水质综合毒性在线检测仪设计

目前我国在水质毒性检测领域,以人工现场采样、实验室仪器分析为主要方式,存在采样误差大、检测工序繁琐、不能及时反映水体受污染变化状况等缺陷,难以满足水环境监测发展需求。鉴于此,本文在发光细菌法的基础上设计了一种可实现在线监测的水质综合毒性检测仪。硬件部分设计了一种新型光电检测电路,以STM32F103ZGT6为核心,利用光电倍增管将采集到的荧光信号转化为微弱的电流信号,经后续电路放大处理并A/D转换后传输至单片机,再通过RS232和RS485与PC端通信。辅助相关软件系统可以对水质综合毒性数据进行实时监控和在线智能分析。实验结果表明,该仪器可在10min内完成检测,能有效分辨出1mg/L的毒性物质,具有良好的灵敏度、准确性和重复性,适用于绝大多数水体的综合毒性在线监测。

远程在线预测水质生物毒性与异常变量的研究

为实现水质综合生物毒性的远程在线监测,文中在水质综合生物毒性分析仪研究基础上,基于Windows和Android平台开发了包括改进曲线拟合算法的,以Fabonacci法进一步优化改进的曲线拟合模型的各项系数,编写毒性物质成分和浓度预测的远程在线水质生物毒性预测软件。通过探讨磁力搅拌时间、培养温度、暴露时间及p H值范围对EC50测定值的作用,分析各条件对发光菌生物毒性实验的影响。经验证,加入该软件的分析仪测量精度高、稳定性好,实现了远程在线监测。

基于曲线拟合改进算法的水质生物毒性研究

水质综合生物毒性种类和浓度的预测通常采用曲线拟合模型。文中提出一种基于数值相近(最小二乘法)与形态相似结合的曲线拟合算法,利用两种算法的精确度值作为改进算法模型中的权重,并引入时间影响因子和powell算法。解决数值相近(最小二乘法)原理的拟合速度,时间因素对发光菌活性影响以及利用权重值优势避免powell算法的前n个搜索方向必须线性无关等问题。研究结果表明,改进的算法提高了运算速度,能反映发光菌活性及避免powell算法无最优解。