在线生物毒性监测系统在饮用水源地水质监测中的应用

在线生物毒性监测系统在饮用水源地水质监测中的应用张迪生，谢馨，陈鑫琪(南京市环境监测中心站，江苏南京210013)摘要:通过对汞、镉、铬、铅和砷的生物毒性剂量效应分析，评估生物毒性监测方法在饮用水源地水质监测中的预警作用，结果显示，几种元素的生物毒性大小依次为:汞＞砷＞铅＞镉＞铬。结合南京上坝饮用水源地的生物毒性监测数据，建立动态报警限，用于评价水质安全。关键词:在线生物毒性监测系统;饮用水源地;水质监测中图分类号:X835文献标识码:B文章编号:1006－2009(2014)05－0053－03ApplicationofOnlineBiologicalToxicityMonitoringSysteminWaterQualityMonitoringofDrinkingWaterSourcesZHANGDi-sheng，XIEXin，CHENXin-qi(NanjingEnvironmentalMonitoringCenter，Nanjing，Jiangsu210013，China)Abstract:ThedosageeffectwasanalyzedonbiotoxicityofHg，Cd，Cr，PbandAs，toevaluatetheearlywarningfunctionofbiotoxicitymonitoringmethodonwaterqualitymonitoringofdrinkingwatersource．ItshowedthatthebiotoxicityrankwasHg＞As＞Pb＞Cd＞Cr．CombinedwiththebiotoxicitydataofDamwatersourceofNanjing，thedynamicalarmlimitwasestablishedtoevaluatethewaterquality．Keywords:Onlinebiologicaltoxicitymonitoringsystem;Drinkingwatersources;Waterqualitymonitoring收稿日期:2014－04－30;修订日期:2014－06－04基金项目:南京市环境保护局“水环境决策支持系统平台的研究”基金资助项目(201302)作者简介:张迪生(1970—)，男，安徽舒城人，高级工程师，学士，从事环境监测工作。重金属污染是世界范围内的主要环境问题之一。重金属进入环境后，由于其难以降解，易危害生态系统，最终将对人类健康产生威胁。近年来发生在兰州、武汉等地的饮用水源地污染事件，均给当地的生产生活带来了重大影响。在饮用水源地开展重金属自动连续监测，可以反映水体中生物可利用性重金属含量的变化，并及时对水体中可能发生的重金属污染进行预警。重金属汞、镉、铬、铅和类金属砷的污染范围广，危害大，属于毒性显著的元素，对人体的发育、分泌均会产生影响，并具有“三致”效应，因而备受公众关注［1－7］。对于重金属毒性的常规监测通常采用理化指标，用质量浓度预测其对人体的危害。生物毒性则采用生物学方法来评价水体安全性，常用的生物传感器有鱼类、蚤类、藻类和发光细菌，其中发光细菌因统计学稳定、易于产业化等特点，是目前最常用的生物毒性检测方法。今对汞、镉、铬、铅、砷等元素与发光细菌作生物毒性剂量效应分析，评价其毒物敏感性，并以南京上坝饮用水源地的生物毒性监测数据为基础，设置毒性动态报警限，为加强饮用水源地的保护和风险管理提供数据基础。1试验1．1主要仪器与试剂选用LumiFox8000型在线生物毒性监测系统(深圳朗石科学仪器有限公司)，该系统采用发光细菌综合毒性检测方法［4－5］，全自动在线监测水体的生物毒性，其结构见图1。进样/计量单元包括水样和发光细菌导入部分(含水样通道和质控样通道)及计量部分。恒温孵育单元具有对水样和—35—第26卷第5期环境监测管理与技术2014年10月图1在线发光细菌毒性监测仪的结构Fig．1Structureofonlineluminescentbacteriatoxicitymonitor试剂恒温处理的功能，包括接触反应、菌种保存。分析单元具有将测定值转换成电信号输出的功能，通过控制单元，完成对样品的自动在线分析。汞、镉、铬、铅、砷标准物质，购自广州分析测试中心。1．2数据处理和分析相对发光强度=(待测水样发光强度/空白水样发光强度)×100%，数据统计采用DPS分析软件。1．3水质预警限的设置每个采样点采集20个数据，计算均值X和标准偏差SD，动态控制线设置为X±3SD。当某次监测值超出该点饮用水毒性基准线控制范围X±3SD时，可判定该水样超出控制的毒性水平，必须引起高度重视。2结果与讨论2．1生物毒性剂量效应分析汞、砷、铅、镉、铬标准系列与发光细菌相对发光强度的对应关系分别见表1—