伊利湖藻華的衛(wèi)星圖像。

辛辛那提大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種傳感器，可以檢測(cè)污染河流、湖泊和溪流等地表水的藻華中的毒素。及早發(fā)現(xiàn)這些毒素可以幫助水處理廠調(diào)整處理策略，防止危險(xiǎn)物質(zhì)污染飲用水。

該研究由環(huán)境工程教授 Dionysios Dionysiou 和他的學(xué)生 Vasileia Vogiazi 領(lǐng)導(dǎo)，后者最近從加州大學(xué)獲得了環(huán)境工程博士學(xué)位。

研究人員創(chuàng)建了一種基于電化學(xué)適體的傳感器，可以檢測(cè)和測(cè)量水中的微囊藻毒素藍(lán)藻毒素。微囊藻毒素是有害藻類大量繁殖的有毒副產(chǎn)品，當(dāng)農(nóng)業(yè)中使用的肥料滲入水體時(shí)就會(huì)產(chǎn)生微囊藻毒素。通過飲用水接觸可能導(dǎo)致肝損傷、腫瘤生長(zhǎng)和腸胃炎。

一旦在成品飲用水中檢測(cè)到藍(lán)藻毒素，就很難去除——2014 年發(fā)生在俄亥俄州托萊多市，導(dǎo)致 500,000 名消費(fèi)者禁止飲酒。在淡水源中使用傳感器進(jìn)行早期檢測(cè)，例如托萊多案例中的伊利湖，將在水進(jìn)入處理設(shè)施之前提醒水處理廠注意毒素的存在。

“傳統(tǒng)的處理工藝在去除藍(lán)藻毒素方面并不總是有效。被這些毒素污染的水更難處理，”Vogiazi 說。“如果毒素通過幾個(gè)處理階段，預(yù)計(jì)處理廠的總體管理會(huì)出現(xiàn)成本和重大困難的不幸增加�！�

在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的資助下，研究結(jié)果發(fā)表在ACS ES&T Engineering雜志上。

項(xiàng)目合作者包括來自加州大學(xué)多個(gè)學(xué)科的研究人員：化學(xué)工程教授 Vesselin Shanov；Ryan White，電氣工程和化學(xué)副教授；和著名的化學(xué)研究教授比爾·海涅曼 (Bill Heineman)。來自環(huán)境保護(hù)署的研究人員——Armah de la Cruz 和 Eunice Varughese——也做出了貢獻(xiàn)。

“Vasileia 非常有動(dòng)力。她參加了典型的環(huán)境工程培訓(xùn)，”Dionysiou 說�！八�去化學(xué)系學(xué)習(xí)與電化學(xué)和傳感器開發(fā)相關(guān)的方面，她在一家制造適體的公司做了一些測(cè)試，她得到了比爾海涅曼教授和瑞安懷特教授的傳感器的驚人支持�！�

研究人員使用從伊利湖和俄亥俄州其他水域采集的水樣，利用他們的傳感器成功檢測(cè)并測(cè)量了該地區(qū)常見的特定類型微囊藻毒素的含量。未來研究的下一步是擴(kuò)大傳感器可以檢測(cè)的毒素類型，并創(chuàng)建用于該領(lǐng)域的原型設(shè)備。

“我們專注于在俄亥俄州和其他地方非常常見的微囊藻毒素，但還有其他重要的毒素，因此我們希望開發(fā)可以選擇性檢測(cè)其他毒素的改良傳感器，以及可以檢測(cè)和定量測(cè)量的傳感設(shè)備水中的多種藍(lán)藻毒素，”Dionysiou 說。