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(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了水源地生物監(jiān)測(cè)綜合預(yù)警工程的應(yīng)用。水源地生物監(jiān)測(cè)預(yù)警研究及水質(zhì)安全保障能力建設(shè)項(xiàng)目不僅對(duì)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(cè)，對(duì)生物綜合毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)，可有效預(yù)警有毒物質(zhì)引起的水體安全問(wèn)題。項(xiàng)目已通過(guò)河北省科技廳組織的科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目專家驗(yàn)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(huì)有回避行為，其逃避運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)會(huì)產(chǎn)生變化，通過(guò)電信號(hào)的改變，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)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(cè)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(gè)水缸，每個(gè)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(cè)中心副主任洪綱指著這些小魚說(shuō)，它們都是“看守”水源地的后備軍。

洪綱介紹說(shuō)，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(kù)出庫(kù)，建設(shè)了3個(gè)智能化水質(zhì)生物預(yù)警自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，每個(gè)監(jiān)測(cè)站中負(fù)責(zé)“監(jiān)測(cè)”水質(zhì)變化的就是這小小的青鳉魚。

“在每個(gè)監(jiān)測(cè)站，青鳉魚生活的環(huán)境就是實(shí)時(shí)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(huì)有一個(gè)回避行為，其逃避運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)會(huì)產(chǎn)生變化，通過(guò)電信號(hào)的改變，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)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(duì)毒性物質(zhì)敏感，這些看似平常的小魚要在無(wú)污染的條件下經(jīng)過(guò)毒理學(xué)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化繁殖培養(yǎng)馴化。”洪綱說(shuō)，為了避免小魚對(duì)水源產(chǎn)生適應(yīng)性，保持生物對(duì)毒物的敏感性，監(jiān)測(cè)人員每個(gè)月都要更換一批小魚。

在石家莊環(huán)境監(jiān)測(cè)中心的會(huì)議室大屏幕上，顯示著從3個(gè)站點(diǎn)實(shí)時(shí)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)電腦操作，可以清楚地查看每個(gè)站點(diǎn)的水質(zhì)情況。

記者注意到，每個(gè)站點(diǎn)共有8條“心電圖”式的曲線圖實(shí)時(shí)變化著。對(duì)此，洪綱介紹說(shuō)，每個(gè)站點(diǎn)都設(shè)有8個(gè)“生物行為傳感器”，每個(gè)“傳感器”中有3條青鳉魚，這8條“心電圖”代表的就是這8個(gè)傳感器里清鳉魚的活動(dòng)行為。

為何要設(shè)置8個(gè)傳感器?對(duì)此，洪綱解釋說(shuō)，這是為了確保不出現(xiàn)“魚為”誤差。“因?yàn)閭€(gè)體差異，有可能個(gè)別小魚自身原因引起行為異常，為了避免這種誤判，監(jiān)測(cè)儀上平行連接了8個(gè)容器，每個(gè)容器裝有3條青鳉魚。”洪綱說(shuō)，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(shí)，才會(huì)觸發(fā)預(yù)警系統(tǒng)的啟動(dòng)。

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

對(duì)此，洪綱介紹，整個(gè)生物監(jiān)測(cè)設(shè)備被置于智能化集成系統(tǒng)平臺(tái)中，并在這個(gè)系統(tǒng)上連接不同理化監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以同時(shí)對(duì)常規(guī)5項(xiàng)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(cè)。“河水被不斷抽取到集成系統(tǒng)中，首先流過(guò)小魚所在的設(shè)備中，再進(jìn)入其他設(shè)備。”洪綱說(shuō)。

生物監(jiān)測(cè)突破常規(guī)監(jiān)測(cè)瓶頸

我國(guó)水源地監(jiān)測(cè)均采用常規(guī)化學(xué)監(jiān)測(cè)，難以對(duì)多種化學(xué)污染物和復(fù)合污染物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，易造成預(yù)警遲滯

“近年來(lái)，國(guó)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(diǎn)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(guó)水源地監(jiān)測(cè)均采用常規(guī)化學(xué)監(jiān)測(cè)，難以對(duì)多種化學(xué)污染物和復(fù)合污染物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，易造成預(yù)警遲滯。

中國(guó)科學(xué)院院士倪晉仁表示，石家莊市水源地生物監(jiān)測(cè)預(yù)警研究及水質(zhì)安全保障能力建設(shè)項(xiàng)目利用特殊魚類進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，對(duì)生物綜合毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)，可有效預(yù)警有毒物質(zhì)引起的水體安全問(wèn)題，突破了常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)瓶頸。

同時(shí)，他表示，此項(xiàng)目建成的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將生物和理化監(jiān)測(cè)毒性預(yù)警相結(jié)合，達(dá)到智能化連續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警、無(wú)人值守的目的。此外，項(xiàng)目還克服了大型溞、發(fā)光菌等其他類型生物監(jiān)測(cè)設(shè)備維護(hù)不便、運(yùn)行成本高昂、監(jiān)測(cè)指標(biāo)單一的缺點(diǎn)。

據(jù)了解，目前，石家莊市已建立3個(gè)智能化水質(zhì)生物預(yù)警監(jiān)測(cè)站，和1套實(shí)驗(yàn)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(cè)預(yù)警技術(shù)體系和智能化在線監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

對(duì)此，項(xiàng)目驗(yàn)收及鑒定專家組認(rèn)為，項(xiàng)目率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了水源地生物監(jiān)測(cè)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(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，也為全國(guó)開展生物監(jiān)測(cè)預(yù)警提供了示范。