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

恒溫?fù)u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(zhǔn)確性和可重復(fù)性。本文將詳細(xì)探討恒溫?fù)u床在水質(zhì)監(jiān)測中的幾大關(guān)鍵應(yīng)用。

一、BOD?測定：微生物的“呼吸運(yùn)動(dòng)"

生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand,BOD?）是評價(jià)水體受到有機(jī)物污染程度、最核心的指標(biāo)之一。它代表了水中微生物分解有機(jī)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定BOD?測定必須在20℃±1℃下進(jìn)行，因?yàn)槲⑸锏拇x活性對溫度極度敏感。恒溫?fù)u床提供了這一精確的生化反應(yīng)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(xì)菌表面的溶解氧很快耗盡，會導(dǎo)致反應(yīng)停止。恒溫?fù)u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(gè)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(yù)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(jī)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(jìn)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?fù)u床，可以加速消解管的快速且均勻的冷卻。

混勻反應(yīng)：在加入顯色劑后，樣品需要在恒溫下進(jìn)行反應(yīng)。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(dǎo)致的誤差，確保吸光度測定的準(zhǔn)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(xì)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?fù)u床（通常設(shè)定37℃或44.5℃）進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。振蕩能顯著提高細(xì)菌的繁殖速度，使其在短時(shí)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(shí)，需要在培養(yǎng)基中加入目標(biāo)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(xué)研究

隨著生態(tài)毒理學(xué)的發(fā)展，僅靠化學(xué)指標(biāo)已不足以評估水質(zhì)安全，利用生物進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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?fù)u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(gè)藻細(xì)胞接受均勻的光照和營養(yǎng)物質(zhì)，從而精準(zhǔn)計(jì)算出污染物對藻類的毒性半效應(yīng)濃度（EC50）。

發(fā)光細(xì)菌法：雖然發(fā)光細(xì)菌測試通常較快速，但在進(jìn)行長期的慢性毒性暴露實(shí)驗(yàn)時(shí)，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?fù)u床

針對水質(zhì)監(jiān)測的特殊需求，選擇恒溫?fù)u床時(shí)應(yīng)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(jī)型。

振蕩方式：回旋式通常是水質(zhì)分析，因?yàn)樗饶鼙ＷC良好的氧氣傳遞（適合BOD和好氧菌培養(yǎng)），又不易導(dǎo)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(xì)口玻璃瓶）或錐形瓶。選購時(shí)需確認(rèn)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(shí)驗(yàn)室溫度較高，或者需要進(jìn)行低溫保存及模擬冷水環(huán)境，建議選擇全溫?fù)u床（帶制冷，4℃-60℃）。

結(jié)語

在水質(zhì)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室中，分析儀器（如分光光度計(jì)、質(zhì)譜儀）負(fù)責(zé)“讀取結(jié)果"，而恒溫?fù)u床則負(fù)責(zé)“創(chuàng)造反應(yīng)條件"。沒有恒溫?fù)u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(jī)物降解、微生物繁殖以及化學(xué)反應(yīng)就無法按既定標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生，最終的監(jiān)測數(shù)據(jù)也將失去意義。