訪王子�。杭�(xì)談生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　前段時(shí)間的一則新聞報(bào)道中提到，在北京密云水庫(kù)安裝了一套“水質(zhì)安全生物預(yù)警系統(tǒng)”，該系統(tǒng)中裝有20多條活蹦亂跳的小魚。這些小魚監(jiān)測(cè)著整個(gè)水庫(kù)內(nèi)水質(zhì)安全，時(shí)時(shí)守護(hù)著京城的水源。“水質(zhì)安全生物預(yù)警系統(tǒng)”以及其中的小魚皆是由中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心王子健研究員成功研制及培養(yǎng)的。王子健研究員稱這些小魚為“24小時(shí)不下崗的水質(zhì)監(jiān)測(cè)員”。

　　為什么要用生物來(lái)監(jiān)測(cè)水質(zhì)安全?這種生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)體現(xiàn)在哪里?我國(guó)生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀如何?未來(lái)發(fā)展前景怎樣?帶著這些問題，儀器信息網(wǎng)的編輯近日采訪了水質(zhì)生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)研究領(lǐng)域我國(guó)著名的專家——中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心王子健研究員。

　　“生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)，未來(lái)一定會(huì)有大市場(chǎng)”

　　王子健研究員在談到發(fā)展生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)的必要性時(shí)說(shuō)到，人們判斷一種物質(zhì)是否有毒，最有效的方法就是用活物來(lái)驗(yàn)證，這種情況下，就用到了生物毒性監(jiān)測(cè)的原理。從法規(guī)角度，化學(xué)監(jiān)測(cè)目前是不可替代的，但化學(xué)監(jiān)測(cè)也不是十分保險(xiǎn)，那么我們就在它的基礎(chǔ)上加上一個(gè)保險(xiǎn)，就是生物毒性監(jiān)測(cè)。

　　“如果按照一個(gè)又一個(gè)的化學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)去管，我們的水質(zhì)安全永遠(yuǎn)管不到頭”

　　環(huán)境監(jiān)測(cè)一般分化學(xué)監(jiān)測(cè)、生物監(jiān)測(cè)、生態(tài)監(jiān)測(cè)。大家經(jīng)常將生物監(jiān)測(cè)與生態(tài)監(jiān)測(cè)混為一談。目前我國(guó)還只是監(jiān)控一些常規(guī)化學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，例如水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)還只限于COD、氨氮、重金屬、常見有機(jī)污染物等有毒有害污染物，指標(biāo)的數(shù)量非常有限。水生態(tài)監(jiān)測(cè)主要考察水生態(tài)系統(tǒng)完整性，國(guó)內(nèi)有許多研究單位和環(huán)境監(jiān)測(cè)部門已經(jīng)開展過(guò)工作，但是還沒有列入環(huán)境監(jiān)測(cè)考核指標(biāo)。

　　以飲用水為例，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有109項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)，與之前的40多項(xiàng)相比已有明顯進(jìn)步，但我們?nèi)粘Ｉ�活中接觸到的化學(xué)品多達(dá)4-8萬(wàn)種，它們都有可能出現(xiàn)在水體中，從理論上說(shuō)要保證水體安全，至少要檢測(cè)幾千種污染物，所以說(shuō)目前的109種檢測(cè)指標(biāo)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。然而，幾千種污染物我們是無(wú)法逐一進(jìn)行鑒定的。并且這些化學(xué)品并不是單獨(dú)存在的，進(jìn)入環(huán)境中可能經(jīng)歷降解、結(jié)合、轉(zhuǎn)化等一系列化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，產(chǎn)生一大批新的化合物和協(xié)同效應(yīng)，因此單純用化學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)手段進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)并不能保證安全。換句話說(shuō)，即使達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的水，也不能保證其絕對(duì)“無(wú)毒”。

　　既然，按照一個(gè)又一個(gè)的化學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)去管，沒頭沒尾，永遠(yuǎn)管不到頭。那么，我們不這樣管，又該怎么管?

　　“綜合毒性”如何監(jiān)測(cè)?利用不同等級(jí)的生物構(gòu)建生物毒性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　在生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)研究方面我們做了一些嘗試，由于水生態(tài)系統(tǒng)中生物鏈不同等級(jí)的生物對(duì)有毒污染物的反應(yīng)靈敏度是不一樣的，所以判斷水生態(tài)系統(tǒng)的綜合毒性時(shí)，需要發(fā)展針對(duì)多個(gè)生物等級(jí)的監(jiān)測(cè)方法。

　　首先需要選擇易于研究又有代表性的生物。我們?cè)谖⑸�物群落中選擇了發(fā)光菌，其優(yōu)點(diǎn)是前人對(duì)其已進(jìn)行了很多研究，缺點(diǎn)是發(fā)光菌是簡(jiǎn)單的生物體，例如它沒有神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥不敏感;藻類我們選擇了蛋白核小球藻和珊藻;用大型蚤代表浮游動(dòng)物;脊椎動(dòng)物則選擇魚類為代表，魚的神經(jīng)系統(tǒng)非常發(fā)達(dá)，對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥反應(yīng)明顯。不同物種對(duì)不同有毒物質(zhì)敏感度不一樣，用一種生物來(lái)判斷綜合毒性是不夠的，需要用不同的物種、不同得分方法來(lái)構(gòu)建評(píng)價(jià)體系。另外，我們實(shí)驗(yàn)室還對(duì)魚的不同生命階段進(jìn)行了毒性篩選測(cè)試，包括：幼魚篩選測(cè)試、性腺發(fā)育/性逆轉(zhuǎn)測(cè)試、成魚繁殖測(cè)試、魚部分和全生命周期測(cè)試、孵化/發(fā)育/繁殖測(cè)試、整個(gè)生命周期測(cè)試、多代效應(yīng)測(cè)試等。構(gòu)建這樣一個(gè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，可以說(shuō)能夠初步評(píng)價(jià)水生態(tài)環(huán)境安全。

　　“生物毒性監(jiān)測(cè)，已被列入國(guó)家未來(lái)環(huán)保工作中”

　　生物毒性監(jiān)測(cè)還沒有進(jìn)入日常管理，但環(huán)保部、環(huán)境監(jiān)測(cè)總站已經(jīng)提出了“綜合毒性”的概念，將其列為水專項(xiàng)以及未來(lái)環(huán)保部工作中的一項(xiàng)。

　　近年來(lái)，我國(guó)有毒污染物引起的水質(zhì)安全與生態(tài)安全問題突出、化學(xué)品引起的環(huán)境污染事故頻發(fā)，在這種情況下，生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)通常反應(yīng)快速，適合預(yù)警需要，其發(fā)展對(duì)提升環(huán)境監(jiān)管能力，提高環(huán)境安全保障具有重要意義。并且，生物毒性監(jiān)測(cè)通常費(fèi)用低廉，適合推廣。

　　目前，生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)還只是處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，技術(shù)還有待進(jìn)一步完善，實(shí)際應(yīng)用較少，但未來(lái)一定會(huì)有大市場(chǎng)。例如，將生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)廢水排放的監(jiān)控中，可以判斷出廢水中的毒性來(lái)源于哪一步的生產(chǎn)工藝，將大大有利于改進(jìn)工藝水平。

　　“生物毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)，短期內(nèi)不會(huì)形成大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)”

　　在問到王子健研究員的科研成果產(chǎn)業(yè)化情況時(shí)，王子健研究員無(wú)奈的說(shuō)到，科學(xué)家的研究與企業(yè)的研發(fā)不一樣，科學(xué)家的科研工作要具有前瞻性，也就注定了短期內(nèi)難以有大市場(chǎng)。市場(chǎng)前景不明顯，成果的價(jià)值就會(huì)被低估，有些科學(xué)家在無(wú)奈之下就只好自己先做些產(chǎn)品出來(lái)，一邊在市場(chǎng)上應(yīng)用，一邊擴(kuò)大影響等待機(jī)會(huì)，當(dāng)時(shí)機(jī)成熟再轉(zhuǎn)讓出去，使其產(chǎn)業(yè)化。

　　不同等級(jí)生物的監(jiān)測(cè)技術(shù)都可以發(fā)展成為相應(yīng)的監(jiān)測(cè)儀器

　　之前提到的四個(gè)等級(jí)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)都可以發(fā)展成為相應(yīng)的監(jiān)測(cè)儀器。我們實(shí)驗(yàn)室發(fā)展了基于大型蚤、魚類的生物毒性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還有其他一些儀器企業(yè)發(fā)展了以發(fā)光菌為基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)儀器。

　　生物監(jiān)測(cè)儀器多應(yīng)用免疫分析技術(shù)原理，整合生物分析技術(shù)、材料技術(shù)、微電子技術(shù)最新研究成果，開發(fā)用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)、在線實(shí)時(shí)監(jiān)控的系列化生物