生态方法检测水质科学迅捷

近日，颐和园附近的京密引水渠团城湖北闸，从河北调来支援北京的水在此进行清污，巨大的清污机下缠挂着一些树叶、树枝等漂浮物，河水静静地流淌着，清澈见底，以每秒13立方米的速度，最后经北京市水源九厂等水厂进入北京千家万户。

在清污机旁有一间外表不起眼的小房子，里面有一台类似取款机的机器，名为“水质安全生物预警系统”， “这个机器可不一般，它的‘腹内’装有20多条活蹦乱跳的小鱼，它们是24小时不下岗的‘水质监测员’，时时守护着京城的水源。”中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室负责人王子健教授说。

　　如水质变化小鱼行为异常会报警

7月上旬的一天，王子健教授带着他的学生来到京密引水渠团城湖北闸，他们每个月都要更换用来监测水质的小鱼。

　　“水质安全生物预警系统”外形非常像取款机，上面部分为显示仪，有着类似心电图一样的动态显示图像，分别代表着“游动”、“摆动”、“摄食运动”、“摆鳍运动”等不同指标，中间部分装有8个测试管，每个管内分别装有3至4条小鱼，这些小鱼全身为半透明的青灰色，只有约2至3厘米长，就像小鱼苗儿，与测试管连接的是两个精密仪器，它们被安装在机器下部，同时有水管与测试水源地相连。

　　王子健一边指导学生更换小鱼，一边讲解：这种鱼名为日本青鳉，生性比较敏感，如果水质发生变化，它们就会出现行为异常，如不同程度的快速游动、鱼鳃张合速度改变，从而切割测试管内的电场，仪器会自动发出报警，而且这部仪器装有GPS传输系统，如果水质发生异常，警报会直接传送到检测电脑以及检测者的手机上，非常方便。

　　测试鱼“年龄”3到4个月最合适

　　担任“水质监测员”的小鱼全部来自中科院生态环境研究中心，走进该中心环境水质学国家重点实验室的养鱼房，一排排水箱整齐排列，上下两层，蔚为壮观，不同“年龄”不同品种的小鱼生长其间，每个水箱上面都有口径约3毫米的水管不停向箱内注水，保证水箱内水质清洁。

　　王子健教授介绍，这里储备的测试水质所用小鱼达数千条，它们已在实验室中生长了六代，性能非常稳定，从种类上说分为三种，其中“日本青鳉”和“斑马鱼”皆为国际实验物种，前者多生长在稻田中，又名“稻田鱼”，对稻田中的一些除草剂、杀虫剂等格外敏感；另一种为“稀有鲫”，从外形来看，像小号的鲫鱼，原生长地为长江上游的清洁水体中，对污染物极为敏感，即使是轻微污染也不耐受，“到中游一带时，长江水质已变浑，这种鱼就极少能见到。”

　　作为“水质监测员”，小鱼的“年龄”在3到4个月时最为合适，而且每两个月就要更换一批。对此王子健教授解释，因为若鱼长得太大，它在水中适应性就会增强，变得比较耐污染，若太小又会特别敏感，也影响水质监测的准确性。

　　生态方法检测水质科学迅捷

　　王子健教授介绍，从国家有关标准来看，要判断水质是否合格，有109项检测指标，与之前的40多项相比已有明显进步，但与发达国家相比，水质检测方面差距还不小，如美国水质检测指标多达200多项。他说，“仅以人类生产和使用的化学品种类来讲，就有103万多种，经常在生活中遇到的也有3万多种，它们都有可能出现在水体中，从理论上说要保证水体安全，至少要检测几千种污染物，因此目前的109种检测指标也远远不够，但每增加一种检测指标就要增加检测费用，因此单纯用技术手段进行水质检测还行不通。”

　　王子健说，2005年松花江水污染事件给世人留下深刻印象，饮用水源一旦有毒，带来的后果不堪设想，现在市场上供应的农药品种很多，其中一些化学含量并不在国家饮用水源检测指标中，如此说来，就是达到国家标准的水也不能保证其绝对“无毒”。而鱼作为生长在水中的生物对水质天生敏感，特别是一些体形很小的鱼类对污染的耐受力很差，水体稍微有污染物，它们要么死亡要么行为会发生异常，通过对鱼的监测来实现对水质的监测既简单方便又科学迅捷。

　　敏感度高的小鱼可辨别亚急性中毒

　　当大量有毒物品投放在水体中，一定体积的水中毒性突然增大，生活其中的鱼就会急性中毒而亡，这样的水质变化一般可以明显观察到，在实际生产生活中，最担心的是水质的微弱变化，如水中已有一些含量较低的毒药，但由于像草鱼、鲢鱼等传统淡水鱼对水质要求不高，对污染物耐受性大，因此有可能这些鱼的行为没有发生什么异常，因此只有对水质非常敏感的小体形鱼才能作为合格的“水质监测员”。

　　王子健表示，像“日本青鳉”、“稀有鲫”和“斑马鱼”都是采用生态法进行水质检测的最好选择，特别是在实验室中经过多代繁育的，生理机能非常稳定，对水质敏感度非常高，当水体出现浓度较低的“亚急性中毒”时，有毒的物质会损害它们的神经机能，使它们出现活动迟钝、生理机能改变等行为学异常，这些异常通过“水质安全生物预警系统”及时地传达给人，从而有效实现水质监测。

　　曾经在抗震救灾中大显身手

　　去年5月22日，王子健教授的学生——中科院生态环境研究中心饶凯锋助研和任宗明博士，曾携带一大桶水登上开往四川成都的航班，当时那桶“特殊”的水里装的就是中国科学院捐赠给四川地震灾区用于生物监测水质安全的标准模式鱼，随行的还有一套水质安全在线生物预警系统，整套系统用于成都市区的自来水水源水质监测，提高了成都对城市供水安全突发事件的快速应急能力，为地震灾区的水源水质安全保障提供了支持。

　　据了解，北京有六成的城市用水来自河北，河北水经过长途跋涉抵达京城后，除采用现有常规理化监测外，目前还采用了这种水质在线生物安全预警系统。王子健说，通过先进的生物检测方法实现对重点地区、重点水域和供水水源地的水质监测，及时准确地获得水质信息，将提高政府对突发水质污染事故的预警预报及快速反应能力。