《水質(zhì)毒性魚菌合一在線預警監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》

ICS01.040.13

CCSZ16

團體標準

T/JSSESXXXX—XXXX

水質(zhì)毒性魚菌合一在線預警監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationforonlinewarningandmonitoringbasedontoxicityindexof

fishesandbacteriainoneforwaterquality

（征求意見稿）

江蘇省環(huán)境科學學會??發(fā)布

T/JSSESXXXX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。

本文件由江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心提出。

本文件由江蘇省環(huán)境科學學會歸口。

本文件起草單位：江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心、清華大學、無錫中科水質(zhì)環(huán)境技術(shù)有限公司、中國科學院

生態(tài)環(huán)境研究中心。

本文件主要起草人：李娣、單陽、胡冠九、高占啟、畢鳳稚、劉勇、饒凱鋒、周小紅、王薈、姜晟。

II

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水質(zhì)毒性魚菌合一在線預警監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了地表水飲用水水源地水質(zhì)毒性魚菌合一在線預警監(jiān)測技術(shù)的試劑材料、儀器設備、分

析測試方法、預警閾值，預警等級，質(zhì)量保證與質(zhì)量控制，生物在線預警系統(tǒng)建設、驗收、運行和管理

等方面的技術(shù)要求。

本文件適用于地表水飲用水水源地水質(zhì)毒性魚菌合一在線預警。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

HJ/T91地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ91.2地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ338飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范

HJ493水質(zhì)樣品保存和管理技術(shù)規(guī)定

HJ494水質(zhì)采樣技術(shù)指導

HJ589突發(fā)環(huán)境事件應急監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ915地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）

GB3838地表水環(huán)境質(zhì)量標準

GB/T13267水質(zhì)物質(zhì)對淡水魚（斑馬魚）急性毒性測定方法

GB/T14581水質(zhì)湖泊和水庫采樣技術(shù)指導

GB/T15441水質(zhì)急性毒性的測定發(fā)光細菌法

GB/T29881雜項危險物質(zhì)和物品分類試驗方法水生生物毒性試驗

ISO11348-3水質(zhì)水樣對弧菌類光發(fā)射抑制影響的測定(發(fā)光細菌試驗)

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

相對發(fā)光強度relativeluminousintensity

樣品的受試發(fā)光細菌發(fā)光強度與對照發(fā)光強度的比值，單位為%。

3.2

水質(zhì)毒性指數(shù)watertoxicityindex

用來量化表征魚行為強度變化及發(fā)光細菌相對發(fā)光強度，反映水質(zhì)綜合毒性變化情況。

3.3

魚類水質(zhì)毒性指數(shù)watertoxicityindexbasedonfishes

表示受試魚類行為強度與水質(zhì)毒性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以反映水質(zhì)綜合毒性。

3.4

發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)watertoxicityindexbasedonluminescentbacteria

表示發(fā)光細菌相對發(fā)光強度與水質(zhì)毒性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以反映水質(zhì)綜合毒性。

3.5

魚菌合一綜合水質(zhì)毒性指數(shù)watertoxicityindexbasedonfishesandluminescentbacteria

1

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根據(jù)魚類水質(zhì)毒性指數(shù)、發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)及其權(quán)重，得到綜合水質(zhì)毒性指數(shù)，準確反應綜合

水質(zhì)毒性。

3.6

在線生物預警監(jiān)測技術(shù)on-linebiologicalearlywarningandmonitoringtechnology

指通過實現(xiàn)水樣自動輸送、連續(xù)實時監(jiān)測受試生物生理行為變化、遠程控制、及時報警及狀態(tài)顯示

等功能的技術(shù)或設備，達到通過生物響應實時預警監(jiān)測綜合毒性風險的目的，對可能出現(xiàn)水質(zhì)污染或異

常狀態(tài)情況進行監(jiān)測和解析并發(fā)出報警。

4總則

4.1魚菌合一在線預警監(jiān)測技術(shù)應符合HJ915地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）的要求。

4.2魚菌合一在線預警通過水生生物響應實時預警監(jiān)測綜合毒性風險，對可能出現(xiàn)水質(zhì)污染或異常狀

態(tài)情況進行監(jiān)測和解析并發(fā)出報警，包括進樣單元、控制單元、檢測單元、分析單元和數(shù)據(jù)采集傳輸單

元，為實時評估水環(huán)境水質(zhì)安全，應對突發(fā)性水污染事件等提供技術(shù)支撐。

5試劑和材料

5.1青鳉魚（Oryziaslatipes）：基于毒理學規(guī)范馴化養(yǎng)殖的三月齡標準模式青鳉魚作為受試魚類。

5.2發(fā)光細菌：明亮發(fā)光桿菌凍干粉。

5.3純水：蒸餾水或同等純度的水。

5.4鋅標準工作液：用毒物標準樣品及純水稀釋定容配制。

七水硫酸鋅母液（ρ=1000mg/L）：用萬分之一分析天平準確稱取密封保存良好的七水硫酸鋅4.4154

g移入1000ml容量瓶，定容至刻度，置于2～5℃冰箱備用，保存期6個月。

七水硫酸鋅使用液（ρ=2mg/L）：移取2ml七水硫酸鋅母液（6.4.1）于1000ml容量瓶，定容至

刻度。

5.5氯化鈉溶液：30%（M/V）的NaCl溶液，配制時將30gNaCl固體溶解于100mL的去離子水或由

超純水機制備符合國家標準或行業(yè)標準的純水中。

5.6三氯酚溶液：使用分析純級以上的2,4,6-三氯酚配制標準儲備液（10TU），用萬分之一分析天平

準確稱取密封保存良好的2,4,6-三氯酚29mg移入1000ml容量瓶定容。

6儀器和設備

魚菌合一在線預警監(jiān)測設備包括進樣單元、檢測單元、控制單元、分析單元和數(shù)據(jù)傳輸單元，按照

HJ915的要求集成到地表水自動監(jiān)測系統(tǒng)中。

進樣單元：包括樣品、試劑導入部分和樣品、試劑計量部分。

檢測單元：由發(fā)光細菌發(fā)光監(jiān)測模塊和魚類行為監(jiān)測檢測模塊組成，通過控制單元完成對水樣的自

動在線分析，并將水生生物響應信息轉(zhuǎn)換成電信號輸出的部分。

控制單元：包括系統(tǒng)控制硬件和軟件，實現(xiàn)進樣、反應和排水等操作的部分。

分析單元：用于分析水生生物響應數(shù)據(jù)（發(fā)光細菌發(fā)光量、魚類行為強度）

數(shù)據(jù)傳輸單元：數(shù)據(jù)傳輸可采用有線或無線方式，宜采用VPN專網(wǎng)傳輸。在公共網(wǎng)絡上傳輸時，應

采取網(wǎng)絡安全保護措施。

7分析測試方法

7.1水質(zhì)毒性魚類在線監(jiān)測方法

2

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監(jiān)測指標：行為強度（用來量化表征傳感器法中的魚類運動行為，取值0-1。正常情況下，生物行

為完全表達為1，生物喪失行為能力則為0）、魚類水質(zhì)毒性指數(shù)（用來量化表征生物行為傳感器法中的

模式生物行為強度變化，由每個行為傳感器及3個以上平行行為傳感器中受試魚行為強度變化和變化趨

勢組成，以水質(zhì)毒性指數(shù)表征反映水質(zhì)綜合毒性變化情況）；結(jié)合行為模式與水質(zhì)特征之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系

分析，采用魚類水質(zhì)毒性指數(shù)分析水質(zhì)綜合毒性。

受試生物：青鳉魚；受試青鳉魚馴養(yǎng)和選用條件應符合GB/T13267的規(guī)定，監(jiān)測時應挑選魚齡3月

-4月成魚,體長3cm-5cm。

預運行：設備啟動運行10分鐘，使各部分功能穩(wěn)定，保證生物行為傳感器無干擾。

零點核查：儀器穩(wěn)定運行后，生物行為傳感器通入被測水樣，不放置標準青鳉魚，啟動軟件，待設

備穩(wěn)定運行10分鐘后，開啟設備的零點漂移核查功能。每周進行一次。

標樣核查：儀器穩(wěn)定運行后，導入5.6三氯酚（10TU:29mg/L）標準溶液進行測試并開始計時，至

設備報警時結(jié)束，并記錄報警時間及水質(zhì)綜合毒性指數(shù)，實現(xiàn)設備的標樣核查功能，每月進行一次。

響應時間：向生物傳感器通入試驗溶液，從開始接觸試驗溶液至系統(tǒng)報警所需要的時間（min）。

受試生物更換頻率：受試魚類正常運行情況下更換的頻率。如生物傳感器中有青鳉魚非正常死亡，

需及時留樣，清洗傳感器并消毒，傳感器內(nèi)魚全部更換。傳感器內(nèi)的青鳉魚不可再用于水質(zhì)監(jiān)測。

結(jié)果判定：零點漂移行為數(shù)據(jù)誤差≤10%，且設備顯示水質(zhì)安全，綜合水質(zhì)毒性指數(shù)＜75。

A

7.2水質(zhì)毒性發(fā)光細菌在線監(jiān)測方法

監(jiān)測指標：發(fā)光細菌發(fā)光量、發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)。

受試生物：明亮發(fā)光桿菌，明亮發(fā)光桿菌凍干粉可在-20℃儲存。細菌在復活以后立即開始生長，

并且可以用于測試，使用時需用復蘇液將菌種凍干粉復蘇活化，置于2-5℃環(huán)境中保存。

預運行：連接電源，設備開始運行，使各部分功能及顯示記錄單元穩(wěn)定。

零點核查：將反應時間設定為15min；導入去離子水或者蒸餾水，所測得結(jié)果為零點核查結(jié)果。每

周進行一次。

標樣核查：將反應時間設定為15min；導入鋅離子標準儲備液，使反應溶液中鋅離子（Zn2+）最終

濃度達到2.2mg/L，該濃度下的鋅離子（Zn2+）溶液測試結(jié)果為標樣核查結(jié)果。每周進行一次。

重復性：生物毒性在線監(jiān)測儀運行穩(wěn)定后，通入質(zhì)控標準溶液，記錄測量值，使用同一濃度標準物

質(zhì)重復上述操作至少6次，按公式計算生物毒性在線監(jiān)測儀的定量測量重復性。

..................（1）

式中：RSD——生物毒性在線監(jiān)測儀重復性，%；

Ci——量程校正液第i次測量值，%；

——量程校正液測量平均值，%；

i——記錄數(shù)據(jù)的序號（i=1-n）；

n——測量次數(shù)（n≥6）。

溫度控制誤差：用溫度測量裝置分別測量儀器發(fā)光細菌貯存溫度和測量溫度。待儀器運行穩(wěn)定后，

每隔10min測量其溫度1次，共測量6次，依次記錄讀數(shù)T1，T2……，T6，分別計算讀數(shù)相對設定值的

偏差值，取絕對值最大的偏差作為溫度控制誤差ΔT。

最小維護周期：待儀器穩(wěn)定運行后，儀器以4h為周期，對1mg/L鋅標準工作液進行連續(xù)測量，從

測量開始計時，測量過程中不對儀器進行任何形式的人工維護，直到儀器連續(xù)3次檢測數(shù)據(jù)平均值超過

允許靈敏度范圍，記錄總運行時間（小時）為最小維護周期。

實際水樣比對實驗：采集實際水樣樣品，待儀器穩(wěn)定運行后，使用儀器進行測量，測量6次，記錄

檢測結(jié)果。用實驗室GB/T15441測量3次，計算實際水樣測量值與實驗室國標方法測量值的平均值之間

誤差絕對值的平均值，作為儀器實際水樣比對試驗誤差的判定值，計算方法如公式（2）所示：

3

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.....................................（2）

式中：A——水樣相對誤差絕對值的平均值；

Xi——水質(zhì)在線自動監(jiān)測儀測量水樣第i次的測量值；

B——手工方法測量水樣的平均值，測量次數(shù)為3次；

n——測量所得數(shù)據(jù)總數(shù)，n=6；

i——測量次數(shù)。

8毒性預警閾值

8.1魚類水質(zhì)毒性預警閾值

魚類水質(zhì)毒性指數(shù)為0-75（不包含75），表征水質(zhì)安全；魚類水質(zhì)毒性指數(shù)為75-100，表征水質(zhì)異

常。即青鳉魚類水質(zhì)安全預警閾值為75，水質(zhì)指數(shù)達到或超過75時將發(fā)出預警提醒，實現(xiàn)青鳉魚在線監(jiān)

測預警功能。

表1飲用水水源地魚類水質(zhì)毒性指數(shù)評價分級

預警級別魚類水質(zhì)毒性指數(shù)預警風險等級

Ⅰ（紅色）≥75水質(zhì)異常

Ⅱ（綠色）0≤魚類水質(zhì)毒性指數(shù)<75水質(zhì)安全

8.2發(fā)光細菌法水質(zhì)毒性預警閾值

發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)為0-75（不包含75），表征水質(zhì)安全；發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)為75-100，表

征水質(zhì)異常。即發(fā)光細菌法水質(zhì)安全預警閾值為75，水質(zhì)指數(shù)達到或超過75時將發(fā)出預警提醒，實現(xiàn)發(fā)

光細菌法在線監(jiān)測預警功能。

表2飲用水水源地發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)評價分級

預警級別發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)預警風險等級

Ⅰ（紅色）≥75水質(zhì)異常

Ⅱ（綠色）0≤發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)<75水質(zhì)安全

8.3水質(zhì)毒性魚菌合一預警閾值

綜合水質(zhì)指數(shù)為0-75（不包含75），表征水質(zhì)安全；綜合水質(zhì)指數(shù)為75-100，表征水質(zhì)異常。即綜

合水質(zhì)毒性指數(shù)安全預警閾值為75，綜合水質(zhì)毒性指數(shù)達到或超過75時將發(fā)出預警提醒，實現(xiàn)魚菌合一

在線預警功能。

9預警分級

根據(jù)水樣綜合毒性水平的表征方法采用綜合水質(zhì)毒性指數(shù)進行評價分級，將預警等級劃分為2級，

相應風險等級分別為水質(zhì)異常和水質(zhì)安全，分級方法見表3。

表3飲用水水源地綜合水質(zhì)毒性指數(shù)評價分級

預警級別綜合水質(zhì)毒性指數(shù)預警風險等級

Ⅰ（紅色）≥75水質(zhì)異常

Ⅱ（綠色）0≤綜合水質(zhì)毒性指數(shù)<75水質(zhì)安全

10預警結(jié)果上報

4

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當連續(xù)三組綜合水質(zhì)毒性指數(shù)達到或超過75，則啟動相應的預警程序。此外，根據(jù)實際應用環(huán)境建

立預警審核機制，避免假陽性情況。

11質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

發(fā)光細菌急性毒性測試的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證要求如下：

——更換凍干粉的條件：為保證發(fā)光細菌凍干粉活性，除初始發(fā)光強度應滿足生物發(fā)光光度計要求

外，對照樣的反應15min校正因子f應為0.6-1.8，否則需要更換凍干粉；

——精密度：樣品3次重復測定結(jié)果的變異系數(shù)小于15%；

——參比毒物ZnSO4?7H2O的半數(shù)抑制濃度IC50范圍應為0.6mg/L-6mg/L。

青鳉魚綜合毒性監(jiān)測的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證要求如下：

——受試青鳉魚馴養(yǎng)和選用條件應符合GB/T13267的規(guī)定，監(jiān)測時應挑選魚齡3-4個月成魚,體長

3cm-5cm；

——恒溫恒流控制，滿足測試魚的正常生活條件；恒流控制保證傳感器水流流速為3L/h；溫控系

統(tǒng)系統(tǒng)能保證監(jiān)測水體為20℃左右；過濾系統(tǒng)不改變水質(zhì)性質(zhì)，需具備預處理設備的反沖洗功能；

——以已知濃度的標準樣品作為標準毒物，采用29mg/L的2、4、6-三氯酚作為標準物質(zhì)進行現(xiàn)場

手工標樣核查。生物預警設備按照運維規(guī)范運維清洗之后，生物行為傳感器通入被測水樣，將標準模式

青鳉魚置入預警設備的行為傳感器中并穩(wěn)定運行10min，通入上述標準溶液進行測試并開始計時，至設

備報警時結(jié)束，并記錄報警時間及綜合水質(zhì)指數(shù)，水質(zhì)狀態(tài)為水質(zhì)污染，水質(zhì)綜合指數(shù)≥75，報警響應

時間≤10min。

11.1水質(zhì)毒性魚類在線監(jiān)測性能指標

魚類在線監(jiān)測應滿足以下性能指標（表4）。

表4魚類在線監(jiān)測方法性能指標

序號具體指標性能要求

1測量參數(shù)行為強度、水質(zhì)指數(shù)、綜合毒性濃度

2采集頻率≥255次/s

3零點漂移±10%

4標樣核查綜合水質(zhì)指數(shù)≥75、響應時間＜0.2h

5受試生物更換頻率30d

6平均無故障連續(xù)運行時間（MTBF）≥720h

11.2水質(zhì)毒性發(fā)光細菌在線監(jiān)測性能指標

發(fā)光細菌在線監(jiān)測應滿足以下性能指標（表5）。

表5發(fā)光細菌在線監(jiān)測方法性能指標

序號項目性能指標

1受試生物費氏弧菌

2測量范圍-100%～+100%（抑制率）、0～200%（相對發(fā)光度）

3空白對照通道數(shù)量≥1

4發(fā)光細菌貯存單元溫控誤差≤±1℃

5反應模塊溫控誤差≤±1℃

6零點核查-5%～+5%（抑制率）、95%～105%（相對發(fā)光度）

7標樣核查（2.2mg/LZn2+）50%±15%

8重復性≤10%

9最小維護周期168h

10實際水樣比對實驗≤20%

A

5

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B

B

附錄A

（規(guī)范性）

魚菌合一生物在線預警監(jiān)測系統(tǒng)

A.1總體要求

飲用水水源地生物在線系統(tǒng)建設主要包括：站址選擇、站房建設、生物站各單元和數(shù)據(jù)平臺的建設，

其中儀器性能應符合附錄A和附錄B要求。

A.1.1站址選擇和站房建設

布設在現(xiàn)有的地表水飲用水水源地水質(zhì)自動監(jiān)測站，節(jié)約成本、便于數(shù)據(jù)分析和管理。

A.1.2各單元建設

其中進樣單元、控制單元、檢測單元數(shù)據(jù)采集和傳輸單元應符合《地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）》

（HJ915）的相關(guān)要求。

檢測單元是生物預警站的核心部分，由滿足魚類和發(fā)光細菌法的在線監(jiān)測設備組成。儀器的選擇原

則為滿足生物預警技術(shù)相關(guān)要求，具有抗腐蝕性，應易于安裝、更換和清洗，檢測模塊的輸出信號應穩(wěn)

定，實現(xiàn)對待測樣本的自動在線分析，性能穩(wěn)定，運維成本合理，二次污染小。

A.2生物在線預警系統(tǒng)驗收

A.2.1總體要求

生物在線預警監(jiān)測系統(tǒng)驗收包括站房及外部保障設施建設驗收、儀器設備驗收和數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)平

臺驗收。驗收具體內(nèi)容及相應表格參加表1、表2和合同。

A.2.2驗收程序

（1）應符合《地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ915）的相關(guān)要求；

（2）完成儀器性能測試、比對實驗，技術(shù)指標滿足附錄A、附錄B以及合同要求。

A.2.3驗收內(nèi)容

站房及外部保障設施驗收、儀器設備驗收數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)平臺驗收應符合《地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)

范（試行）》（HJ915）的相關(guān)要求，儀器設備性能準滿足附錄A、附錄B以及合同相關(guān)指標、有關(guān)標準

以及要求。

A.3魚菌合一在線預警監(jiān)測系統(tǒng)運行維護

（1）例行維護：包括儀器和系統(tǒng)檢查，耗材更換，受試魚菌定期更換，管路清洗等工作。運行維

護單位定期對生物預警站進行巡檢，巡檢頻次不得低于每周一次，并記錄巡檢情況。數(shù)據(jù)正常情況下，

受試魚每個月更換一次，發(fā)光細菌每兩周更換一次。

根據(jù)設備運行狀態(tài)和主要技術(shù)參數(shù)，判定運行是否正常，其中發(fā)光細菌應保證校正因子在0.6-1.8

之間。

每次進行備件或材料更換時，更換的備件或材料的品名、規(guī)格、數(shù)量等應記錄并歸檔。

（2）保養(yǎng)檢修：生物預警系統(tǒng)儀器設備至少每年進行1次保養(yǎng)檢修。

（3）數(shù)據(jù)質(zhì)量保障：日常運行質(zhì)量保證是保障監(jiān)測儀正常穩(wěn)定運行、持續(xù)提供有質(zhì)量保證監(jiān)測數(shù)

據(jù)的必要手段。當監(jiān)測儀不能滿足技術(shù)指標而失控時，應及時采取糾正措施，并應縮短下一次核查、維

護的間隔時間。

維護人員應做好數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)審核工作。應每天檢查設備運行情況，并進行數(shù)據(jù)的實時性、有效

性分析。數(shù)據(jù)有效性判別主要包括以下內(nèi)容：

a)當采樣異常時，所得的監(jiān)測值為無效數(shù)據(jù)，應予以剔除。

a)儀器故障、調(diào)試或標樣核查期間的數(shù)據(jù)應剔除。

6

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b)數(shù)據(jù)出現(xiàn)急劇升高、急劇下降或恒值不變時，應去現(xiàn)場檢查儀器工作狀態(tài)，儀器工作狀態(tài)異

常則數(shù)據(jù)應剔除。

c)菌種失活或狀態(tài)異常（CF值不在0.6-1.8范圍內(nèi)或發(fā)光強度低于檢測所需最低值時）所得的

監(jiān)測值為無效數(shù)據(jù)。

（4）定期核查：應做到每周（發(fā)光細菌法）或每月（魚法）進行一次零點和標樣核查，核查方法

見附錄A或附錄B，并形成定期核查記錄，包括核查時間、標樣濃度、檢測結(jié)果、是否合格。

（5）建立保障制度：為確保生物預警系統(tǒng)的正常運行和數(shù)據(jù)的準確可靠，必須建立相應的保障制

度，主要包括（1）運維管理辦法（2）運維人員崗位職責（3）質(zhì)量管理保障制度（4）系統(tǒng)操作說明書

（5）培訓與考核制度（6）相關(guān)檔案管理制度。

7

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目次

前言............................................................................II

1范圍.................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.......................................................................1

3術(shù)語和定義...........................................................................1

4總則.................................................................................2

5試劑和材料...........................................................................2

6儀器和設備...........................................................................2

7分析測試方法.........................................................................2

8毒性預警閾值.........................................................................4

9預警分級.............................................................................4

10預警結(jié)果上報........................................................................4

11質(zhì)量保證與質(zhì)量控制..................................................................5

附錄A（規(guī)范性）魚菌合一生物在線預警監(jiān)測系統(tǒng)..........................................6

I

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水質(zhì)毒性魚菌合一在線預警監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了地表水飲用水水源地水質(zhì)毒性魚菌合一在線預警監(jiān)測技術(shù)的試劑材料、儀器設備、分

析測試方法、預警閾值，預警等級，質(zhì)量保證與質(zhì)量控制，生物在線預警系統(tǒng)建設、驗收、運行和管理

等方面的技術(shù)要求。

本文件適用于地表水飲用水水源地水質(zhì)毒性魚菌合一在線預警。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

HJ/T91地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ91.2地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ338飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范

HJ493水質(zhì)樣品保存和管理技術(shù)規(guī)定

HJ494水質(zhì)采樣技術(shù)指導

HJ589突發(fā)環(huán)境事件應急監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ915地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）

GB3838地表水環(huán)境質(zhì)量標準

GB/T13267水質(zhì)物質(zhì)對淡水魚（斑馬魚）急性毒性測定方法

GB/T14581水質(zhì)湖泊和水庫采樣技術(shù)指導

GB/T15441水質(zhì)急性毒性的測定發(fā)光細菌法

GB/T29881雜項危險物質(zhì)和物品分類試驗方法水生生物毒性試驗

ISO11348-3水質(zhì)水樣對弧菌類光發(fā)射抑制影響的測定(發(fā)光細菌試驗)

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

相對發(fā)光強度relativeluminousintensity

樣品的受試發(fā)光細菌發(fā)光強度與對照發(fā)光強度的比值，單位為%。

3.2

水質(zhì)毒性指數(shù)watertoxicityindex

用來量化表征魚行為強度變化及發(fā)光細菌相對發(fā)光強度，反映水質(zhì)綜合毒性變化情況。

3.3

魚類水質(zhì)毒性指數(shù)watertoxicityindexbasedonfishes

表示受試魚類行為強度與水質(zhì)毒性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以反映水質(zhì)綜合毒性。

3.4

發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)watertoxicityindexbasedonluminescentbacteria

表示發(fā)光細菌相對發(fā)光強度與水質(zhì)毒性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以反映水質(zhì)綜合毒性。

3.5

魚菌合一綜合水質(zhì)毒性指數(shù)watertoxicityindexbasedonfishesandluminescentbacteria

1

T/JSSESXXXX—XXXX

根據(jù)魚類水質(zhì)毒性指數(shù)、發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)及其權(quán)重，得到綜合水質(zhì)毒性指數(shù)，準確反應綜合

水質(zhì)毒性。

3.6

在線生物預警監(jiān)測技術(shù)on-linebiologicalearlywarningandmonitoringtechnology

指通過實現(xiàn)水樣自動輸送、連續(xù)實時監(jiān)測受試生物生理行為變化、遠程控制、及時報警及狀態(tài)顯示

等功能的技術(shù)或設備，達到通過生物響應實時預警監(jiān)測綜合毒性風險的目的，對可能出現(xiàn)水質(zhì)污染或異

常狀態(tài)情況進行監(jiān)測和解析并發(fā)出報警。

4總則

4.1魚菌合一在線預警監(jiān)測技術(shù)應符合HJ915地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）的要求。

4.2魚菌合一在線預警通過水生生物響應實時預警監(jiān)測綜合毒性風險，對可能出現(xiàn)水質(zhì)污染或異常狀

態(tài)情況進行監(jiān)測和解析并發(fā)出報警，包括進樣單元、控制單元、檢測單元、分析單元和數(shù)據(jù)采集傳輸單

元，為實時評估水環(huán)境水質(zhì)安全，應對突發(fā)性水污染事件等提供技術(shù)支撐。

5試劑和材料

5.1青鳉魚（Oryziaslatipes）：基于毒理學規(guī)范馴化養(yǎng)殖的三月齡標準模式青鳉魚作為受試魚類。

5.2發(fā)光細菌：明亮發(fā)光桿菌凍干粉。

5.3純水：蒸餾水或同等純度的水。

5.4鋅標準工作液：用毒物標準樣品及純水稀釋定容配制。

七水硫酸鋅母液（ρ=1000mg/L）：用萬分之一分析天平準確稱取密封保存良好的七水硫酸鋅4.4154

g移入1000ml容量瓶，定容至刻度，置于2～5℃冰箱備用，保存期6個月。

七水硫酸鋅使用液（ρ=2mg/L）：移取2ml七水硫酸鋅母液（6.4.1）于1000ml容量瓶，定容至

刻度。

5.5氯化鈉溶液：30%（M/V）的NaCl溶液，配制時將30gNaCl固體溶解于100mL的去離子水或由

超純水機制備符合國家標準或行業(yè)標準的純水中。

5.6三氯酚溶液：使用分析純級以上的2,4,6-三氯酚配制標準儲備液（10TU），用萬分之一分析天平

準確稱取密封保存良好的2,4,6-三氯酚29mg移入1000ml容量瓶定容。

6儀器和設備

魚菌合一在線預警監(jiān)測設備包括進樣單元、檢測單元、控制單元、分析單元和數(shù)據(jù)傳輸單元，按照

HJ915的要求集成到地表水自動監(jiān)測系統(tǒng)中。

進樣單元：包括樣品、試劑導入部分和樣品、試劑計量部分。

檢測單元：由發(fā)光細菌發(fā)光監(jiān)測模塊和魚類行為監(jiān)測檢測模塊組成，通過控制單元完成對水樣的自

動在線分析，并將水生生物響應信息轉(zhuǎn)換成電信號輸出的部分。

控制單元：包括系統(tǒng)控制硬件和軟件，實現(xiàn)進樣、反應和排水等操作的部分。

分析單元：用于分析水生生物響應數(shù)據(jù)（發(fā)光細菌發(fā)光量、魚類行為強度）

數(shù)據(jù)傳輸單元：數(shù)據(jù)傳輸可采用有線或無線方式，宜采用VPN專網(wǎng)傳輸。在公共網(wǎng)絡上傳輸時，應

采取網(wǎng)絡安全保護措施。

7分析測試方法

7.1水質(zhì)毒性魚類在線監(jiān)測方法

2

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監(jiān)測指標：行為強度（用來量化表征傳感器法中的魚類運動行為，取值0-1。正常情況下，生物行

為完全表達為1，生物喪失行為能力則為0）、魚類水質(zhì)毒性指數(shù)（用來量化表征生物行為傳感器法中的

模式生物行為強度變化，由每個行為傳感器及3個以上平行行為傳感器中受試魚行為強度變化和變化趨

勢組成，以水質(zhì)毒性指數(shù)表征反映水質(zhì)綜合毒性變化情況）；結(jié)合行為模式與水質(zhì)特征之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系

分析，采用魚類水質(zhì)毒性指數(shù)分析水質(zhì)綜合毒性。

受試生物：青鳉魚；受試青鳉魚馴養(yǎng)和選用條件應符合GB/T13267的規(guī)定，監(jiān)測時應挑選魚齡3月

-4月成魚,體長3cm-5cm。

預運行：設備啟動運行10分鐘，使各部分功能穩(wěn)定，保證生物行為傳感器無干擾。

零點核查：儀器穩(wěn)定運行后，生物行為傳感器通入被測水樣，不放置標準青鳉魚，啟動軟件，待設

備穩(wěn)定運行10分鐘后，開啟設備的零點漂移核查功能。每周進行一次。

標樣核查：儀器穩(wěn)定運行后，導入5.6三氯酚（10TU:29mg/L）標準溶液進行測試并開始計時，至

設備報警時結(jié)束，并記錄報警時間及水質(zhì)綜合毒性指數(shù)，實現(xiàn)設備的標樣核查功能，每月進行一次。

響應時間：向生物傳感器通入試驗溶液，從開始接觸試驗溶液至系統(tǒng)報警所需要的時間（min）。

受試生物更換頻率：受試魚類正常運行情況下更換的頻率。如生物傳感器中有青鳉魚非正常死亡，

需及時留樣，清洗傳感器并消毒，傳感器內(nèi)魚全部更換。傳感器內(nèi)的青鳉魚不可再用于水質(zhì)監(jiān)測。

結(jié)果判定：零點漂移行為數(shù)據(jù)誤差≤10%，且設備顯示水質(zhì)安全，綜合水質(zhì)毒性指數(shù)＜75。

A

7.2水質(zhì)毒性發(fā)光細菌在線監(jiān)測方法

監(jiān)測指標：發(fā)光細菌發(fā)光量、發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)。

受試生物：明亮發(fā)光桿菌，明亮發(fā)光桿菌凍干粉可在-20℃儲存。細菌在復活以后立即開始生長，

并且可以用于測試，使用時需用復蘇液將菌種凍干粉復蘇活化，置于2-5℃環(huán)境中保存。

預運行：連接電源，設備開始運行，使各部分功能及顯示記錄單元穩(wěn)定。

零點核查：將反應時間設定為15min；導入去離子水或者蒸餾水，所測得結(jié)果為零點核查結(jié)果。每

周進行一次。

標樣核查：將反應時間設定為15min；導入鋅離子標準儲備液，使反應溶液中鋅離子（Zn2+）最終

濃度達到2.2mg/L，該濃度下的鋅離子（Zn2+）溶液測試結(jié)果為標樣核查結(jié)果。每周進行一次。

重復性：生物毒性在線監(jiān)測儀運行穩(wěn)定后，通入質(zhì)控標準溶液，記錄測量值，使用同一濃度標準物

質(zhì)重復上述操作至少6次，按公式計算生物毒性在線監(jiān)測儀的定量測量重復性。

..................（1）

式中：RSD——生物毒性在線監(jiān)測儀重復性，%；

Ci——量程校正液第i次測量值，%；

——量程校正液測量平均值，%；

i——記錄數(shù)據(jù)的序號（i=1-n）；

n——測量次數(shù)（n≥6）。

溫度控制誤差：用溫度測量裝置分別測量儀器發(fā)光細菌貯存溫度和測量溫度。待儀器運行穩(wěn)定后，

每隔10min測量其溫度1次，共測量6次，依次記錄讀數(shù)T1，T2……，T6，分別計算讀數(shù)相對設定值的

偏差值，取絕對值最大的偏差作為溫度控制誤差ΔT。

最小維護周期：待儀器穩(wěn)定運行后，儀器以4h為周期，對1mg/L鋅標準工作液進行連續(xù)測量，從

測量開始計時，測量過程中不對儀器進行任何形式的人工維護，直到儀器連續(xù)3次檢測數(shù)據(jù)平均值超過

允許靈敏度范圍，記錄總運行時間（小時）為最小維護周期。

實際水樣比對實驗：采集實際水樣樣品，待儀器穩(wěn)定運行后，使用儀器進行測量，測量6次，記錄

檢測結(jié)果。用實驗室GB/T15441測量3次，計算實際水樣測量值與實驗室國標方法測量值的平均值之間

誤差絕對值的平均值，作為儀器實際水樣比對試驗誤差的判定值，計算方法如公式（2）所示：

3

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.....................................（2）

式中：A——水樣相對誤差絕對值的平均值；

Xi——水質(zhì)在線自動監(jiān)測儀測量水樣第i次的測量值；

B——手工方法測量水樣的平均值，測量次數(shù)為3次；

n——測量所得數(shù)據(jù)總數(shù)，n=6；

i——測量次數(shù)。

8毒性預警閾值

8.1魚類水質(zhì)毒性預警閾值

魚類水質(zhì)毒性指數(shù)為0-75（不包含75），表征水質(zhì)安全；魚類水質(zhì)毒性指數(shù)為75-100，表征水質(zhì)異

常。即青鳉魚類水質(zhì)安全預警閾值為75，水質(zhì)指數(shù)達到或超過75時將發(fā)出預警提醒，實現(xiàn)青鳉魚在線監(jiān)

測預警功能。

表1飲用水水源地魚類水質(zhì)毒性指數(shù)評價分級

預警級別魚類水質(zhì)毒性指數(shù)預警風險等級

Ⅰ（紅色）≥75水質(zhì)異常

Ⅱ（綠色）0≤魚類水質(zhì)毒性指數(shù)<75水質(zhì)安全

8.2發(fā)光細菌法水質(zhì)毒性預警閾值

發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)為0-75（不包含75），表征水質(zhì)安全；發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)為75-100，表

征水質(zhì)異常。即發(fā)光細菌法水質(zhì)安全預警閾值為75，水質(zhì)指數(shù)達到或超過75時將發(fā)出預警提醒，實現(xiàn)發(fā)

光細菌法在線監(jiān)測預警功能。

表2飲用水水源地發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)評價分級

預警級別發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)預警風險等級

Ⅰ（紅色）≥75水質(zhì)異常

Ⅱ（綠色）0≤發(fā)光細菌水質(zhì)毒性指數(shù)<75水質(zhì)安全

8.3水質(zhì)毒性魚菌合一預警閾值

綜合水質(zhì)指數(shù)為0-75（不包含75），表征水質(zhì)安全；綜合水質(zhì)指數(shù)為75-100，表征水質(zhì)異常。即綜

合水質(zhì)毒性指數(shù)安全預警閾值為75，綜合水質(zhì)毒性指數(shù)達到或超過75時將發(fā)出預警提醒，實現(xiàn)魚菌合一

在線預警功能。

9預警分級

根據(jù)水樣綜合毒性水平的表征方法采用綜合水質(zhì)毒性指數(shù)進行評價分級，將預警等級劃分為2級，

相應風險等級分別為水質(zhì)異常和水質(zhì)安全，分級方法見表3。

表3飲用水水源地綜合水質(zhì)毒性指數(shù)評價分級

預警級別綜合水質(zhì)毒性指數(shù)預警風險等級

Ⅰ（紅色）≥75水質(zhì)異常

Ⅱ（綠色）0≤綜合水質(zhì)毒性指數(shù)<75水質(zhì)安全

10預警結(jié)果上報

4

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當連續(xù)三組綜合水質(zhì)毒性指數(shù)達到或超過75，則啟動相應的預警程序。此外，根據(jù)實際應用環(huán)境建

立預警審核機制，避免假陽性情況。

11質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

發(fā)光細菌急性毒性測試的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證要求如下：

——更換凍干粉的條件：為保證發(fā)光細菌凍干粉活性，除初始發(fā)光強度應滿足生物發(fā)光光度計要求

外，對照樣的反