利用微波技術快速診斷金屬污染物對微生物群落的影響

《利用微波技術快速診斷金屬污染物對微生物群落的影響》是依託大連理工大學,由Mohammad Russel擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：利用微波技術快速診斷金屬污染物對微生物群落的影響
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：Mohammad Russel

項目摘要

近年來土壤污染日益嚴重，進行土壤的原位快速檢測對環境風險評估非常重要，污染區的快速檢測相關理論與技術的研究方興未艾。土壤是一種複合電介質材料，在金屬污染土壤中，微生物是土壤污染狀況的典型表征生物。本項目擬通過土壤組分在微波頻率的外加電磁場作用下發生偶極子取向，使其介電特性（如介電常數、電導率等）發生回響行為的原理，研究金屬污染物對微生物群落的影響，並構建出對應的數學關係模型，以期對土壤進行原位快速診斷分析, 快速給出環境風險評價結果。該項目擬採用閉路同軸探頭微波技術系統對土壤進行檢測，該新系統具有檢測成本低廉、檢測速度快，檢測樣品多樣且無需樣品製備等優點。對於現場土壤中的細菌細胞的介電性質進行快速檢測技術，鮮有相關文獻報導。本項目的開展將大大有利於對已知金屬污染源，尤其是突發性土壤污染的現場快速檢測評估的實施，填補國內該領域研究的理論與技術上的空白。

結題摘要

全球環境極速退化，土壤和水環境中生態和環境問題加劇，對快速收集準確地環境監測數據的需求迫在眉睫。在這種背景下,急需一種智慧型感測器來監測數據。微波感測器具有製造成本低、體積小、低功耗等特點,能夠滿足快速檢測環境中物質介電常數的變化從而監測環境中污染物質的濃度變化，可以套用於在土壤污染、生物安全、食品安全、水生態問題等領域。 在本項目中，我們研製了三種不同類型的微波探頭來滿足不同的環境監測要求。這三種探頭分別為雙連線埠同軸微波探頭、開放同軸微波探頭以及PCB印製微波探頭。這三種探頭可以較好的套用於土壤中的微生物、有機污染物監測，食品安全方面的監測等。在利用雙連線埠同軸微波探頭檢測土壤中的重金屬污染方面取得了較好的結果，達到了項目開題所需要的目標要求。該技術通過檢測物質的介電常數的變化來反應出物質的濃度的變化，從而達到檢測環境污染物的目的。通過一系列的實驗可以證明該技術可以檢測不同物質的介電常數等相關性質，證明了設計的探頭的實用性以及計算方法的準確度與靈敏度，同時也反應了該方法是一種富有套用前景的測量方法，值得我們進一步的探索研究。