飲用水水源地水質(zhì)生物毒性（發(fā)光細菌法）在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范DB41-T 2403-2023

ICS13.020

CCSZ16

41

河南省地方標準

DB41/T2403—2023

飲用水水源地水質(zhì)生物毒性（發(fā)光細菌法）

在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

2023-04-28發(fā)布2023-07-27實施

河南省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB41/T2403—2023

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縮略語..............................................................................2

5系統(tǒng)構(gòu)成............................................................................2

6系統(tǒng)要求............................................................................2

7數(shù)據(jù)管理............................................................................3

8運行維護............................................................................4

附錄A（資料性）生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)性能檢驗方法.......................................6

I

DB41/T2403—2023

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。

本文件由河南省生態(tài)環(huán)境廳提出并歸口。

本文件起草單位：河南省生態(tài)環(huán)境技術(shù)中心、河南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和安全中心。

本文件主要起草人：李潔、王婧、李哲、李明、陳海燕、劉馳、朱巖巖、張?zhí)m真、吳紅英、趙穎。

II

DB41/T2403—2023

飲用水水源地水質(zhì)生物毒性（發(fā)光細菌法）在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了飲用水水源地水質(zhì)生物毒性（發(fā)光細菌法）在線監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)要求、數(shù)據(jù)管理、

運行維護等內(nèi)容。

本文件適用于以發(fā)光細菌為受試生物的飲用水水源地水質(zhì)生物毒性在線監(jiān)測。

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。

GB/T15441水質(zhì)急性毒性的測定發(fā)光細菌法

HJ212污染物在線監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

發(fā)光細菌

在新陳代謝中，能產(chǎn)生發(fā)光物質(zhì)的一類細菌，其發(fā)光強度與毒性物質(zhì)濃度、毒性大小呈負相關(guān)性。

3.2

生物毒性

物質(zhì)對生物的有害程度，以水樣對發(fā)光細菌的發(fā)光抑制率來表征。

3.3

相對發(fā)光度（RLI）

加入待測樣品的受試發(fā)光細菌發(fā)光度與對照發(fā)光度的比值。

3.4

發(fā)光抑制率

在規(guī)定條件下，待測樣品與受試發(fā)光細菌接觸后，發(fā)光細菌的發(fā)光度所降低的百分比。

3.5

半數(shù)效應濃度（EC50）

引起發(fā)光細菌半數(shù)出現(xiàn)發(fā)光抑制效應的毒性物質(zhì)濃度。

3.6

平均無故障運行時間（MTBF）

相鄰兩次故障之間的平均工作時間，采用測試期間總運行時間與故障次數(shù)的比值進行計算。

3.7

零點漂移

采用零點校正液為樣品連續(xù)測量，在線監(jiān)測系統(tǒng)的示值在一定時間內(nèi)基于初始零值的最大變化幅度

相對于量程的百分比。

1

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4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

RLI:相對發(fā)光度（relativelightindex）

EC50:半數(shù)效應濃度（50%ofeffectiveconcentration）

MTBF:平均無故障運行時間（meantimebetweenfailure）

5系統(tǒng)構(gòu)成

5.1基本單元

生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)由采配水單元、檢測單元、控制單元、數(shù)據(jù)傳輸單元組成。系統(tǒng)的基本單元

見圖1。

采配水單元檢測單元

控制單元數(shù)據(jù)傳輸單元

待測樣品標準溶液菌種

圖1生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)基本單元

5.2采配水單元

包括采水單元、預處理單元和進樣單元。采配水單元應保證所提供的水樣可靠、有效，且滿足檢測

單元對水質(zhì)、水壓、水量等的要求。

5.3檢測單元

應具有抗腐蝕性，且易于安裝、更換和清洗，具備自動在線分析能力，性能及輸出信號穩(wěn)定，二次

污染小。

5.4控制單元

應具備以下功能：

a)進樣、反應和排液、清洗、數(shù)據(jù)處理、顯示、異常信息記錄及反饋等基本控制功能；

b)意外斷電重啟后自動排出斷電前正在測試的待測樣品和試劑，自動清洗各通道并復位到重新

開始測試狀態(tài)的功能；

c)數(shù)據(jù)和運行日志采集、儲存、處理、顯示和輸出功能；

d)試劑余量、異常信息、儀器故障、測試結(jié)果超標等報警功能，并顯示當前水質(zhì)狀態(tài)。

5.5數(shù)據(jù)傳輸單元

數(shù)據(jù)傳輸能按照分析周期自動執(zhí)行，并能遠程控制與備份。數(shù)據(jù)傳輸應符合HJ212的相關(guān)規(guī)定。

6系統(tǒng)要求

6.1性能指標

生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)的性能指標應符合表1規(guī)定。

2

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表1發(fā)光細菌法生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)性能要求

項目性能指標

受試生物發(fā)光細菌（費歇爾弧菌、明亮發(fā)光桿菌、青?；【龋?/p>

測量范圍/%-100～100（抑制率）、0～200（RLI）

空白對照通道數(shù)量≥1

溫度控制誤差/℃±1

零點漂移/%±3

EC50驗證/%±5

重復性/%≤10

平均無故障連續(xù)運行時間（MTBF）/h≥720

實際水樣比對實驗/%≤20

6.2檢驗方法

生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)的性能檢驗方法見附錄A。

7數(shù)據(jù)管理

7.1閾值設(shè)定

生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)光抑制率上限宜設(shè)定為30%，下限宜設(shè)定為-30%。

7.2數(shù)據(jù)有效性判別

生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)運行維護人員應做好數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)審核工作，并進行數(shù)據(jù)有效性分析。數(shù)

據(jù)有效性判別主要包括以下內(nèi)容：

a)當流量為零時，在線監(jiān)測系統(tǒng)輸出的監(jiān)測值為無效數(shù)據(jù)；

b)發(fā)現(xiàn)標樣核查不合格、零點核查出現(xiàn)異常時，從此次不合格時刻至上次校準校驗合格時刻的

在線監(jiān)測數(shù)據(jù)均判斷為無效數(shù)據(jù)，從此次不合格時刻起至再次校準校驗合格時刻期間的數(shù)據(jù)，

作為非正常采樣監(jiān)測時段數(shù)據(jù)，判斷為無效數(shù)據(jù)；

c)生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)停運期間、因故障維修或維護期間、有計劃地維護保養(yǎng)期間、校準和

校驗等非正常采樣監(jiān)測時間段內(nèi)輸出的監(jiān)測值為無效數(shù)據(jù)，但對該時段數(shù)據(jù)作標記，作為監(jiān)

測系統(tǒng)檢查和校準的依據(jù)予以保留；

d)菌種失活或狀態(tài)異常時所得的監(jiān)測值為無效數(shù)據(jù)；

e)判斷為無效數(shù)據(jù)的應注明原因，并保留原始記錄。

7.3數(shù)據(jù)異常處置

生物毒性在線監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設(shè)定閾值或出現(xiàn)急劇升高、下降或恒值不變等異常情況時，應進行如下

操作：

a)對儀器進行零點核查和標樣核查，檢查儀器工作狀態(tài)。若儀器或受試生物處于非正常工作狀

態(tài)，對儀器進行維護或更換受試生物；

b)對問題水樣密封保存進行留樣；

c)查看水質(zhì)監(jiān)測自動站內(nèi)常規(guī)水質(zhì)參數(shù)超標情況，若未超標，對水源地水質(zhì)開展加密監(jiān)測，并

進行其他指標的手工查驗；

d)形成數(shù)據(jù)異常處置記錄。

3

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8運行維護

8.1例行維護

8.1.1運行維護單位應定期對生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)進行維護，頻次應不少于每周一次，例行維護應

做好記錄。

8.1.2例行維護應進行系統(tǒng)檢查、易損件與耗材更換、試劑和受試生物更換等工作，包括但不限于下

列內(nèi)容：

a)查看設(shè)備的運行狀態(tài)和主要技術(shù)參數(shù)，判斷運行情況；

b)根據(jù)系統(tǒng)運行情況、水源地水質(zhì)狀況和水站環(huán)境條件制定易耗品和消耗品的更換周期，并在

耗材使用到期前完成更換；需更換的零配件，應有備用件保證及時更換；

c)檢查試劑與受試生物狀況，定期更換試劑和受試生物。監(jiān)測系統(tǒng)所用純水、試劑和受試生物

需達到相關(guān)技術(shù)要求，數(shù)據(jù)正常情況下，發(fā)光細菌每兩周更換一次，每次更換受試生物后應

按照操作規(guī)程重新校準系統(tǒng)；

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

8.2菌種管理

8.2.1發(fā)光細菌凍干粉應在-18℃以下條件進行儲存、運輸，復蘇液在2℃～4℃進行儲存、運輸，運

輸時應采用專用保溫設(shè)備。

8.2.2使用時，發(fā)光細菌凍干粉應按照使用說明進行復蘇，復蘇時間5min～30min，復蘇后的發(fā)光細

菌菌液宜在2℃～4℃保存，使用期限為7d～14d，發(fā)光強度大于二十萬個光子為宜。

8.2.3檢測過程應根據(jù)不同菌種設(shè)置相應的反應溫度，費歇爾弧菌的反應溫度為(15±1)℃，明亮發(fā)光

桿菌與青?；【姆磻獪囟葹?0℃～25℃。

8.2.4水樣測試前應使用NaCl將水樣滲透壓調(diào)節(jié)至發(fā)光細菌適宜生存環(huán)境，費歇爾弧菌宜將水樣中

NaCl濃度調(diào)至20g/L，明亮發(fā)光桿菌宜將水樣中NaCl濃度調(diào)至30g/L，青?；【藢⑺畼又蠳aCl濃

度調(diào)至8.5g/L。

8.2.5采用費歇爾弧菌時，為保證發(fā)光細菌凍干粉活性，除初始發(fā)光強度應滿足發(fā)光量要求外，反應

30min后發(fā)光細菌的校正因子CF應為0.6～1.8，否則需要更換凍干粉。

8.3定期核查

8.3.1應每周開展一次零點和標樣核查，并形成核查記錄，包括核查時間、標樣濃度、檢測結(jié)果等內(nèi)

容。

8.3.2反應時間設(shè)定為30min，導入零點溶液（去離子水或蒸餾水），測得抑制率即為零點核查結(jié)果，

零點核查結(jié)果應為(0±3)%。

8.3.3反應時間設(shè)定為30min，導入標樣溶液（硫酸鋅溶液），使反應溶液中鋅離子（Zn2+）濃度達到

2+

菌種Zn的EC50濃度（測試方法見A.2.3），測得抑制率即為標樣核查結(jié)果，標樣核查結(jié)果應為(50±5)%。

8.3.4零點核查或標樣核查出現(xiàn)超標情況，應進行下列操作：

a)檢查零點溶液、標樣溶液、發(fā)光細菌等試劑的保質(zhì)期和有效性，更換過期或失效試劑；

b)檢查系統(tǒng)工作狀態(tài)，若系統(tǒng)處于非正常工作狀態(tài)，按8.1.2的要求進行維護；

c)形成異常問題處理記錄，記錄零點核查或標樣核查超標情況、問題排查過程、超標原因、解

決方案等。

8.4保養(yǎng)檢修

4

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根據(jù)生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀況，應對設(shè)備進行預防故障的定期保養(yǎng)檢修，保養(yǎng)檢修工作主

要包括以下內(nèi)容：

a)至少每年進行一次保養(yǎng)檢修；

b)按照儀器使用和維護要求，根據(jù)使用壽命定期更換系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件；

c)每次保養(yǎng)檢修后，需對系統(tǒng)進行重新校準和性能檢驗，并記錄檢修和校準情況，性能檢驗結(jié)

果應符合表1規(guī)定。

8.5故障檢修

對出現(xiàn)故障的生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)進行針對性檢查和維修，主要包括以下內(nèi)容：

a)根據(jù)生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)特點和維修手冊，制定常見故障的判斷和檢修的作業(yè)指導書；

b)在現(xiàn)場能夠診斷明確，且可通過更換備件解決的問題，在現(xiàn)場進行檢修；

c)對于不易診斷和檢修的故障，有條件的可采用備用儀器替代發(fā)生故障的儀器，并將發(fā)生故障

的儀器或配件送儀器廠商進行檢查和維修；

d)每次故障檢修完成后，根據(jù)檢修內(nèi)容和更換部件情況，對儀器進行校準，普通易損件維修后

至少應進行零點和標樣核查，關(guān)鍵部件維修后，應對系統(tǒng)性能指標進行檢查，且檢查結(jié)果符

合表1規(guī)定；

e)故障檢修內(nèi)容均應按要求做好記錄備查，記錄內(nèi)容應包括故障時間和故障原因。

5

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A

附錄A

（資料性）

生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)性能檢驗方法

A.1試劑

A.1.1純水：蒸餾水或同等純度的水。

A.1.2毒物標準樣品：七水合硫酸鋅（分析純）。

A.1.3發(fā)光細菌：根據(jù)儀器性能指標要求選擇發(fā)光細菌菌種，并確定貯存和測量條件。

A.2性能指標檢驗方法

A.2.1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(shè)定值的偏差值，取絕

對值最大的偏差作為溫度控制誤差。

A.2.2零點漂移

儀器穩(wěn)定運行后，導入去離子水或者蒸餾水，連續(xù)測量24h，期間每隔2h記錄一次零點示值，絕

對值最大的零點示值為儀器的零點漂移。

A.2.3EC50驗證

制備550mg/L的鋅離子標準儲備液，將儀器反應時間設(shè)定為30min；導入鋅離子標準儲備液進行

2+

稀釋，使反應溶液中鋅離子（Zn）最終濃度Ci達到1.6mg/L、2.2mg/L、3.0mg/L、3.3mg/L、5.1mg/L，

分別記錄檢測結(jié)果Ti，并按公式（A.1）建立Ci與Ti的回歸方程，求得參數(shù)a、b，計算得出Ti=50%

時對應的Ci值為樣品的EC50值。將儀器反應時間設(shè)定為30min；導入鋅離子標準儲備液進行稀釋，使

2+

反應溶液中鋅離子（Zn）最終濃度達到EC50值，驗證測得的抑制率與50%的差值。

??=?ln??+?····································································(A.1)

式中：

Ti——鋅離子濃度為Ci時的抑制率，%；

Ci——反應溶液中鋅離子的濃度，單位為毫克每升（mg/L）。

A.2.4重復性

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（A.2）計算生物毒性在線監(jiān)測儀的定量測量重復性RSD。

1∑?(????)2

???=×√?=1?×100%·····················································(A.2)

????1

式中：

RSD——生物毒性在線監(jiān)測儀重復性，%；

C?——量程校正液測量平均值，%；

?——測量次數(shù)（n≥6）；

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?——記錄次數(shù)的序號；

Ci——量程校正液第i次測量值，%。

A.2.5平均無故障運行時間（MTBF）

儀器連續(xù)運行至少2個月，總運行時間與故障次數(shù)的比值即為平均無故障運行時間（MTBF）。

A.2.6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。按照GB/T

15441要求，對采集水樣手工測量3次，按公式（A.3）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。

∑6|????|

??=?=1?×100%······························································(A.3)

6??

式中：

??——水樣相對誤差絕對值的平均值，%；

?——記錄測量次數(shù)的序號；

??——水質(zhì)在線自動監(jiān)測儀測量水樣第i次的測量值，%；

??——手工測量3次水樣的平均值，%。

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縮略語..............................................................................2

5系統(tǒng)構(gòu)成............................................................................2

6系統(tǒng)要求............................................................................2

7數(shù)據(jù)管理............................................................................3

8運行維護............................................................................4

附錄A（資料性）生物毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)性能檢驗方法.......................................6

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