德国亥姆霍兹研究中心协会 国际研究表明，使用新技术可以更快更可靠地确定被粪便污染的淡水
信用:焦等，doi:10
1126/sciadv
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这项工作是由数控加工中心许可的 废水携带大量有机物质进入河流和湖泊，导致细菌大量生长和缺氧
迄今为止，测量方法还不能精确测量这种有机污染
亥姆霍兹-曾特鲁姆赫伦大学的专家们共同开发的一种新方法应该能清晰地描绘出未来的水资源状况
这项工作现已发表在科学杂志《《科学进展》》上
当来自乡村和城市的废水流入河流和湖泊时，大量的脂肪、蛋白质、糖和其他含碳的有机物质与粪便一起进入大自然
这些有机物质被消耗氧气的细菌分解
废水量越大，细菌越容易繁殖
然而，这意味着水中的氧气含量持续减少，直到最终鱼、肌肉或蠕虫耗尽空气
这在世界各地的许多河流和湖泊中造成了低氧死亡区
到目前为止还没有测量的黄金标准 为了测量粪便中的有机物对水的污染程度，政府机构和环境研究人员定期采集水样
一种广泛使用的测量方法使用化学反应来确定有机物质的含量
正如一个国际科学家小组现在所显示的，这种既定的方法提供的数值很难从中得出水污染的实际程度
教授
赫里翁碳循环研究所主任赫尔默斯·托马斯也是这项研究的贡献者，这项研究现已发表在科学杂志《《科学进展》》上
“在论文中，我们因此也引入了一种新的方法，使测量在未来更加可靠，”他说
使用常规测量方法，将水样与化学物质高锰酸盐或重铬酸盐混合
这些物质特别活泼，能在短时间内分解所有有机物质
消耗的高锰酸盐或重铬酸盐的数量可以用来确定水样中含有多少有机物质
专家称这种测量为“化学需氧量”
化学需氧量测量的问题在于，它们无法区分随污水进入水中的有机物质和木材腐烂时释放出来的天然物质，如木质素和腐殖酸
这意味着水污染很难与有机物的自然含量区分开来
“以韩国的汉江为例，我们已经表明，过去25年来，废水中的有机物质污染已经减少
“然而，化学需氧量的测量仍然显示出和以前一样高的数值，”赫尔默斯·托马斯说，“因为在这里，天然物质构成了水中有机物的很大一部分。”
" 复杂的生物分析 但是如何才能更可靠地测量实际污染呢？生物测量方法在这里已经建立了几十年，但它比化学需氧量方法复杂得多，因此很少被政府机构和研究机构使用
在这种情况下，从河流或湖泊中提取水样，并测量水中的氧含量作为初始值
另一个“平行样品”立即密封
然后这个水样停留五天
在此期间，细菌分解有机物，从而逐渐消耗水中的氧气
五天后，打开容器并测量氧气
如果水中含有大量有机物，那么细菌就特别活跃
氧气消耗相应地高
专家在这个测量中提到了“生物需氧量”
“生化需氧量的测量要比化学需氧量精确得多，因为细菌会优先分解废水中的小有机分子，而不会影响木质素等天然分子，”托马斯说
然而，生化需氧量的测量也有其缺点
生化需氧量的测量需要五天，而化学需氧量的值在几分钟后就可以得到
但是，在填充、储存和测量水样时，必须非常小心，以确保环境空气中的氧气不会进入样品并伪造测量值
“只有少数具有丰富实验室经验的人掌握了如何完全处理生化需氧量的测量，”托马斯说
“因此，即使在今天，政府机构和研究人员仍然更喜欢化学需氧量，尽管它的不确定性更大
" 更快、更可靠的方法 因此，赫尔默斯·托马斯和他的团队正在引入一种替代方法，对传统的生化需氧量测量方法进行改进
该方法的优点是只需要一个水样，立即密封，在不干扰样品的情况下测量耗氧量
因此，无需在五天后再次打开样品来测量氧含量
这防止样品再次与大气中的氧气接触
采用这种新方法，水样一充满，就将光纤插入样品容器
通过这种光纤，可以利用光学效应直接连续测量样品中的氧含量
托马斯说，“我们可以不间断地测量氧气含量，获得细菌消耗氧气的更精确的图像
“第一次测试表明，大约48小时后就可以得到有意义的结果，这大大加快了生化需氧量的测量
总之，光学方法不仅使生化需氧量的测量更可靠，而且更快
赫尔默斯·托马斯认为，新方法将在未来几年作为新标准建立，取代化学需氧量和经典生化需氧量的测量
例如，将来有可能比以前更可靠地确定水污染控制措施是否真正成功
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