近日，頤和園附近的京密引水渠團城湖北閘，從河北調(diào)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(jīng)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(zhì)安全生物預警系統(tǒng)”，“這個機器可不一般，它的‘腹內(nèi)’裝有20多條活蹦亂跳的小魚，它們是24小時不下崗的‘水質(zhì)監(jiān)測員’，時時守護著京城的水源。”中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境水質(zhì)學國家重點實驗室負責人王子健教授說。
如水質(zhì)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(jiān)測水質(zhì)的小魚。
“水質(zhì)安全生物預警系統(tǒng)”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(tài)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(nèi)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(zhì)發(fā)生變化，它們就會出現(xiàn)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(nèi)的電場，儀器會自動發(fā)出報警，而且這部儀器裝有GPS傳輸系統(tǒng)，如果水質(zhì)發(fā)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(zhì)監(jiān)測員”的小魚全部來自中科院生態(tài)環(huán)境研究中心，走進該中心環(huán)境水質(zhì)學國家重點實驗室的養(yǎng)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(nèi)注水，保證水箱內(nèi)水質(zhì)清潔。
王子健教授介紹，這里儲備的測試水質(zhì)所用小魚達數(shù)千條，它們已在實驗室中生長了六代，性能非常穩(wěn)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(zhì)已變渾，這種魚就極少能見到。”
作為“水質(zhì)監(jiān)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(zhì)監(jiān)測的準確性。
生態(tài)方法檢測水質(zhì)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(zhì)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(fā)達國家相比，水質(zhì)檢測方面差距還不小，如美國水質(zhì)檢測指標多達200多項。他說，“僅以人類生產(chǎn)和使用的化學品種類來講，就有103萬多種，經(jīng)常在生活中遇到的也有3萬多種，它們都有可能出現(xiàn)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(zhì)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(xiàn)在市場上供應的農(nóng)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(zhì)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(fā)生異常，通過對魚的監(jiān)測來實現(xiàn)對水質(zhì)的監(jiān)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(zhì)變化一般可以明顯觀察到，在實際生產(chǎn)生活中，最擔心的是水質(zhì)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(tǒng)淡水魚對水質(zhì)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(fā)生什么異常，因此只有對水質(zhì)非常敏感的小體形魚才能作為合格的“水質(zhì)監(jiān)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(tài)法進行水質(zhì)檢測的最好選擇，特別是在實驗室中經(jīng)過多代繁育的，生理機能非常穩(wěn)定，對水質(zhì)敏感度非常高，當水體出現(xiàn)濃度較低的“亞急性中毒”時，有毒的物質(zhì)會損害它們的神經(jīng)機能，使它們出現(xiàn)活動遲鈍、生理機能改變等行為學異常，這些異常通過“水質(zhì)安全生物預警系統(tǒng)”及時地傳達給人，從而有效實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測。
曾經(jīng)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(tài)環(huán)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(qū)用于生物監(jiān)測水質(zhì)安全的標準模式魚，隨行的還有一套水質(zhì)安全在線生物預警系統(tǒng)，整套系統(tǒng)用于成都市區(qū)的自來水水源水質(zhì)監(jiān)測，提高了成都對城市供水安全突發(fā)事件的快速應急能力，為地震災區(qū)的水源水質(zhì)安全保障提供了支持。
據(jù)了解，北京有六成的城市用水來自河北，河北水經(jīng)過長途跋涉抵達京城后，除采用現(xiàn)有常規(guī)理化監(jiān)測外，目前還采用了這種水質(zhì)在線生物安全預警系統(tǒng)。王子健說，通過先進的生物檢測方法實現(xiàn)對重點地區(qū)、重點水域和供水水源地的水質(zhì)監(jiān)測，及時準確地獲得水質(zhì)信息，將提高政府對突發(fā)水質(zhì)污染事故的預警預報及快速反應能力。
