CN103675223B - 一种通过水生生物离子分子流速判别水源安全饮用性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明利用水生生物体在长期自然进化过程中形成的对水环境有毒有害物质的敏感性来判别水源的饮用安全性。水生生物对有毒有害物质的反应往往表现为相关离子或分子流速的变化，因此通过比较人工控制成分的基准水源与被测水源中水生生物体离子或分子的流速是否有明显改变就可以判断被测水源是否可安全饮用。本发明有效克服了传统方法可能漏检有毒有害物质及不能表征有毒有害物质相互作用等缺陷。

Description

一种通过水生生物离子分子流速判别水源安全饮用性的方法
技术领域
本发明涉及一种通过水生生物离子分子流速判别水源安全饮用性的方法，是一种对水环境的生物检测方法，属于环境检测技术领域。
背景技术
水是生命活动不可或缺的物质，与人体健康息息相关。对于饮用水的安全性，世界各国政府已经制订了大量强制性的检测标准或规范。目前的饮用水安全标准通过检测一系列可能危害人体健康的化学物质是否超过规定的阈值来判别被测水源是否可安全饮用。上述传统检测方法存在两个问题：一是被测物质难以涵盖所有可能危害人体健康的物质，往往造成漏检；二是如果被测水源中存在多种有害物质，有害物质之间可能发生相互作用使毒性增强，导致每种有害物质的含量都不超标但实际上被测水源会危及人体健康。
近年来，对环境质量的生物检测方法日益受到重视。生物检测方法充分利用生物长期进化中形成的对环境的敏锐感知能力，通过生物体在被测环境中能否维持正常的生理状态来检验环境质量，有效规避了传统环境检测方法的弱点。
生物体能否维持正常的生理状态可通过多种指标来表征。流入或流出生物体的H+、Ca2+、O2等离子或分子的速度是反映生物体生理状态的重要指标，已经公开报道的非损伤微测技术可以实现测量活体生物的离子或分子流速。
因此，选择合适的水生生物样品和特定的离子或分子作为检测指标，就能够建立相应的生物检测方法，通过生物的生理状态来判别水源的安全饮用性。
发明内容
本发明以生理功能完备的水生生物成体为测量样品，通过测量水生生物体上某一离子或分子流入或流出速度的变化来判别水源的安全饮用性。
水生生物体对水环境的变化较为敏感，环境成分的改变会迅速引起其生理状态的改变，而生理状态的改变会立即引起离子或分子流速的改变。
通常水生生物对有毒有害物质的耐受能力远低于人体。如果与人工控制成分、确保不含有毒有害物质的基准水源相比，在待测水源中水生生物的离子或分子流速没有明显变化，那么人饮用该水源就是安全的；相反，若水生生物离子或分子流速有明显改变，则饮用该水源会对人体产生危害。
通过水生生物离子或分子流速判别水源安全饮用性的实验设计为：将生理功能完备的水生生物成体置于基准水源中培养24小时，之后测量生物体整体某一离子或分子的流速数值，每6-8秒测量一个数据共测量10分钟，将10分钟时间内获得的数据的平均值作为基准水源流速值；随后将基准水源中的生物体移入被测水源中培养5分钟，之后测量生物体整体相同离子或分子的流速数值，每6-8秒测量一个数据共测量10分钟，将10分钟时间内获得的数据的平均值作为被测水源流速值。通过比较被测水源与基准水源流速值的差异来判别被测水源的安全饮用性。测量离子或分子流速的具体操作方法按照非损伤微测技术已公开的文件执行。
通过水生生物离子或分子流速判别水源安全饮用性的具体判别方法为：当被测水源流速值与基准水源流速值的差值的绝对值小于基准水源流速值绝对值的50％时，判别被测水源为安全水源，长期饮用不会危害人体健康；当被测水源流速值与基准水源流速值的差值的绝对值大于等于基准水源流速值绝对值的50％但小于100％时，判别被测水源为次安全水源，可短期内饮用，但若长期饮用会对人体健康造成潜在危害；当被测水源流速值与基准水源流速值的差值的绝对值大于基准水源流速值绝对值的100％时，判别被测水源为不安全水源，不建议饮用。
通过水生生物离子或分子流速判别水源安全饮用性的方法，有效避免了传统饮用水安全检测方法漏检有害物质、无法检测有害物质组合毒性等缺陷，操作简单易行，结果准确可靠，有利于节省人力物力成本。该方法可在普通家庭大面积推广使用。
具体实施方式
下面以实施例对本发明进一步做出说明，但本发明不局限于这一实施例。
实施例：
水丝蚓氧流速检测家庭饮水机出水口水源饮用安全性
本实施例选择水丝蚓(拉丁学名Limnodrilushoffmeisteri)为测量样品，通过测量氧气(化学式O2)流速的变化来判别水源的安全饮用性。
水丝蚓是一种常见的淡水底栖生物，可用做鱼类的食饵。一方面水丝蚓对环境变化较为敏感，环境成分的改变会迅速引起其生理状态的改变，另一方面水丝蚓的耐受能力较强，在不利环境中也不会立刻死亡。这些特征决定了水丝蚓作为判别水源的安全饮用性的测量样品非常适合。
呼吸是水丝蚓最为敏感和脆弱的机能之一。呼吸即氧气吸入体内的过程，若呼吸机能改变，氧气流入水丝蚓体内的速度也一定会发生变化，因此选择氧气流速为测量指标。
从市场购买全新的过滤式饮水机(即过滤自来水使自来水可以直接饮用的饮水机)，按其产品说明书安装、清洗后投入使用，以出水口流出的水为被测水源，通过水丝蚓氧气流速判别其饮用安全性。检测结果为基准水源氧气流速值-25.6picomol/cm2/s，被测水源氧气流速值-25.76picomol/cm2/s，被测水源氧气流速值与基准水源氧气流速值的差值的绝对值0.11picomol/cm2/s，为基准水源氧气流速值绝对值的0.43％。这表明饮水机出水口流出的水为安全水源，可放心饮用。
饮水机一个月时间不清洗内胆，检测出水口流出的水。检测结果为基准水源氧气流速值-26.9picomol/cm2/s，被测水源氧气流速值-13.33picomol/cm2/s，被测水源氧气流速值与基准水源氧气流速值的差值的绝对值13.57picomol/cm2/s，为基准水源氧气流速值绝对值的50.4％。这表明饮水机出水口流出的水变为次安全水源不能长期饮用，饮水机内已经有一定的污染。
按照饮水机产品说明书的要求彻底清洗内胆后再次检测出水口流出的水。检测结果为基准水源氧气流速值-25.9picomol/cm2/s，被测水源氧气流速值-17.33picomol/cm2/s，被测水源氧气流速值与基准水源氧气流速值的差值的绝对值8.57picomol/cm2/s，为基准水源氧气流速值绝对值的33.1％。这表明经过清洗饮水机已经消除了污染，出口流出的水恢复为安全水源。
购买饮水机的家庭如果每天检测一次饮水机出口处流出的水，就能够准确得知饮水机必须清洗多少天清洗一次，有效避免长期饮用次安全水源对身体造成潜在危害。

Claims (5)

1.一种通过水生生物离子分子流速判别水源安全饮用性的方法，其特征在于，将生理功能完备的水生生物成体置于基准水源中培养24小时，之后测量生物体整体某一离子或分子的流速数值，每6-8秒测量一个数据共测量10分钟，将10分钟时间内获得的数据的平均值作为基准水源流速值；随后将基准水源中的生物体移入被测水源中培养5分钟，之后测量生物体整体相同离子或分子的流速数值，每6-8秒测量一个数据共测量10分钟，将10分钟时间内获得的数据的平均值作为被测水源流速值；通过比较被测水源与基准水源流速值的差异来判别被测水源的安全饮用性：当被测水源流速值与基准水源流速值的差值的绝对值小于基准水源流速值绝对值的50％时，判别被测水源为安全水源，长期饮用不会危害人体健康；当被测水源流速值与基准水源流速值的差值的绝对值大于等于基准水源流速值绝对值的50％但小于100％时，判别被测水源为次安全水源，可短期内饮用但若长期饮用会对人体健康造成潜在危害；当被测水源流速值与基准水源流速值的差值的绝对值大于基准水源流速值绝对值的100％时，判别被测水源为不安全水源，不建议饮用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水生生物指所有具备生命特征、以水环境为正常生存环境的生物体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的离子或分子指与生物体生命活动相关的离子或分子。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的与生物体生命活动相关的离子或分子为氢离子、钙离子、氧分子。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基准水源是人工控制成分的、能够确保水生生物处于正常生理状态的水源，其成分为蒸馏水及至少达到分析纯级别的、水生生物生存所必须的营养物质。
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