《饮用水水源地水质在线生物预警技术规范》（征求意见稿）.docx

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1、ICS 13.020 CCS Z 16河南 省 地41方 标 准DB41/T XXXXXXXX饮用水水源地水质在线生物预警 技术规范(征求意见稿)在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。XXXX - XX - XX 发布XXXX - XX - XX 实施河 南 省 生 态 环 境 厅发 布河 南 省 市 场 监 督 管 理 局DB41/T XXXXXXXX目 次前 言 II引 言 III1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 系统建设 25 数据管理 36 运行维护 47 质量控制 5附 录 A (规范性) 发光细菌法在线生物毒性监测仪器性能指标检验方法

2、6参 考 文 献 8IDB41/T XXXXXXXX前 言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。本文件由河南省生态环境厅提出并归口。本文件起草单位：河南省生态环境技术中心、河南省生态环境监测和安全中心、河南省南水北调中 线渠首生态环境监测应急中心。本文件主要起草人：IIDB41/T XXXXXXXX引 言为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国水污染防治法，加强饮用水水源地生 态环境保护，保障居民用水安全与人类健康，防范饮用水水源地水质风险，制定本文件。IIIDB41/T XXXXXXXX 饮用水水源地水质在线生物预警技术规范

3、1 范围本文件规定了以发光细菌为受试生物的地表水型饮用水水源地水质在线生物毒性监测系统建设、数 据管理、运行维护、质量控制要求。本文件适用于以发光细菌为受试生物的河南省地表水型饮用水水源地水质在线生物毒性监测。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本 (包括所有的修改单) 适用于本 文件。HJ 212 污染物在线监控 (监测) 系统数据传输标准3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1发光细菌 luminous bacteria在新陈代谢中，能产生发光物质的一

4、类细菌，其发光强度与毒性物质浓度、毒性大小呈负相关性。 3.2生物毒性 biotoxicity物质对生物的毒性强弱，以水样对发光细菌的发光抑制率来表征。3.3相对发光度 (RLI) relat ive l ight index加入待测样品的受试发光细菌发光度与对照发光度的比值，单位为%。3.4抑制率 inhibit ion rate在规定条件下，待测样品与受试发光细菌接触后，发光细菌的发光量所降低的百分比，单位为%。 抑制率=100%-RLI。3.5半数效应浓度 (EC50 ) 50% of effect ive concentrat ion引起发光细菌半数出现发光抑制效应的毒性物质浓度。3.

5、6校正因子 (CF) correct ion factor空白水样与发光细菌反应一段时间后发光强度与初始发光强度的比值。表示除去水中有毒物质以外 其他因素对发光细菌发光效应的影响。用于实际水样检测结果校正。3.7灵敏度 sensitivity对单位浓度待测样品变化所产生的响应量的变化程度。1采配水单元 待测样品 标准溶液 数据传输单元控制单元DB41/T XXXXXXXX3.8平均无故障运行时间 (MTBF) mean t ime between failure相邻两次故障之间的平均工作时间，采用测试期间累计工作时间与故障次数的比值进行计算。 3.9零点漂移 zero drift采用零点校正液

6、为样品连续测量，在线监测仪的示值在一定时间内基于初始零值的最大变化幅度相 对于量程的百分比。4 系统建设4.1 系统构成在线生物毒性监测系统由采配水单元、检测单元、控制单元、数据传输单元组成。系统的基本构成 见图1。检测单元菌种图 1 在线生物毒性监测系统基本构成4.1.1 采配水单元采配水单元应保证所提供的水样可靠、有效，包括采水单元、预处理单元和配水单元。采水单元包 含采水方式、采水泵、采水管路铺设等。预处理单元为预处理装置，以满足分析仪器对水样过滤精度等 要求。配水单元直接向生物监测设备供水，其提供的水质、水压和水量均需满足在线生物毒性监测设备 仪器的要求。4.1.2 检测单元检测单元应

7、具有抗腐蚀性，且易于安装、更换和清洗，检测模块的输出信号应稳定，实现对待测样 本的自动在线分析，性能稳定，二次污染小。4.1.3 控制单元控制单元应具备以下功能：a) 进样、反应和排液、清洗、数据处理、显示、异常信息记录及反馈等基本控制功能；b) 意外断电且再度通电后各通道并复位到重新开始测试状态的功能；c) 数据和运行日志采集、储存、处理、显示和输出功能；d) 试剂余量、异常信息、仪器故障、测试结果超标等报警功能，并显示当前水质状态。4.1.4 数据传输单元数据传输要求能够按照分析周期自动执行，并实现远程控制与备份。传输单元按照国家标准采用统 一的通讯协议，以有线或无线的方式实现数据及主要状

8、态参数的传输。4.2 方法原理2DB41/T XXXXXXXX水样在一定的时间和条件下与发光细菌接触后，发光细菌的发光强度变化与水样中毒性组分总浓度 基本呈负相关关系。通过测定水样与发光细菌接触一定时间后的发光抑制率来表征水样的急性毒性水平。4.3 性能要求发光细菌法在线生物毒性监测仪器的性能指标应符合表1规定，性能指标检验方法见附录A。表 1 发光细菌法在线生物毒性监测仪器性能要求项目性能指标受试生物发光细菌(费歇尔弧菌、明亮发光杆菌、 青海弧菌等)测量范围-100%100%(抑制率) 、0200%(RLI)灵敏度RLI80%空白对照通道数量1温度控制误差1零点漂移3%EC50 验证5%重复

9、性10%平均无故障连续运行时间 (MTBF)720h实际水样比对实验20%5 数据管理5.1 一般要求数据传输应符合 HJ 212 的相关规定。5.2 阈值设定发光细菌法在线生物毒性监测仪器发光抑制率上限宜设定为30%，下限宜设定为-30%，或可根据水 源地水质实测数据及实际管理需要调试确定。5.3 数据有效性判别在线生物毒性监测系统运行维护人员应做好数据管理和数据审核工作，并进行数据有效性分析。数 据有效性判别主要包括以下内容：a) 当流量为零时，在线监测系统输出的监测值为无效数据；b) 发现标样核查不合格、零点核查出现异常时，从此次不合格时刻至上次校准校验合格时刻的 在线监测数据均判断为无

10、效数据，从此次不合格时刻起至再次校准校验合格时刻期间的数据， 作为非正常采样监测时段数据，判断为无效数据；c) 在线生物毒性监测仪器停运期间、因故障维修或维护期间、有计划地维护保养期间、校准和 校验等非正常采样监测时间段内输出的监测值为无效数据，但对该时段数据作标记，作为监 测仪器检查和校准的依据予以保留；d) 菌种失活或状态异常时所得的监测值为无效数据；e) 判断为无效的数据应注明原因，并保留原始记录。3DB41/T XXXXXXXX5.4 异常数据分析与处置在线生物毒性监测数据超过设定阈值或出现急剧升高、下降或恒值不变时，应进行如下操作：a) 对仪器进行零点核查和标样核查，检查仪器是否处于

11、正常工作状态。若仪器或受试生物处于 非正常工作状态，应对仪器进行维护或更换受试生物；b) 对问题水样密封保存进行留样；c) 查看站房内常规水质参数是否超标，若未超标，对水源地水质开展加密监测，并进行其他指 标的手工查验；d) 异常数据分析与处置应形成问题处理记录。6 运行维护6.1 例行维护6.1.1 运行维护单位应定期对在线生物毒性监测系统进行例行维护，频次不得低于每周一次，例行维 护应严格按照规程开展并做好记录。6.1.2 例行维护应进行仪器与系统检查、易损件与耗材更换、试剂和受试生物更换等工作，包括但不 限于下列内容：a) 查看仪器设备的运行状态和主要技术参数，判断运行是否正常；b) 根

12、据仪器运行情况、水源地水质状况和水站环境条件制定易耗品和消耗品的更换周期，并在 耗材使用到期前完成更换；需更换的零配件，应有备用件保证及时更换；c) 检查试剂与受试生物状况，定期更换试剂和受试生物。监测仪器所用纯水、试剂和受试生物 须达到相关技术要求，数据正常情况下，发光细菌每两周更换一次，每次更换受试生物后应 按照操作规程重新校准仪器；d) 每次进行备件或材料更换时，更换的备件或材料的品名、规格、数量等应记录并归档。6.2 定期核查6.2.1 应每周开展一次零点和标样核查，并形成核查记录，包括核查时间、标样浓度、检测结果是否 合格等内容。6.2.2 反应时间设定为 30min，导入零点溶液

13、(去离子水或蒸馏水) ，测得抑制率即为零点核查结果， 零点核查结果应为 0 3%。6.2.3 反应时间设定为 30min，导入标样溶液 (硫酸锌溶液) ，使反应溶液中锌离子 (Zn2+ ) 浓度达到 菌种 Zn2+的 EC50 浓度 (测试方法见 A.3.4) ，测得抑制率即为标样核查结果，标样核查结果应为 50%5%。6.2.4 零点核查或标样核查出现超标情况，应进行下列操作：a) 检查零点溶液、标样溶液、发光细菌等试剂是否处于保质期内或已失效，更换过期或失效试 剂；b) 检查仪器是否处于正常工作状态，否则按本文件中 6.1.2 要求进行维护；c) 形成异常问题处理记录，记录零点核查或标样核

14、查超标情况、问题排查过程、超标原因、解 决方案等。6.3 保养检修根据在线生物毒性监测仪器的运行状况，应对设备进行预防故障的定期保养检修，保养检修工作主 要包括以下内容：a) 在线生物毒性监测仪器设备至少每年进行 1 次保养检修；4DB41/T XXXXXXXXb) 按照仪器使用和维护要求，根据使用寿命定期更换仪器的关键零部件；c) 每次保养检修后，需对仪器进行重新校准和检查，并记录检修和校准情况。6.4 故障检修故障检修是指对出现故障的在线生物毒性监测仪器进行针对性检查和维修，故障检修工作主要包括 以下内容：a) 根据在线生物毒性监测仪器特点和维修手册，制定常见故障的判断和检修的作业指导书；

15、b) 在现场能够诊断明确，且可通过更换备件解决的问题，则在现场进行检修；c) 对于不易诊断和检修的故障，有条件的可采用备用仪器替代发生故障的仪器，并将发生故障 的仪器或配件送仪器厂商进行检查和维修；d) 每次故障检修完成后，根据检修内容和更换部件情况，对仪器进行校准，普通易损件维修后 至少应进行零点和标样核查，关键部件维修后，应对仪器性能进行检查；e) 故障检修内容均应按要求做好记录备查，记录内容应包括故障时间和故障原因。7 质量控制7.1 发光细菌冻干粉应在-18以下条件进行储存、运输，复苏液在 24进行储存、运输，运输 时应采用专用保温设备。7.2 使用时，发光细菌冻干粉应按照标准进行复苏

16、，复苏时间 5min30min，复苏后的发光细菌菌液 宜在 24保存，使用期限为 7 天14 天，发光强度大于 20 万个光子为宜。7.3 检测过程应根据不同菌种设置相应的反应温度，费歇尔弧菌的反应温度为 151 ，明亮发光杆 菌与青海弧菌的反应温度为 2025。7.4 采用费歇尔弧菌、明亮发光杆菌等海洋发光细菌作为受试生物时，应使用NaCl将水样渗透压调节 至发光细菌适宜生存环境，费歇尔弧菌宜将水样中NaCl浓度调至 20g/L，明亮发光杆菌宜将水样中NaCl 浓度调至 30g/L。采用青海弧菌作为受试生物时，宜将水样中NaCl浓度调至 8.5g/L。7.5 采用费歇尔弧菌时，为保证发光细菌

17、冻干粉活性，除初始发光强度应满足发光量要求外，反应 30min 后发光细菌的校正因子 CF 应为 0.61.8，否则需要更换冻干粉。7.6 反应 30min，参比毒物 ZnSO4 7H2O(以 Zn2+浓度计)的半数效应浓度 EC50 范围应为 0.6 mg/L6 mg/L。5DB41/T XXXXXXXXA附 录 A(规范性)发光细菌法在线生物毒性监测仪器性能指标检验方法A.1 试剂A.1.1 纯水：蒸馏水或同等纯度的水。A.1.2 毒物标准样品：七水合硫酸锌 (分析纯)。A.1.3 锌标准工作液：用毒物标准样品及纯水稀释定容配制。A.1.4 发光细菌：根据仪器性能指标要求选择发光细菌菌种，

18、并确定贮存和测量条件。A.2 性能指标检验方法A.2.1 灵敏度待仪器稳定运行后，分别连续测量1mg/L锌标准工作液3次，计算3次测量结果的平均值作为灵敏度 判定值。A.2.2 温度控制误差用温度测量装置分别测量仪器发光细菌贮存温度和测量温度。待仪器运行稳定后，每隔10min测量 其温度1次，共测量6 次，依次记录读数T1 ，T2 ，T6 ，分别计算读数相对设定值的偏差值，取绝对值 最大的偏差作为温度控制误差。A.2.3 零点漂移仪器稳定运行后，导入去离子水或者蒸馏水，连续测量24h，期间每隔2h记录一次零点示值，绝对 值最大的零点示值为仪器的零点漂移。A.2.4 EC50验证制备550mg/

19、L的锌离子标准储备液，将仪器反应时间设定为30min；导入锌离子标准储备液进行稀释， 使反应溶液中锌离子 (Zn2+) 最终浓度Ci达到1.6mg/L、2.2mg/L、3.0mg/L、3.3mg/L、5.1mg/L，分别记 录检测结果Ti ，并按式 (A.1) 建立Ci与Ti 的回归方程，计算得出Ti = 50%时对应的Ci值为样品的EC50值。 将仪器反应时间设定为30min；导入锌离子标准储备液进行稀释，使反应溶液中锌离子 (Zn2+) 最终浓度 达到EC50值，验证测得的抑制率与50%的差值。Ti = a ln Ci + b (A.1)式中：Ti 锌离子浓度为Ci 时的抑制率 (%) ；

20、Ci 反应溶液中锌离子的浓度 (mg/L) 。A.2.5 重复性运行稳定后，通入质控标准溶液，记录测量值，使用同一浓度标准物质重复上述操作至少6次，按公式 (A.2) 计算在线生物毒性监测仪的定量测量重复性RSD。 n 1RSD = 1 x1 Ci2 100% (A.2)式中：6DB41/T XXXXXXXXRSD在线生物毒性监测仪重复性 (%) ；Ci 量程校正液第i次测量值 (%) ； 量程校正液测量平均值 (%) ；i 记录数据的序号；n 测量次数 (n6) 。A.2.6 平均无故障运行时间 (MTBF)仪器连续运行至少 2 个月，总运行时间与故障次数的比值即为平均无故障运行时间 (MT

21、BF) 。A.2.7 实际水样比对实验采集实际水样样品，待仪器稳定运行后，使用仪器进行测量，测量6次，记录检测结果。用实验室 GB/T 15441测量次数3次，计算实际水样测量值与实验室国标方法测量值的平均值之间误差绝对值的平x6 Xi 6均值，作为仪器实际水样比对试验误差的判定值，计算方法见公式 (A.3) 。 = i=1 100% (A.3)式中： 水样相对误差绝对值的平均值；Xi 水质在线自动监测仪测量水样第i 次的测量值； 手工方法测量水样的平均值，测量次数为3次；i 测量次数。7DB41/T XXXXXXXX参 考 文 献1 GB/T 20001.5 标准编写规则 第五部分：规范标准

22、2 GB 3838 地表水环境质量标准3 GB/T 15441 水质 急性毒性的测定 发光细菌法4 HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范5 HJ 565 环境保护标准编制出版技术指南6 HJ 589 突发环境事件应急监测技术规范7 HJ 773 集中式饮用水水源地规范化建设环境保护技术要求8 HJ 915 地表水自动监测技术规范 (试行)9 CJJ/T 271 城镇供水水质在线监测技术标准10 SN/T 5103 国境口岸饮用水生物毒性发光细菌检测方法11 T/CAQI 188 发光细菌法水质生物综合毒性在线监测仪技术要求和应用指南12 ISO 11348-3 Water quality-Determination of the inhibitory effect of watersamples on the light emission of Vibrio fischeri (Luminescent bacteria test)-Part 3 : Method using freeze-dried bacteria13 污水生物毒性监测技术规程 发光细菌急性毒性测试-费歇尔弧菌法 (试行)8