生物监测预警：“鱼卫士”全天候守护水源地
慧聪水工业网 日前从河北省石家庄市环保部门获悉，石家庄市率先在国内实现了水源地生物监测综合预警工程的应用。水源地生物监测预警研究及水质安全保障能力建设项目不仅对当地水源地水质进行了特征污染物筛查，还利用生物鱼进行水质监测，对生物综合毒性进行评价，可有效预警有毒物质引起的水体安全问题。项目已通过河北省科技厅组织的科技支撑计划重点项目专家验收和成果鉴定。
利用生物鱼进行水质监测，对生物综合毒性进行评价。
“鱼卫士”预警水源地水质
毒性物质存在后，青鳉鱼会有回避行为，其逃避运动的电信号会产生变化，通过电信号的改变，经过计算机对数据进行系统分析，进而判断污染性质及其程度
2015年12月30日，在石家庄环境监测中心的一间“水生物养殖室”，记者看到室内整齐排列着36个水缸，每个水缸中都养着几条细小的鱼。“这是青鳉鱼，总共有200多条。”石家庄环境监测中心副主任洪纲指着这些小鱼说，它们都是“看守”水源地的后备军。
洪纲介绍说，在2015年初，石家庄市在滹沱河上游入河北境断面、冶河上游入河北境断面和黄壁庄水库出库，建设了3个智能化水质生物预警自动监测站，每个监测站中负责“监测”水质变化的就是这小小的青鳉鱼。
“在每个监测站，青鳉鱼生活的环境就是实时更新的当地水体。”洪纲介绍，当鱼儿感受到水中有污染、毒性物质存在后，会有一个回避行为，其逃避运动的电信号会产生变化，通过电信号的改变，经过计算机对数据进行系统分析，进而判断污染性质及其程度。
“为保证青鳉鱼对毒性物质敏感，这些看似平常的小鱼要在无污染的条件下经过毒理学规范标准化繁殖培养驯化。”洪纲说，为了避免小鱼对水源产生适应性，保持生物对毒物的敏感性，监测人员每个月都要更换一批小鱼。
在石家庄环境监测中心的会议室大屏幕上，显示着从3个站点实时传输过来的数据，通过电脑操作，可以清楚地查看每个站点的水质情况。
记者注意到，每个站点共有8条“心电图”式的曲线图实时变化着。对此，洪纲介绍说，每个站点都设有8个“生物行为传感器”，每个“传感器”中有3条青鳉鱼，这8条“心电图”代表的就是这8个传感器里清鳉鱼的活动行为。
为何要设置8个传感器？对此，洪纲解释说，这是为了确保不出现“鱼为”误差。“因为个体差异，有可能个别小鱼自身原因引起行为异常，为了避免这种误判，监测仪上平行连接了8个容器，每个容器装有3条青鳉鱼。”洪纲说，这样，只有当大多数（5条以上）曲线图变化剧烈，并且持续20分钟以上时，才会触发预警系统的启动。
除了8条“心电图”式的曲线图，记者看到，在实时更新的监控系统中，还能查看每个站点水质的pH值、温度、浊度、溶解氧、电导率等情况。
对此，洪纲介绍，整个生物监测设备被置于智能化集成系统平台中，并在这个系统上连接不同理化监测设备，可以同时对常规5项参数（pH、温度、浊度、溶解氧、电导率）、高锰酸盐、有机化学污染物和多种重金属进行同步监测。“河水被不断抽取到集成系统中，首先流过小鱼所在的设备中，再进入其他设备。”洪纲说。
生物监测突破常规监测瓶颈
我国水源地监测均采用常规化学监测，难以对多种化学污染物和复合污染物进行实时监测，易造成预警迟滞
“近年来，国内多次发生水污染事件，严重影响到饮用水源安全，而其发生原因和特点日益复杂，污染物种类也更加难以确定。”有关环境专家表示，但是我国水源地监测均采用常规化学监测，难以对多种化学污染物和复合污染物进行实时监测，易造成预警迟滞。
中国科学院院士倪晋仁表示，石家庄市水源地生物监测预警研究及水质安全保障能力建设项目利用特殊鱼类进行水质监测，对生物综合毒性进行评价，可有效预警有毒物质引起的水体安全问题，突破了常规水质监测瓶颈。
同时，他表示，此项目建成的水质监测系统，将生物和理化监测毒性预警相结合，达到智能化连续、实时监测预警、无人值守的目的。此外，项目还克服了大型溞、发光菌等其他类型生物监测设备维护不便、运行成本高昂、监测指标单一的缺点。
据了解，目前，石家庄市已建立3个智能化水质生物预警监测站，和1套实验室标准模式鱼的驯化养殖及暴露系统。初步形成了覆盖石家庄市水源地水环境生物毒性监测预警技术体系和智能化在线监测预警网络平台。
对此，项目验收及鉴定专家组认为，项目率先在国内实现了水源地生物监测综合预警工程应用，不仅为石家庄市水源地水质安全保障提供了坚实的技术支撑，也为全国开展生物监测预警提供了示范。
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