监察部2012年统计显示：

中国水污染事故近年每年都在1700起以上

?     污染物类型复杂多样：

   急性毒性、慢性毒性、繁殖毒性、三致效应、内分泌干扰效应等！

?     危害性质与危害程度不明：

   对大多数污染物，目前没有足够的生物富集性、降解性和毒性数据！

?     污染来源复杂：

污染源事故性排放

工业化学品运输泄漏

人为投放有毒物质

有毒水华和藻毒素

中科院生态研究中心的水环境综合毒性监测与预警技术可以解决以上难题

用“毒性”代替“毒物”监测是一个的解决方案！

原理：

利用有毒物质污染应激下生物体的死亡、行为响应和生理生化改变来识别毒物的方法。！

特点：

?     能够对复合污染和未知污染物快速响应，实现预警；

?     能够实现已知有毒污染物的低成本快速监测；

?     容易实现在位、在线和实时监测与预警。

方式：

?     利用综合毒性监测技术作为生物预警手段；

?     利用生物毒性评价确认化学物质/复合污染的危害；

?     利用毒理学方法确认生态和健康效应；

生物安全预警技术原理

?     水生生物（鱼）在遭遇水污染时自发产生回避行为响应；

?     水生生物（鱼）运动行为变化与水体典型污染物毒性总量之间存在良好的剂量-反应关系；

?     低压高频电信号传感技术能够连续实时监测生物行为；通过毒性传感器监测水生生物（鱼）行为强度变化，结合生物毒性数据模型、环境胁迫阈值模型、生物毒性行为解析模型。实现对水质在线连续实时生物监测和预警。

青鳉鱼：尤其对杀虫剂响应敏感，长无人值守时间可达3个月以上。

污染物浓度与生物行为信号的量效关系分析

综合毒性的定量：通过重金属,农药等多种污染物的暴露实验数据拟合,建立受试生物的回避行为反应时间()与污染物环境浓度(以毒性单位表示)的指数函数关系:

  t = a ×Tu^b

生物行为强度变化与暴露时间、环境污染物浓度直接相关。

号响应与污染物的毒性单位(TU)有关，可以通过LC50预测

*TU是美国环保局针对综合毒性开发的指标，TU=C/LC50

基于水生生物的水质在线生物安全预警设备（BEWs）

技术描述

基于水生生物回避行为反应与污染物毒性存在较好剂量反应关系，通过低压高频电信号传感器技术连续实时监测生物运动行为变化，结合生物毒性数据模型、环境胁迫阈值模型、生物毒性行为解析模型对水质变化进行智能监测预警，迅速判断污染爆发时间和污染物综合毒性。

技术特点

污染导致水生生物行为改变，设备能直接、客观地反映出原水对水生生物的综合毒性，具有连续、快速、实时、多通道自动监测等特点

EWs的两种预警方式

A: 污染性质预警

预警内容：污染与否,污染程度(安全,污染,严重污染).

技术构建：主要根据水生生物环境压力阈模型所示的行为强度大小和变化程度,结合试验数据分析结果,按照一定的行为强度变化阈值,对受试生物行为强度及变化所反应的水质状况进行直接反应.

实施方法:

采用多通道(少3组),不设置空白对照和浓度梯度;

根据行为强度信号变化,设定行为临界值;

结合监测通道信号变化与一定临界值的比较,确定水体的状况:安全,污染,严重污染.

B: 污染程度预警

预警内容：污染事故爆发时间,水体内污染物浓度剂量.

技术构建：主要根据水生生物一定回避行为的行为强度和相应维持时间,结合内嵌回避行为模型,对受试生物回避行为变化所反应的污染程度进行反应.

实施方法:

将测试管分别设置为:(1)对照,(2)监测水样,(3)对照水样和被监测水体1:1混合水样,形成简单的剂量-响应关系;

如果发生水体突发性污染事故,可以通过回避行为模型推断发生时间和污染物综合毒性(以TU表示).

    生物毒性监测与化学参数监测可以优势互补，联合生物-化学监测，可提升扩展在线监测预警功能，这是国际监测技术发展重要内容，代表着环境监测技术发展的创新方向和前沿。

    可对各种类型毒性污染快速响应，真正实现生物毒性监测预警和智能化解析判断的智能化综合集成是应对我国当前频发水质突发事故污染的有效技术和装备，是符合管理需求的整体解决方案和决策支持系统 ！