko małą ilość tlenu. Oznacza to, że toksyny są obecne w próbce. Stąd zahamowanie ich oddychania.
