記者日前從河北省石家莊市環(huán)保部門獲悉，石家莊市率先在國內(nèi)實現(xiàn)了水源地生物監(jiān)測綜合預(yù)警工程的應(yīng)用。水源地生物監(jiān)測預(yù)警研究及水質(zhì)安全保障能力建設(shè)項目不僅對當(dāng)?shù)厮吹厮|(zhì)進(jìn)行了特征污染物篩查，還利用生物魚進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，對生物綜合毒性進(jìn)行評價，可有效預(yù)警有毒物質(zhì)引起的水體安全問題。項目已通過河北省科技廳組織的科技支撐計劃重點項目專家驗收和成果鑒定。

“魚衛(wèi)士”預(yù)警水源地水質(zhì)

毒性物質(zhì)存在后，青鳉魚會有回避行為，其逃避運動的電信號會產(chǎn)生變化，通過電信號的改變，經(jīng)過計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，進(jìn)而判斷污染性質(zhì)及其程度

2015年12月30日，在石家莊環(huán)境監(jiān)測中心的一間“水生物養(yǎng)殖室”，記者看到室內(nèi)整齊排列著36個水缸，每個水缸中都養(yǎng)著幾條細(xì)小的魚。“這是青鳉魚，總共有200多條。”石家莊環(huán)境監(jiān)測中心副主任洪綱指著這些小魚說，它們都是“看守”水源地的后備軍。

洪綱介紹說，在2015年初，石家莊市在滹沱河上游入河北境斷面、冶河上游入河北境斷面和黃壁莊水庫出庫，建設(shè)了3個智能化水質(zhì)生物預(yù)警自動監(jiān)測站，每個監(jiān)測站中負(fù)責(zé)“監(jiān)測”水質(zhì)變化的就是這小小的青鳉魚。

“在每個監(jiān)測站，青鳉魚生活的環(huán)境就是實時更新的當(dāng)?shù)厮w。”洪綱介紹，當(dāng)魚兒感受到水中有污染、毒性物質(zhì)存在后，會有一個回避行為，其逃避運動的電信號會產(chǎn)生變化，通過電信號的改變，經(jīng)過計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，進(jìn)而判斷污染性質(zhì)及其程度。

“為保證青鳉魚對毒性物質(zhì)敏感，這些看似平常的小魚要在無污染的條件下經(jīng)過毒理學(xué)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化繁殖培養(yǎng)馴化。”洪綱說，為了避免小魚對水源產(chǎn)生適應(yīng)性，保持生物對毒物的敏感性，監(jiān)測人員每個月都要更換一批小魚。

在石家莊環(huán)境監(jiān)測中心的會議室大屏幕上，顯示著從3個站點實時傳輸過來的數(shù)據(jù)，通過電腦操作，可以清楚地查看每個站點的水質(zhì)情況。

記者注意到，每個站點共有8條“心電圖”式的曲線圖實時變化著。對此，洪綱介紹說，每個站點都設(shè)有8個“生物行為傳感器”，每個“傳感器”中有3條青鳉魚，這8條“心電圖”代表的就是這8個傳感器里清鳉魚的活動行為。

為何要設(shè)置8個傳感器?對此，洪綱解釋說，這是為了確保不出現(xiàn)“魚為”誤差。“因為個體差異，有可能個別小魚自身原因引起行為異常，為了避免這種誤判，監(jiān)測儀上平行連接了8個容器，每個容器裝有3條青鳉魚。”洪綱說，這樣，只有當(dāng)大多數(shù)(5條以上)曲線圖變化劇烈，并且持續(xù)20分鐘以上時，才會觸發(fā)預(yù)警系統(tǒng)的啟動。

除了8條“心電圖”式的曲線圖，記者看到，在實時更新的監(jiān)控系統(tǒng)中，還能查看每個站點水質(zhì)的pH值、溫度、濁度、溶解氧、電導(dǎo)率等情況。

對此，洪綱介紹，整個生物監(jiān)測設(shè)備被置于智能化集成系統(tǒng)平臺中，并在這個系統(tǒng)上連接不同理化監(jiān)測設(shè)備，可以同時對常規(guī)5項參數(shù)(pH、溫度、濁度、溶解氧、電導(dǎo)率)、高錳酸鹽、有機(jī)化學(xué)污染物和多種重金屬進(jìn)行同步監(jiān)測。“河水被不斷抽取到集成系統(tǒng)中，首先流過小魚所在的設(shè)備中，再進(jìn)入其他設(shè)備。”洪綱說。

生物監(jiān)測突破常規(guī)監(jiān)測瓶頸

我國水源地監(jiān)測均采用常規(guī)化學(xué)監(jiān)測，難以對多種化學(xué)污染物和復(fù)合污染物進(jìn)行實時監(jiān)測，易造成預(yù)警遲滯

“近年來，國內(nèi)多次發(fā)生水污染事件，嚴(yán)重影響到飲用水源安全，而其發(fā)生原因和特點日益復(fù)雜，污染物種類也更加難以確定。”有關(guān)環(huán)境專家表示，但是我國水源地監(jiān)測均采用常規(guī)化學(xué)監(jiān)測，難以對多種化學(xué)污染物和復(fù)合污染物進(jìn)行實時監(jiān)測，易造成預(yù)警遲滯。

中國科學(xué)院院士倪晉仁表示，石家莊市水源地生物監(jiān)測預(yù)警研究及水質(zhì)安全保障能力建設(shè)項目利用特殊魚類進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，對生物綜合毒性進(jìn)行評價，可有效預(yù)警有毒物質(zhì)引起的水體安全問題，突破了常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測瓶頸。

同時，他表示，此項目建成的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，將生物和理化監(jiān)測毒性預(yù)警相結(jié)合，達(dá)到智能化連續(xù)、實時監(jiān)測預(yù)警、無人值守的目的。此外，項目還克服了大型溞、發(fā)光菌等其他類型生物監(jiān)測設(shè)備維護(hù)不便、運行成本高昂、監(jiān)測指標(biāo)單一的缺點。

據(jù)了解，目前，石家莊市已建立3個智能化水質(zhì)生物預(yù)警監(jiān)測站，和1套實驗室標(biāo)準(zhǔn)模式魚的馴化養(yǎng)殖及暴露系統(tǒng)。初步形成了覆蓋石家莊市水源地水環(huán)境生物毒性監(jiān)測預(yù)警技術(shù)體系和智能化在線監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺。

對此，項目驗收及鑒定專家組認(rèn)為，項目率先在國內(nèi)實現(xiàn)了水源地生物監(jiān)測綜合預(yù)警工程應(yīng)用，不僅為石家莊市水源地水質(zhì)安全保障提供了堅實的技術(shù)支撐，也為全國開展生物監(jiān)測預(yù)警提供了示范。