在水環(huán)境監(jiān)測和實驗室分析中，我們經(jīng)常需要檢測水體中的有機物污染程度、微生物含量或毒性殘留。這些指標并不是直接讀出來的，而是需要經(jīng)過一個關(guān)鍵的“前處理"或“生物轉(zhuǎn)化"過程。

恒溫搖床（Constant Temperature Shaker），作為這一過程中的核心設(shè)備，通過提供恒定的溫度和持續(xù)的振蕩，確保了水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可重復性。本文將詳細探討恒溫搖床在水質(zhì)監(jiān)測中的幾大關(guān)鍵應用。

一、BOD?測定：微生物的“呼吸運動"

生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand,BOD?）是評價水體受到有機物污染程度、最核心的指標之一。它代表了水中微生物分解有機物過程中所消耗的溶解氧量。

搖床的作用：

維持恒定溫度（20℃）：國際標準規(guī)定BOD?測定必須在20℃±1℃下進行，因為微生物的代謝活性對溫度極度敏感。恒溫搖床提供了這一精確的生化反應環(huán)境。

保持溶解氧（DO）：測定通常需要培養(yǎng)5天。如果不攪拌，細菌表面的溶解氧很快耗盡，會導致反應停止。恒溫搖床通過連續(xù)振蕩，不斷更新瓶壁附近的液膜，使空氣中的氧氣持續(xù)溶解于水中，保證了微生物在整個5天內(nèi)都有充足的“呼吸"氧氣。

防止菌膜形成：振蕩使得微生物懸浮在水中，而不是附著在瓶壁形成菌膜，確保取樣測定的均勻性。

二、總磷/總氮消解后的預處理

在水質(zhì)總磷（TP）和總氮（TN）的檢測流程中，通常需要行高壓高溫消解，將水中的磷、氮元素從有機態(tài)或結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化為可溶性的正磷酸鹽或硝態(tài)氮。

搖床的作用：

在消解完成后，或者在進行某些特定的比色法分析前，需要確保：

冷卻均勻：使用帶制冷功能的全溫搖床，可以加速消解管的快速且均勻的冷卻。

混勻反應：在加入顯色劑后，樣品需要在恒溫下進行反應。搖床的溫和振蕩能保證顯色劑與水樣充分接觸，防止局部濃度過高導致的誤差，確保吸光度測定的準確性。

三、水環(huán)境微生物的富集與分離

監(jiān)測水源地、污水處理廠出水的水質(zhì)安全，離不開對特定致病菌（如大腸桿菌、沙門氏菌）或指示菌的檢測。

搖床的作用：

增菌培養(yǎng)：水樣中的細菌數(shù)量通常很少，直接檢測很困難。通常先將水樣加入液體培養(yǎng)基（如乳糖蛋白胨培養(yǎng)液），放入恒溫搖床（通常設(shè)定37℃或44.5℃）進行振蕩培養(yǎng)。振蕩能顯著提高細菌的繁殖速度，使其在短時間內(nèi)數(shù)量呈指數(shù)級增長（富集）。

菌株篩選：在分離特定降解菌（如用于處理石油污染、印染廢水的優(yōu)勢菌種）時，需要在培養(yǎng)基中加入目標污染物，利用搖床模擬水流環(huán)境，篩選出能在該環(huán)境下高效降解污染物的微生物菌株。

四、水質(zhì)毒理學研究

隨著生態(tài)毒理學的發(fā)展，僅靠化學指標已不足以評估水質(zhì)安全，利用生物進行毒性測試成為重要手段。

搖床的作用：

藻類生長抑制測試：標準方法（如OECD 201）要求在受試水樣中培養(yǎng)藻類（如小球藻），并測定其生長率。恒溫搖床提供了光照（部分帶光源搖床）、溫度和振蕩，不僅防止藻體沉底粘連，還能保證每個藻細胞接受均勻的光照和營養(yǎng)物質(zhì)，從而精準計算出污染物對藻類的毒性半效應濃度（EC50）。

發(fā)光細菌法：雖然發(fā)光細菌測試通常較快速，但在進行長期的慢性毒性暴露實驗時，搖床用于維持菌懸液的活性和均勻性。

五、選型指南：水質(zhì)監(jiān)測專用的恒溫搖床

針對水質(zhì)監(jiān)測的特殊需求，選擇恒溫搖床時應關(guān)注以下參數(shù)：

溫控精度：BOD?測定要求20℃±0.5℃甚至更高，因此需選擇高精度PID控制的機型。

振蕩方式：回旋式通常是水質(zhì)分析，因為它既能保證良好的氧氣傳遞（適合BOD和好氧菌培養(yǎng)），又不易導致試管/培養(yǎng)瓶內(nèi)的液體濺出。

夾具適配：水質(zhì)檢測常用BOD培養(yǎng)瓶（通常是特定的細口玻璃瓶）或錐形瓶。選購時需確認搖床配套的彈簧網(wǎng)架或?qū)Ｓ脢A具能否牢固固定這些容器。

制冷功能：如果實驗室溫度較高，或者需要進行低溫保存及模擬冷水環(huán)境，建議選擇全溫搖床（帶制冷，4℃-60℃）。

結(jié)語

在水質(zhì)監(jiān)測實驗室中，分析儀器（如分光光度計、質(zhì)譜儀）負責“讀取結(jié)果"，而恒溫搖床則負責“創(chuàng)造反應條件"。沒有恒溫搖床提供的穩(wěn)定生物環(huán)境和物理混合條件，水樣中的有機物降解、微生物繁殖以及化學反應就無法按既定標準發(fā)生，最終的監(jiān)測數(shù)據(jù)也將失去意義。