現場水質生物毒性測試最新技術進展--- HACH Eclox 便攜式水質毒性分析儀
中國水利水電科學研究院焦平金
關鍵詞：水質;毒性分析;化學發光; HACH;Eclox
隨著近代工業的發展，日益增多的工業污染與廢水排放給水生態系統造成了巨大的沖擊，隨之帶來的各種環境、經濟與社會問題日益得到重視，同時大量的合成化合物的出現給環境評估帶來了嚴重挑戰。近年來公眾對環境中化合物的毒性日益關注，毒性污染已成為全世界的難題，而要解決此類問題則需要從毒性監測的角度對水環境質量進行定量評價(美國公共衛生協會等，1985)。尤其“911”事件后人們更加重視水質安全，且各種與水質相關的事故時常發生，不管是人為的還是自然爆發的，毒性監測都是解決問題的關鍵。可以說除了對土壤和空氣監測外，水質分析儼然成為更重要的任務。
采用浮游生物、藻類和魚類等水生生物進行樣品的傳統毒性檢測方法一度成為評價環境污染的必需手段之一。但由于其檢測時間較長、檢測費用較高等特點，使其不再適宜作為常規檢驗方法(黃正等，2004;李建偉，2005)。
近年來，一些快速、簡便且經濟的現代檢測方法逐步發展起來，如發光細菌毒性檢測方法、化學發光毒性檢測方法等。其中發光細菌毒性監測方法是急性毒性評價的常用方法，化學發光毒性監測方法則是毒性評價的最新技術，適用于多種環境領域;化學發光是根據化學反應產生的輻射光的強度來確定反應中相應物質含量的分析方法，具有靈敏度高、設備簡單、分析速度快、線性范圍寬等特點。作為一種有效的分析技術，化學發光法已廣泛應用于藥物分析、食品安全、環境科學、生命科學等領域。在國外，化學發光毒性監測方法已在事故泄露、環境監測、人為投毒與軍隊飲用水供給安全保障等方面得到廣泛的應用。
正是基于該方法的一系列優勢，美國哈希(HACH)公司研制并成功開發了一款現場水質生物毒性測試儀器，HACH
EcloxTM便攜式水質毒性分析儀。該儀器可以在第一時間內對突發性事件或人為破壞引起的水源地及飲用水污染事件做出評估。這款儀器名為“Eclox便攜式水質毒性分析儀”，其最初是為軍隊研發的生物毒性檢測技術，現在作為軍民兩用的快速、便攜式水質安全現場測試工具在全球范圍內得到了越來越廣泛的應用。
以下對2種常用毒性監測方法進行比較。
首先發光細菌監測方法是基于毒性物質對發光細菌發光度的抑制作用而設計的，通過測定發光細菌發光度的變化，評價環境樣品中由重金屬和其它有機污染物所造成的急性生物毒性。其應用場合大都局限于實驗室內的毒性研究與檢測。
化學發光技術基于在辣根過氧化酶的催化下發光試劑與氧化物發生化學反應，在反應過程中會發生閃光(化學發光)，當樣品中存在有毒物質時，便會影響該反應的進行，進而影響發光強度，通過發光強度的變化即可確定樣品毒性強度(胡天喜等，1990;李益新等，1987)。該方法大量應用于現場應急監測與野外考察，亦可進行常規實驗室毒性檢測，如宋志東等介紹了化學發光檢測技術在水產領域的應用情況。
通過對兩種方法的原理與應用的分析比較(閻春林等，1999)，可以發現與發光細菌法相比，Eclox便攜式水質毒性分析儀所采用的化學發光法具有如下特點：
(1) 測試速度快，5分鐘之內就可以得到第一個測量結果，而傳統的發光細菌法則至少需要15分鐘;
(2)
在常溫下即可以進行分析，而傳統的發光細菌法則需要15℃的恒溫培養箱;(3)化學發光法試劑可以在常溫下保存，而傳統的發光細菌法的試劑則需要在-18℃以下的環境中保存;
(4) 化學發光法所使用的試劑穩定，測試方便，數據重復性好，實驗室間的數據具有可比性。
表1實際值與測試值比較
指標實際值(mg/L)測試值(mg/L)
涕滅威0.005000.00448±0.000320
氰化物0.2000.207±0.026
百治磷0.007480.00728±0.000699
硫酸鉈0.1000.090±0.004
鋁0.5000.512±0.013
銅0.1000.106±0.002
鐵0.4000.399±0.0004
鎂0.1000.079±0.003
鋅0.1000.106±0.016
HACH
EcloxTM便攜式水質毒性分析儀可測試的參數包括水質生物毒性、砷、殺蟲劑/神經毒劑、余氯、色度、總溶解性固體(TDS)、pH值。該儀器體積小巧、輕便，外觀尺寸僅為520*450*215mm，總重量僅為9kg，可在各種環境條件下進行測試，并能快速分析被污染的水體。可快速獲得可靠的水質分析結果，將數據直接下載，使用人員不需要進行專業培訓即可操作。此外，該儀器對各類重金屬、毒劑及化學戰爭試劑亦有靈敏的響應。從表中可以看出，該儀器的測試精度較高。
Eclox化學發光法檢測水質生物毒性，最初為軍方研發，被美國和英國的軍方廣泛采用。基于這一方法在軍方的成功運用，美國開始在環保署、城市應急中心、水務公司、市政供水公司等領域推廣采用。HACH
Eclox 便攜式水質毒性分析儀是美國環保署(USEPA) 在緊急響應草案中推薦的水質分析儀器。
綜上而述，HACH
EcloxTM便攜式水質毒性分析儀是一種最新、便捷、快速、準確檢測水質生物毒性的監測方法。該技術將會在水質常規檢測、環境監測、工業現場評估、水體突發公共衛生事件、自然災害響應等方面得到廣泛的應用。
參考文獻：
[1] 黃正，任恕. 微生物傳感器在污染物生物毒性分析中的應用[J].
傳感器技術，2004，23(9)：4-6
[2] 李建偉. 污染物的微生物毒性檢測方法的比較研究[J].
化學世界，2005，(7)：442-445
[3] 胡天喜，陳杞等. 發光分析與醫學[M].上海:華東師范大學出版社,1990.17-20
[4] 李益新，方允中等.
血卟啉衍生物光敏反應中化學發光的實驗觀察[J].軍事醫學科學院院刊,1987,11:446
[5] 宋志東，王際英等. 化學發光檢測技術在水產領域的應用[J].
齊魯漁業，2008，25(11)：59-61
[6] 閻春林，廖康煌. 化學發光定量檢測藥物光毒性[J].
中國皮膚性病學雜志，1999，13(6)：16-18
[7] 美國公共衛生協會等. 水和廢水標準檢驗法[M].北京：中國建筑出版社,1985
