185845. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mikroorganizmusok biokémiai oxigénszükségletének meghatározására
1 185 845 2 időtartamon keresztül folyamatosan mérjük. A mérést végző szondák által biztosított áramjeleket mérőerősítővel erősítjük és több színben író írószerkezettel regisztráljuk. Ha az egyik mérőedényben az oxigéntartalom egy meghatározott alsó határ alá csökken, a határértékszabályozó automatikusan bekapcsolja a megfelelő levegőztető szivattyút és annyi ideig tartja azt üzemben, amíg az oxigéntartalom a mérőedényben a felső határértéket el nem éri, A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra a mérőberendezés kapcsolási vázlata, míg a 2. ábra a toxieitást mérő elrendezés kapcsolási vázlata. A találmány szerinti berendezés tölcsérszerű beömléssel ellátott, a vizsgált vizes közeget befogadó 1, 2, 3, 4, 5 és 6 mérőedényeket, ezeket körbevevő és 7 termosztáttal kapcsolt, előnyösen fénytől árnyékolt belsejű 8 tartályt, továbbá az 1...6 mérőedényekben elrendezett, 9 mérőerősítővel kapcsolt elektrokémiai elven működő 10 oxigénérzékeló'ket tartalmaz. Minden mérőedényben levegőztető és például mágneses elven működő 12 keverőberendezéssel csatolt keverőfej van. A levegőztető 13 határértékszabályozóval vezérelt 14 levegőztető szivatytyűra csatlakozik, míg a 9 mérőerősítő előnyösen több színben regisztráló 11 írószerkezetre van vezetve. Az 1... 6 mérőedények feltöltésére és ürítésére 16, 17 szivattyúk szolgálnak, amelyek 15 programadóról vezérelhetők. A 15 programadó egyik bemenetével az egyik mérőedényben elhelyezett 18 telítésérzékelővel kapcsolódik. A találmány szerinti berendezés működését példák alapján mutatjuk be. 1. példa Biokémiai oxigénszükséglet mérésekor a találmány szerinti berendezésben (1. ábra) az 1...6 mérőedényeket a levegőztető magasságának közepéig töltjük ki a vizsgálandó közeggel. Ezt követően a méréshez szükséges egységeket bekapcsoljuk. Ha a mérés megkezdésekor az oxigén koncentrációja egy az elektrokémiai mérésből következően, annak érzékenységi küszöbétől függően meghatározott minimális érték alatt marad, a 13 határértékszabályozóval vezérelt 14 levegőztető szivattyúk automatikusan működésbe lépnek. Ezzel kezdődik a mérési ciklus, aminek következő lépése a mérési fázis. Az oxigéntartalom időegységre jutó csökkenését a mért közegekben a 10 oxigénérzékelőkkel követjük és ezeknek a 9 mérőerősítővel erősített áramjelét a több színben író 11 írószerkezettel folyamatosan regisztráljuk. Ha az oxigéntartalom az egyik mérési közegben újból a meghatározott alsó határ alá csökken, a 13 határértékszabályozó a megfelelő 14 levegőztető szivattyút újból annyi időre kapcsolja be, hogy ezzel egy meghatározott maximális érték elérhető legyen. A levegőztetési és mérési fázisok állandóan váltják egymást. A csak néhány percig tartó levegőztetési fázisok alatt kieső mérési értékeket az egyes mérési ciklusokban az oxigénszükségletre felvett értékek alapján lehet megállapítani. Ily módon tetszőlegesen hosszú időtartam minden időpontjára adatokat lehet kapni a biokémiai oxigénszükségletről. Az egyes értékek alapján a mérsi ciklusok alatt lejátszódó reakciók kinetikájára is lehet következtetéseket levonni. Ha az egyes mérőedényekben a mérési közeget meghatározott időszakonként cserélni kell, erre a célra a 15 programadót megfelelő módon be kell programozni. Ilyenkor meghatározott időszakonként a 15 programadó a 16 szivattyút hozza működésbe a mérőedény kiürítése céljából. majd a 17 szivattyút kapcsolja be a mérőedény feltöltésére. A mérőedény beömlésén vagy alatt van a 18 telítésérzékelő, amely a 15 programadón keresztül biztosítja a 17 szivattyú kikapcsolását. 2. példa Toxicitás mérésekor (2. ábra) olyan eljárást alkalmazunk, amelynek alapelve, hogy a mérgező anyagoknak a mikroorganizmusok bioaktivitására gyakorolt hatását a lélegzési intenzitás változása alapján és ezen keresztül a kultúrában észlelhető oxigénszükséglet alapján határozzuk meg. Az ellenőrző mikroorganizmusokat, például biológiai tisztító berendezésből származó friss, tápoldattal hígított, elevenített iszapot az 1 és 2 mérőedényekben helyezzük el. A mérőedényeket a fénytől árnyékolt 8 tartályban rendezzük el és a mikroorganizmusokat azonos mennyiségekben (pl. 60...80 ml/1) és azonos összetétellel adagoljuk. Ezt követően a méréshez szükséges egységeket bekapcsoljuk, szükség esetén a vizes közeget oxigénnel dúsítjuk. A mérési fázis azzal kezdődik, hogy a 13 határérték-szabályozó a 14 levegőztető szivattyúkat kikapcsolja. A mérési közegben a mikroorganizmusok lélegzésével és ennek megfelelően bioakti vitásával egyenértékű oxigénfogyasztást időegységenként mindkét mérőedényben mérjük a 10 oxigénérzékelőkkel, amelyeknek a 9 mérőerősítővel erősített áramát a 11 írószerkezettel folyamatosan regisztráljuk. A papír továbbítási sebessége a 11 írószerkezetben előnyösen 60 mm/h értéknél nagyobb. Mintegy tíz perces bevezető időszak után a tulajdonképpeni mérés megkezdésekor a 16 szivattyúval a toxikus anyagot az 1 mérőedénybe előre meghatározott, időben növekvő koncentrációval a mikroorganizmusok lélegzési aktivitásának teljes megszűnéséig beadagoljuk. Az adagolás történhet folyamatosan, vagy szükség szerint a 15 programadóval vezérelt módon szakaszosan. Ha egy meghatározott minimális koncentrációt a toxikus anyagok mennyisége túllép, a lélegzési aktivitás fokozatosan csökken. A bioaktivitást megszűntnek kell tekinteni, ha időegységre az oxigén mennyiségének változása ± 0 értéket mutat. Ha a mérési közegben az oxigéntartalom értéke egy adott határ, például 3 mgjl alá csökken, a 13 határértékszabályozó a 14 levegőztető szivattyút bekapcsolja és a mérési közeget újból oxigénnel telíti. A 2 mérőedényben levő változatlan ellenőrző minta lélegzési görbéjét a teljes vizsgálati időtartam alatt követjük és regisztráljuk. A két lélegzési görbe alapján valószínűségszámítási műveletekkel (mintaelemzés) a vizsgált szervezetekre gyakorolt toxikus hatás megállapítható. 3. példa A mikrobás leépülési fok meghatározása céljából a mérési eljárást oly módon alkalmazzuk, hogy meghatározott anyagon az elméletileg számított és a mért bio-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
