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现代水务:加强水质综合毒性监控 防范突发环境风险

蓝冠信息网 2020/09/25 09:39:06 点击 2094 次
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[导读] 为了帮助相关用户学习、了解水质毒性分析方法与检测技术的最新进展等内容,蓝冠信息网特别策划了“水质检测之综合毒性”专题。

  蓝冠信息网讯 近年来,突发性污染事件导致水质突变的现象时有发生,水质恶化对水生态系统造成危害,直接影响的就是用水安全。常规的水质监测给出的结果一般是各项检测指标的浓度,比如GB 5749-2006 《生活饮用水卫生标准》中列出的106项检测指标,但是水体中可能存在的有毒物质远不止这106种。

  所以为了直观地反映水污染状况,可以直接利用水中的活体生物来判定有毒物质的质量浓度。在单项毒性指标明确之前,用一种综合的毒性效应指标快速报告毒性的存在及大小,为下一步准确确定毒性物质提供指导,这就是水质综合毒性检测

  2020年初,新冠疫情爆发,生态环境部于1月31日印发了《应对新型冠状病毒感染肺炎疫情应急监测方案》,其中将生物毒性明确列为饮用水水源地疫情防控特征指标之一。之后生态环境部回应新增的生物毒性监测参照《水质急性毒性的测定 发光细菌法》(GB/T 15441-1996)执行。为了帮助相关用户学习、了解水质毒性分析方法与检测技术的最新进展等内容,蓝冠信息网特别策划了水质检测之综合毒性专题,并邀请到莫尔顿水务技术(上海)有限公司中国区总经理李丽年就相关问题发表她的看法。

李丽年 中国区总经理.jpg

  李丽年:莫尔顿水务技术(上海)有限公司中国区总经理

  蓝冠信息网:首先想请您介绍一下我国现行的水质检测中综合毒性检测主要应用在哪些领域?相关的标准和方法有哪些?

  李丽年:近年来,随着我国工业化和城市化的加快,城市生活污水和工业废水的排放总量和所含各种污染物的成分也在迅速增加,有些排放废水虽然常规理化指标达标,但实际上仍可能含有对人体健康具有危害的污染物,这些污染物在水环境中的长期积累,使得水体综合污染和复合毒性的现象越来越突出。

  因此,加强水质综合毒性监控和生态健康风险评价很有必要,这将对保证水体的生态环境安全具有重要的意义,我国在《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)修订后的征求意见稿中新增了综合毒性指标,以防范环境风险。

  在综合毒性的测定上,我国现行的主要标准有:1.《水质 急性毒性的测定 发光细菌法》(GB/T 15441-1995);2.《水质 物质对蚤类(大型蚤)急性毒性测定方法》(GB/T 13266-91);3.《工业废水的试验方法 鱼类急性毒性试验》(GB/T 21814-2008);4.《水质 物质对淡水鱼(斑马鱼)急性毒性测定方法》(GB/T 13267-91);5.《水质 急性毒性的测定 斑马鱼卵法》(HJ 1069-2019)。

  在以上众多的生物综合毒性监测方法中,发光细菌法以其快速、简便、灵敏的特点,目前已经成为最为广泛的污水和沉积物综合毒性监测方法之一,在水质、环境评价以及生态规划中得到了广泛的应用。

  蓝冠信息网:在我国现行的水质综合毒性相关检测方法中,您认为技术难点主要在哪?还有哪些方面需要进行改进和完善?

  李丽年:以发光细菌法为例,国内现行的标准方法《水质急性毒性的测定 发光细菌法》(GB/T 15441-1995)是于1995年8月实施的,该方法在实际应用中存在过程繁杂、菌种单一、数据处理简单、重现性准确度不高、作为参照物的氯化汞为剧毒物质,危害人体健康和生态环境等不足,已越来越不能适应新形势下环境管理的需要。为此,国家环境保护部也于2009年下达了关于修订该方法的项目计划。

  在技术改进方面,国内学者已经有研究结果显示,在借鉴国际标准化组织ISO 11348-3-2007 方法的基础上,通过对实验条件和操作步骤的优化改良,并在数据处理过程中引入原始发光光强,可以进一步减少菌种发光稳定性差异和手工加样带来的误差。另外,相对于剧毒的氯化汞,使用锌离子作为参照毒物具有毒性中等、结果稳定、价格便宜等诸多优点,可以方便地表征不同化学物质的毒性,而且可以直观地表征复杂环境样品的毒性,从而为污水排放控制和处理工艺优化提供理论依据。

  蓝冠信息网:2020年6月30日施行的《HJ 1069-2019 水质 急性毒性的测定 斑马鱼卵法》,替代了《GB/T 13267-1991水质物质对淡水鱼(斑马鱼)急性毒性测定方法》。作为一项时隔多年推出的新标准,您认为它的施行将会给仪器和市场带来哪些变化?

  李丽:《HJ 1069-2019 水质 急性毒性的测定 斑马鱼卵法》标准的制订以 ISO 15088-2007“Water quality-Determination of the acute toxicity of waste water to zebrafish eggs (Danio rerio)”方法为基础,参照借鉴OECD 236“Fish Embryo Acute Toxicity (FET) Test”指南,这一新标准的实施表明了我国环境管理对毒理学指标需求的提升,同时反映了对高通量测试和高敏感性的需求。

  随着我国对综合毒性测定方法的不断开发和修订,毒性分析仪器的市场将日趋规范,终端用户对产品的技术要求势必会不断提升。我认为对仪器厂商来说,只有在技术上不断创新,并拥有高灵敏度、精确度、重现性和可靠性的仪器产品,才能在市场上保持高竞争力。

  蓝冠信息网:贵公司在水质综合毒性检测方面有哪些仪器产品或产品组合?可以提供哪些解决方案?相比于同类产品,贵公司的产品主要有哪些优势?

  李丽年:现代水务(Modern Water)公司起源于1960年代初,在发光细菌毒性测试行业具有丰富的经验,自从1978年推出功能完备的 Microtox 生物发光光度计以后,使用发光细菌作为指示生物检测毒性逐渐发展成为一种经济、快速的急性毒性测试体系,得到了广泛的应用。人们也将发光细菌毒性测试称为 Microtox 测试,并誉为毒性测试的“黄金标准”。

  随着技术的发展,公司将发光细菌法和电子、光电技术相结合,逐步发展为实验室台式仪器、便携式现场应急和在线监测系统的综合毒性测试方案提供者。

  Microtox® 生物毒性检测技术的特性包括:

  l 使用发光细菌 - 费氏弧菌(Vibrio Fischeri),符合 ISO 11348-3 标准

  l 对超过2700种化学污染物质敏感

  l 测定水中未知污染物质的综合毒性(多种成分的协同效应)

  l 样品准备完毕后最短5分钟内获得结果

  Microtox® LX 是一款适用于实验室用户的台式分析仪,仪器自带温控装置和自检校准功能,内置多种急性毒性分析方法,如ISO,DIN,ASTM等标准。仪器还创新性地加入了样品自动色度校正功能,在测试有色度的样品(如高毒性的印染、制药废水等)时通过专用算法自动在结果中对样品色度进行补偿校正,用户无需在分析前对样品进行额外预处理,大幅缩短了分析时间并提升了检测效率。除此之外,仪器在设计上对样品存放区和检测区做了更彻底的分隔,即使发生意外漏液也可以保护仪器的电气部分免受损害。

Microtox LX.png

Microtox® LX

  Microtox® FX是一款应用 Microtox 测试技术的便携式急性毒性分析仪,具有操作简便,检测速度快,灵敏度高等特点。作为一款便携式仪器,Microtox® FX主机重量仅为1kg,电池续航长达8-10小时,非常适合现场应急和中小型化验室使用。另外,仪器还内置了ATP(三磷酸腺苷)测试模式,配合专用试剂可以在测试样品急性毒性之外对微生物含量进行快速检测。

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Microtox® FX

  Microtox® CTM是一款在线生物毒性监测仪,具有实时连续监测功能,系统每两秒读取一次数据并即时指示水体的污染程度,连续运行时间长达四周,期间无需任何人工干预,操作方法简单易学,维护费用低且简便易携,适用于饮用水水源地和水厂进、出水的在线监测。

Microtox CTM.jpg

Microtox® CTM

  蓝冠信息网:您认为水质综合毒性检测在未来会有什么样的发展趋势?将会成为哪些行业重点关注的指标?

  李丽年:目前,我国污水排放的监督和管理主要采用物理化学监测方法,然而这些理化指标并不能反映废水排放后对生物的综合毒性。考虑到在排放标准中应体现防范环境风险的理念,保护人体健康和生态环境,综合毒性指标的应用近些年来得到人们越来越多的关注。像美国、加拿大、德国等发达国家早在上世纪七八十年代就已经开始实施废水综合毒性控制,排水综合毒性评价技术在这些国家的环境管理、改善环境水质的过程中起到了重要作用。

  我国是在2008年制药工业系列排放标准(GB 21903~GB 21908)中首次引入综合毒性指标,旨在与理化检测手段进行优势互补,为环境管理以及相关决策提供全面、快捷、可靠的依据。目前,有望通过完善一系列生物毒性测定方法,配套相关排放标准(如《城镇污水处理厂污染物排放标准》),达到进一步加强我国水生态系统保护的目的,所以我认为中国的环境管理对毒理学指标需求的提升是未来发展的必然趋势。

  综合毒性指标适用于水质比较复杂、难以提出特定污染物排放控制要求的场合。许多发达国家,比如德国已经在废水性质比较复杂的有机化工、钢铁、印染等行业的水污染物排放标准中引入了综合毒性指标,对于水质最为复杂的化学工业等则采用多种综合毒性指标同时控制的方式,确保有效控制环境风险。在我看来,随着国内相关标准的进一步完善,未来在上述行业以及农药、电镀等特定行业中,综合毒性指标必将受到更多关注,在消减污染物排放、保障人体健康、保护生态环境中发挥重要作用。

  小结:随着近代工业的发展,有毒化学物质的使用日益增多,水污染事故发生的频率也随之上升。生物综合毒性检测在应急检测中发挥了举足轻重的作用,今年新冠疫情的爆发也再一次地验证了综合毒性检测的必要性。目前国内的相关标准正在进一步完善中,仪器厂商们也在积极的改进产品的功能以满足将来现场的需求,相信在不远的未来,这项检测将会在各行业受到更多的关注。

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