小魚上崗成“水質監測員”監測北京水質

　　實驗室水箱內守護京城水源的小魚

　　水質安全預警系統

　　京密引水渠

　　近日，頤和園附近的京密引水渠團城湖北閘，從河北調來支援北京的水在此進行清污，巨大的清污機下纏掛著一些樹葉、樹枝等漂浮物，河水靜靜地流淌著，清澈見底，以每秒13立方米的速度，最后經北京市水源九廠等水廠進入北京千家萬戶。

　　在清污機旁有一間外表不起眼的小房子，里面有一臺類似取款機的機器，名為“水質安全生物預警系統”， “這個機器可不一般，它的‘腹內’裝有20多條活蹦亂跳的小魚，它們是24小時不下崗的‘水質監測員’，時時守護著京城的水源。”中國科學院生態環境研究中心環境水質學國家重點實驗室負責人王子健教授說。

　　如水質變化小魚行為異常會報警

　　7月上旬的一天，王子健教授帶著他的學生來到京密引水渠團城湖北閘，他們每個月都要更換用來監測水質的小魚。

　　“水質安全生物預警系統”外形非常像取款機，上面部分為顯示儀，有著類似心電圖一樣的動態顯示圖像，分別代表著“游動”、“擺動”、“攝食運動”、“擺鰭運動”等不同指標，中間部分裝有8個測試管，每個管內分別裝有3至4條小魚，這些小魚全身為半透明的青灰色，只有約2至3厘米長，就像小魚苗兒，與測試管連接的是兩個精密儀器，它們被安裝在機器下部，同時有水管與測試水源地相連。

　　王子健一邊指導學生更換小魚，一邊講解:這種魚名為日本青鳉，生性比較敏感，如果水質發生變化，它們就會出現行為異常，如不同程度的快速游動、魚鰓張合速度改變，從而切割測試管內的電場，儀器會自動發出報警，而且這部儀器裝有GPS傳輸系統，如果水質發生異常，警報會直接傳送到檢測電腦以及檢測者的手機上，非常方便。

　　測試魚“年齡”3到4個月最合適

　　擔任“水質監測員”的小魚全部來自中科院生態環境研究中心，走進該中心環境水質學國家重點實驗室的養魚房，一排排水箱整齊排列，上下兩層，蔚為壯觀，不同“年齡”不同品種的小魚生長其間，每個水箱上面都有口徑約3毫米的水管不停向箱內注水，保證水箱內水質清潔。

　　王子健教授介紹，這里儲備的測試水質所用小魚達數千條，它們已在實驗室中生長了六代，性能非常穩定，從種類上說分為三種，其中“日本青鳉”和“斑馬魚”皆為國際實驗物種，前者多生長在稻田中，又名“稻田魚”，對稻田中的一些除草劑、殺蟲劑等格外敏感;另一種為“稀有鯽”，從外形來看，像小號的鯽魚，原生長地為長江上游的清潔水體中，對污染物極為敏感，即使是輕微污染也不耐受，“到中游一帶時，長江水質已變渾，這種魚就極少能見到。”

　　作為“水質監測員”，小魚的“年齡”在3到4個月時最為合適，而且每兩個月就要更換一批。對此王子健教授解釋，因為若魚長得太大，它在水中適應性就會增強，變得比較耐污染，若太小又會特別敏感，也影響水質監測的準確性。

　　生態方法檢測水質科學迅捷

　　王子健教授介紹，從國家有關標準來看，要判斷水質是否合格，有109項檢測指標，與之前的40多項相比已有明顯進步，但與發達國家相比，水質檢測方面差距還不小，如美國水質檢測指標多達200多項。他說，“僅以人類生產和使用的化學品種類來講，就有103萬多種，經常在生活中遇到的也有3萬多種，它們都有可能出現在水體中，從理論上說要保證水體安全，至少要檢測幾千種污染物，因此目前的109種檢測指標也遠遠不夠，但每增加一種檢測指標就要增加檢測費用，因此單純用技術手段進行水質檢測還行不通。”

　　王子健說，2005年松花江水污染事件給世人留下深刻印象，飲用水源一旦有毒，帶來的后果不堪設想，現在市場上供應的農藥品種很多，其中一些化學含量并不在國家飲用水源檢測指標中，如此說來，就是達到國家標準的水也不能保證其絕對“無毒”。而魚作為生長在水中的生物對水質天生敏感，特別是一些體形很小的魚類對污染的耐受力很差，水體稍微有污染物，它們要么死亡要么行為會發生異常，通過對魚的監測來實現對水質的監測既簡單方便又科學迅捷。

　　敏感度高的小魚可辨別亞急性中毒

　　當大量有毒物品投放在水體中，一定體積的水中毒性突然增大，生活其中的魚就會急性中毒而亡，這樣的水質變化一般可以明顯觀察到，在實際生產生活中，最擔心的是水質的微弱變化，如水中已有一些含量較低的毒藥，但由于像草魚、鰱魚等傳統淡水魚對水質要求不高，對污染物耐受性大，因此有可能這些魚的行為沒有發生什么異常，因此只有對水質非常敏感的小體形魚才能作為合格的“水質監測員”。

　　王子健表示，像“日本青鳉”、“稀有鯽”和“斑馬魚”都是采用生態法進行水質檢測的最好選擇，特別是在實驗室中經過多代繁育的，生理機能非常穩定，對水質敏感度非常高，當水體出現濃度較低的“亞急性中毒”時，有毒的物質會損害它們的神經機能，使它們出現活動遲鈍、生理機能改變等行為學異常，這些異常通過“水質安全生物預警系統”及時地傳達給人，從而有效實現水質監測。

　　曾經在抗震救災中大顯身手

　　去年5月22日，王子健教授的學生——中科院生態環境研究中心饒凱鋒助研和任宗明博士，曾攜帶一大桶水登上開往四川成都的航班，當時那桶“特殊”的水里裝的就是中國科學院捐贈給四川地震災區用于生物監測水質安全的標準模式魚，隨行的還有一套水質安全在線生物預警系統，整套系統用于成都市區的自來水水源水質監測，提高了成都對城市供水安全突發事件的快速應急能力，為地震災區的水源水質安全保障提供了支持。

　　據了解，北京有六成的城市用水來自河北，河北水經過長途跋涉抵達京城后，除采用現有常規理化監測外，目前還采用了這種水質在線生物安全預警系統。王子健說，通過先進的生物檢測方法實現對重點地區、重點水域和供水水源地的水質監測，及時準確地獲得水質信息，將提高政府對突發水質污染事故的預警預報及快速反應能力。