水质生物毒性监测仪技术及性能指标研究进展

马云霞 魏杰 丁丽君

摘 要 随着时代的发展，我国国民对于环境保护的意识也日渐增强，水与人们的日常生产生活息息相关，对水质的检测也成为环境监测人员最重要的一项工作之一。水质生物毒性监测技术的应用可以有效地对水体进行监测，通过这种监测可以使工作人员清晰的了解水体水质情况，当水体出现毒性超标的问题时可以进行及时的干预，保证水体的质量。

关键词 我国水质现状;水质生物毒性检测;生物毒性检测仪;研究发展方向

水是一种不可再生能源，对水质水体的监测保护是摆在环保工作人员面前的一道难题。我国水质毒性事件时有发生，带有毒性的水进入人体之后会直接导致其发生病变，甚至威胁人的生命，同时由于水体具有流动性渗透性，带有毒性的水体经过渗透会流入地下水，严重污染地下水水质，毒性水体还会侵蚀土壤，使土壤中也会含有有毒物质，极大地威胁人们生命健康安全。

1我国水质现状

我国水质虽然经过长期的改善初见成效，但是仍有不少水体存在重金属、污染物超标的问题。肉眼无法分辨水体是否带有毒性，即使清澈的水源地也极有可能也存在重金属污染的风险，在自然界中存在数十万种天然化学物质，这些化学物质通过水体的溶解作用，可以将化学物质残留在水体之中。除了自然界的天然化学物质溶解使水体带毒之外，更多带毒水体的产生是由于人类工业生产排放的有毒化学物质造成的，在带毒水体中多含有带有毒素的无机物、与一部分带有毒素的有机物，无机物带毒水体主要含有超标的重金属物质，而有机物带毒水体中主要含有的是一些碳水化合物，例如有机氯农药、燃料、有机洗洁剂等。如果饮用了这种带有毒素的水体，可以造成人体重金属堆积，胎儿畸形等严重后果，所以对于有毒水体的监测是十分有必要的[1]。

2水质生物毒性检测

我国水质带毒事件频频发生，因此对于水质毒性监测也提出了较高的要求，多地都通过各种水质毒性检测计划开展对于当地水质的监测工作，在未来相当漫长的一段时间里，水质毒性监测工作都将成为水质、环境监测的重点监测项目。

2.1 发光菌生物毒性监测

水质生物毒性监测技术，是一种生物监测技术，其原理是通过利用發光菌作为生物监测器进行的水质毒性检测。利用发光菌体内发光的特性，将发光菌加入水体样本，发光菌会因受到水质毒性的影响而活性降低，活性降低的发光菌不再会发出光亮，监测人员可以通过发光菌的发光量，发光面积对水质进行判定，并且此项技术能够运用到超过两千种不同毒性水质监测当中，应用范围十分广泛。

2.2 鱼类生物毒性监测

鱼作为水族中食物链的顶端，其生命体征是监测水体毒性最直接有效的办法。将鱼放入含有毒性的水体内，通过解剖观察其体内细胞，可以直接明了的判断水体污染毒性物质，另外通过对鱼类胚胎的观察可以分析水体中带毒物质的合成方式，从而找到解决水体污染的办法。这种生物毒性监测，能够直观的为人类提供带毒水体的确切资料，能在短时间内找到是何种物质对水体造成了污染，从而第一时间进行人工干预，保障水质安全。

2.3 大型蚤生物毒性监测

大型蚤作为淡水生物中最重要的种群，对有毒物质反应比较敏感，繁殖周期短，适合大批量培养用于生物毒性监测中，且大型蚤是国际标准的毒性实验生物之一，对大型蚤的生物毒性监测，可以有效地反应水体中含有的重金属渣，此方法被广泛应用于农业废水、工业废水的水体毒性评价，为水质生物毒性检测仪器的研究发展提供科学监测数据。

2.4 藻类生物毒性监测

水藻作为淡水中最常见的植物之一，它的产生和消亡与水质有最直接的关系，利用藻类植物来检测水中含有的毒性物质是一种较为常见的水体毒性检测方法之一。由于藻类生长周期短，繁殖量大，检测成本低，通过显微镜对藻类的细胞进行观察，就能清晰地看到藻类中毒的症状，从这些症状中判断水体含有的有毒物质。藻类作为最常见、应用最广泛的生物毒性检测方式，在各国被广泛应用，并且藻类的毒性研究监测数据能为水质生物毒性监测仪提供必要的科学数据支持，提高了监测仪的监测水平。

2.5 水质生物监测应用范围

水质生物监测应用范围广泛，能够监测地表水、地下水、未处理水、化学工业用水的有机、无机化学物的含量及水中有毒物质测定，如常见的重金属物质、石油污染物、有机、无机化学污染物等。当水体中的有毒物质到达一定浓度之后，系统可以自动报警使监测人员能第一时间进行水体的清洁处理工作。水质生物毒性检测现在已经应用到各大城市的供水预警系统之中，能够实时监测饮用水源是否安全[2]。

3生物毒性检测仪

生物毒性检测仪是水质生物毒性检测中最重要的仪器，目前常见的生物毒性检测仪有两种，分别是台式细菌发光毒性检测仪器和便携式细菌发光毒性仪。

3.1 台式细菌发光毒性检测仪器

台式细菌发光毒性仪器主要针对的是水体有毒物质分析，菌种要符合国际标准，一般采用符合国际ISO认证的费式弧菌进行有毒水体的检测，有些台式检测仪则采用我国的标准，使用明亮发光杆菌T3小种进行有毒水体的监测。国际标准与国内标准的菌种在复苏时间上有明显差别，国际标准的费式弧菌在检测完成后，需要恢复十五分钟左右才可以进行下一次的水质监测，而明亮发光杆菌T3小种则仅需要恢复两分钟左右便可进行下一次的水质监测工作。还有一些仪器会使用鳆鱼发光杆菌当作检测菌种，此类菌种恢复时间较长，所以在台式细菌发光毒性检测仪中不经常使用。由于一些检测样本水样浑浊，所以在台式细菌发光毒性检测仪工作过程中很难分辨发光细菌的发光程度，对水体检测产生一定的干扰，台式发光仪器对于细菌发光色度有一定的提升作用，抗干扰能力相对较强。

3.2 便携式细菌发光毒性检测仪

便携式细菌发光毒性检测仪最大的优点就是便携，在对户外水体进行检测中发挥了巨大的作用，同时其检测速度较快，能够进行大规模的水质检测。大多数便携式检测仪的检测菌种使用的是ISO国际标准的费式弧菌，有些便携式检测仪中会使用鳆鱼发光杆菌。少部分便携式检测仪用的是青海弧菌，但由于这种菌种缺乏实验数据，不符合国内国际检测标准，所以一般不予使用。由于发光杆菌的检测方式类似，便携式细菌发光毒性检测仪更侧重于检测效率，在使用过程中先对被检测的水体进行稀释，稀释的目的是为了减少菌种的恢复时间，从而提高检测效率，在水体监测完毕之后进行比例推算，计算出水体内含有毒害物质的量，可以说此种方法是一种简便易操作的生物毒性检测方法。

3.3 两种检测仪器的比较

在进行水质生物毒性检测中，台式、便携式两种仪器均可以检测水中的有毒物质。台式的优点在于其精确性，可以更加精确的分析出水体内含有的毒害物质，及毒害物质的数量分布情况，适合长期监测水体水质。便携式检测仪器具有可方便携带，检测速度快，现场检测等优点，但其精度较低，只能粗略判断水体内是否含有有毒物质，无法给出更加具体的有毒物质数据，是一种快速检测的办法，适合工作人员对水域水质状况定期巡视时使用。这两种检测仪器均是利用细菌发光的特性进行水质监测，所以从技术层面上而言台式、便携式检测仪的监测技术水平基本一致[3]。

4水质生物毒性检测仪未来发展方向

目前水质生物毒性检测仪器已经得到了广泛的应用，其未来发展方向有三个。

4.1 复合型有毒性质检测

通过水质毒性产生的过程，可以清晰地了解到水体有毒物质的来源，主要分两种，一是自然界的有毒化学物质入侵水体造成水体带毒，二是人为排放带毒的有机物、无机物废水造成的水体带毒，这种人为方式对水体破坏面大、力度强，并且由于人工排放的废水会携带多种不同的毒害物质，会加大监测人员对的水体中有毒成分的情况发生的难度，因此在今后的水质生物毒性检测仪器发展过程中，应当注重发展能够分析复合毒性的生物毒性检测仪器。

4.2 利用生物传感器研制检测仪

生物传感器对于水中有毒物质较为敏感，并且监测时间更短，检测效率更高，在未来的水质生物毒性检测仪的发展过程中应当注重生物传感器的研究，利用生物传感器技术更加精确地监测水质。同时对于鱼类、藻类的毒性试验也应适当发展，为之后的监测仪器研发提供更加全面的数据支持。

5结束语

水质生物毒性检测仪器的应用能够有效地进行有毒物质的监测工作，保障水源地安全，同时通过技术革新，水质生物毒性检测设备也越加精巧，检测速度也不断提升。未来的水质生物毒性检测仪研究重心，应当注重检测仪的复合毒性分析能力，利用生物传感器技术加快水质生物毒性检测仪的发展，通过相关毒性研究试验数据对水质生物毒性检测仪器性能进行完善。

参考文献

[1] 冯端，胡博，张国城.水质生物毒性监测仪技术及性能指标研究进展[J].计量技术，2019（10）：50-54.

[2] 朱波，吴斌生，谢思琴.生物毒性仪的测试原理及环境毒性检测的应用[J].环境与发展，2019，31（11）：156，158.

[3] 金磊，黄佳，陈蕾，等.水质生物综合毒性仪检测水体重金属[J].净水技術，2019，38（z1）：15-18.