水质安全视角下的生物监测技术研究与应用

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1、水质安全视角下的生物监测技术研究与应用黄凯宁2尚昭琪2赵焱1张金松1宛如意21深圳市水务（集团）有限公司深圳5180302深圳市开天源自动化工程有限公司深圳518030摘要本文综述了在当前水质污染事件频发现状下水质毒性监测的必要性，并以水质毒性生物监测仪(RTB)为例探讨水污染预警的生物监测技术原理。在了解生物监测原理的基础上进行试验比对并给出相应实验结果，并指出了水质毒性生物监测仪在实际运用中的优势。关键词水质污染水质毒性生物监测RTB随着近代工农业的发展，水环境作为工农业废物的最终排放点，污染现象越来越严重，这不仅引起水生生物种群和群落结

2、构的变化，严重时将导致水生生态系统的破坏和崩溃。水体污染达到一定程度后，除了直接影响水生生物的正常生活外，也直接或间接地威胁人类的健康和生产活动。为了保护水源和水生生态系统，对水质进行毒性监测已经成为评价水环境质量的重要环节。一水质生物毒性监测的必要性目前我国面临水污染日益严重和水环境不断恶化的严峻形势，水污染加重导致水资源短缺和供需矛盾加剧。近几年来，我国饮用水水源地污染事件不断，饮用水安全受到严峻挑战。2005年11月，吉林石化公司双苯厂发生爆炸，造成松花江部分江段污染，导致沿江居民用水发生困难。2005年12月，广东某企业超标排放含镉废

3、水，导致下游10万人无法饮用北江水。2006年9月8日，湖南省岳阳县发生一起饮用水源受到砷（砒霜）化合物污染事故，导致约10万人饮水困难。这些不断增多的饮用水水源地污染事件，已成为饮用水源安全保障的最突出问题，严重威胁到居民饮用水安全，对当地百姓生产和生活产生了巨大影响。保障安全供水，建立供水预警系统已成为水质监测部门的一项不可推卸的责任，而应急毒性监测是供水预警系统中至关重要的一环。水质污染早期污染预警技术虽然经过二十多年的发展，目前并未形成成熟的占主导地位的技术和产品，究其原因，各种产品均有其优点和局限性，而中国在这方面尚处在研发与应用的

4、起步阶段，尤其是在供水行业，主要通过直接养鱼来预警水质变化，方法不规范，对水质变化不敏感。生物监测是系统地利用生物反应来评价环境的变化，并将其信息应用于环境质量控制程序中的一门科学。生物监测的目的是希望在有害物质还未达到受纳系统之前，在工厂或现场就以最快的速度把它检测出来，以免破坏受纳系统的生态平衡；或是能侦察出潜在的毒性，以免酿成更大的公害。本文在此将以水质毒性生物监测仪（RTB）为例对生物监测技术进行研究和探讨。它借助图像监测的方式在线观测水生物的各种行为变化，预警水质污染事件的发生。图1RTB装置外观图二水污染的生物毒性监测2.1水污染

5、生物监测的理论依据在一定条件下，水生生物群落和水环境之间互相联系，互相制约，保持着自然的暂时的相对平衡关系。水环境中进入的污染物质，必然作用于生物个体、种群和群落，影响生态系统中固有生物种群的数量、物种组成及其多样性、稳定性、生产力以及生理状况，使得一些水生生物逐渐消亡，而另一些水生生物则能继续生存下去，个体和种群的数量逐渐增加。水污染生物监测就是利用这些变化来表征水环境质量的变化。2.2水污染生物监测的特点同理化检测相比，生物监测有自己的特点：生物监测能反映各种污染物的综合影响；理化检测是定期采用，结果不能反映采样前、后的情况，而水中生物，

6、汇聚了整个生长期环境因素改变的情况；有些水生生物对污染物很敏感，有些连精密仪器都测不出的微量元素的浓度，却能通过“生物放大”作用在生物体内积累而被测出。生物监测也有自己的不足之处：生物监测不能定性和定量的测定水质污染；检测的灵敏性和专一性方面不如理化检测；某些生物监测需时较长。生物监测是理化检测的重要补充，对于评价环境质量状况有着十分重要的作用。理化检测一般只考虑瞬时污染状况，要做到长期连续监测，在经济上往往是不合适的。要了解污染的累积效应，采用生物监测更合适。同时，仅利用污染物质的浓度值来反映污染程度及危害也是不全面的，因为某些污染物质在环

7、境中的含量极微不等于毒性极微，反之亦然。用生物监测进行配合，充分利用指示生物对污染物毒性反应的敏感性，便能较准确地反映真实的污染状况。三水质毒性生物监测仪(RTB)监测技术鱼类对水环境的变化十分敏感，当水体中有毒物质达到一定质量浓度时，就会引起一系列中毒反应，因而被广泛应用于毒性和水质污染的生物监测、评价。并且以鱼类为指示物测定生物毒性，与常规的毒性测定方法如发光菌、水蚤类、藻类毒性试验法等相比，具有操作简便、快速、经济、重复性好等特点，已被列为国家标准急性毒性评价方法（GB/T13267－91）。由于斑马鱼基因与人类基因的相似度达到87%，

8、所以斑马鱼在生物预警技术中得到广泛应用。当对人体有危害的有毒物质进入放养有斑马鱼的水体后，斑马鱼会作出与人类类似的毒性反应。水质毒性生物监测仪（RTB）以繁殖迅速、