在水環境監測和實驗室分析中，我們經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，而是需要經過一個關鍵的“前處理"或“生物轉化"過程。

恒溫搖床（Constant Temperature Shaker），作為這一過程中的核心設備，通過提供恒定的溫度和持續的振蕩，確保了水質監測數據的準確性和可重復性。本文將詳細探討恒溫搖床在水質監測中的幾大關鍵應用。

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境。

保持溶解氧（DO）：測定通常需要培養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。恒溫搖床通過連續振蕩，不斷更新瓶壁附近的液膜，使空氣中的氧氣持續溶解于水中，保證了微生物在整個5天內都有充足的“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、氮元素從有機態或結合態轉化為可溶性的正磷酸鹽或硝態氮。

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、水環境微生物的富集與分離

監測水源地、污水處理廠出水的水質安全，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：水樣中的細菌數量通常很少，直接檢測很困難。通常先將水樣加入液體培養基（如乳糖蛋白胨培養液），放入恒溫搖床（通常設定37℃或44.5℃）進行振蕩培養。振蕩能顯著提高細菌的繁殖速度，使其在短時間內數量呈指數級增長（富集）。

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

四、水質毒理學研究

隨著生態毒理學的發展，僅靠化學指標已不足以評估水質安全，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物質，從而精準計算出污染物對藻類的毒性半效應濃度（EC50）。

發光細菌法：雖然發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：水質監測專用的恒溫搖床

針對水質監測的特殊需求，選擇恒溫搖床時應關注以下參數：

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），又不易導致試管/培養瓶內的液體濺出。

夾具適配：水質檢測常用BOD培養瓶（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架或專用夾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境，建議選擇全溫搖床（帶制冷，4℃-60℃）。

結語

在水質監測實驗室中，分析儀器（如分光光度計、質譜儀）負責“讀取結果"，而恒溫搖床則負責“創造反應條件"。沒有恒溫搖床提供的穩定生物環境和物理混合條件，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生，最終的監測數據也將失去意義。