DB41∕T 2403-2023 饮用水水源地水质生物毒性（发光细菌法）在线监测技术规范(河南省).pdf

ICS 13.020 CCS Z 16 41 河南省地方标准 DB41/T 24032023 饮用水水源地水质生物毒性（发光细菌法）在线监测技术规范 2023-04-28 发布 2023-07-27 实施 河南省市场监督管理局 发 布 DB41/T 24032023 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 缩略语.2 5 系统构成.2 6 系统要求.2 7 数据管理.3 8 运行维护.4 附录 A（资料性）生物毒性在线监测系统性能检验方法.6 DB41/T 24032023 II 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。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。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。本文件主要起草人：李洁、王婧、李哲、李明、陈海燕、刘驰、朱岩岩、张兰真、吴红英、赵颖。DB41/T 24032023 1 饮用水水源地水质生物毒性（发光细菌法）在线监测技术规范 1 范围 本文件规定了饮用水水源地水质生物毒性（发光细菌法）在线监测系统构成、系统要求、数据管理、运行维护等内容。本文件适用于以发光细菌为受试生物的饮用水水源地水质生物毒性在线监测。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。GB/T 15441 水质 急性毒性的测定 发光细菌法 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 在新陈代谢中，能产生发光物质的一类细菌，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 物质对生物的有害程度，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）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。3.4 发光抑制率 在规定条件下，待测样品与受试发光细菌接触后，发光细菌的发光度所降低的百分比。3.5 半数效应浓度（EC50）引起发光细菌半数出现发光抑制效应的毒性物质浓度。3.6 平均无故障运行时间（MTBF）相邻两次故障之间的平均工作时间，采用测试期间总运行时间与故障次数的比值进行计算。3.7 零点漂移 采用零点校正液为样品连续测量，在线监测系统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。DB41/T 24032023 2 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。RLI:相对发光度（relative light index）EC50:半数效应浓度（50%of effective concentration）MTBF:平均无故障运行时间（mean time between failure）5 系统构成 基本单元 5.1 生物毒性在线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。系统的基本单元见图1。图1 生物毒性在线监测系统基本单元 采配水单元 5.2 包括采水单元、预处理单元和进样单元。采配水单元应保证所提供的水样可靠、有效，且满足检测单元对水质、水压、水量等的要求。检测单元 5.3 应具有抗腐蚀性，且易于安装、更换和清洗，具备自动在线分析能力，性能及输出信号稳定，二次污染小。控制单元 5.4 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)意外断电重启后自动排出断电前正在测试的待测样品和试剂，自动清洗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。数据传输单元 5.5 数据传输能按照分析周期自动执行，并能远程控制与备份。数据传输应符合HJ 212的相关规定。6 系统要求 性能指标 6.1 生物毒性在线监测系统的性能指标应符合表1规定。检测单元 控制单元 数据传输单元 采配水单元 待测样品 标准溶液 菌种 DB41/T 24032023 3 表 1 发光细菌法生物毒性在线监测系统性能要求 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/%-100100（抑制率）、0200（RLI）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 重复性/%10 平均无故障连续运行时间（MTBF）/h 720 实际水样比对实验/%20 检验方法 6.2 生物毒性在线监测系统的性能检验方法见附录A。7 数据管理 阈值设定 7.1 生物毒性在线监测系统发光抑制率上限宜设定为 30%，下限宜设定为-30%。数据有效性判别 7.2 生物毒性在线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)生物毒性在线监测系统停运期间、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，作为监测系统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)判断为无效数据的应注明原因，并保留原始记录。数据异常处置 7.3 生物毒性在线监测数据超过设定阈值或出现急剧升高、下降或恒值不变等异常情况时，应进行如下操作：a)对仪器进行零点核查和标样核查，检查仪器工作状态。若仪器或受试生物处于非正常工作状态，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)查看水质监测自动站内常规水质参数超标情况，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)形成数据异常处置记录。DB41/T 24032023 4 8 运行维护 例行维护 8.1 8.1.1 运行维护单位应定期对生物毒性在线监测系统进行维护，频次应不少于每周一次，例行维护应做好记录。8.1.2 例行维护应进行系统检查、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)查看设备的运行状态和主要技术参数，判断运行情况；b)根据系统运行情况、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。监测系统所用纯水、试剂和受试生物需达到相关技术要求，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系统；d)每次进行备件或材料更换时，应对更换的备件或材料的品名、规格、数量等记录并归档。菌种管理 8.2 8.2.1 发光细菌冻干粉应在-18 以下条件进行储存、运输，复苏液在 2 4 进行储存、运输，运输时应采用专用保温设备。8.2.2 使用时，发光细菌冻干粉应按照使用说明进行复苏，复苏时间 5 min30 min，复苏后的发光细菌菌液宜在 2 4 保存，使用期限为 7 d14 d，发光强度大于二十万个光子为宜。8.2.3 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 20 25。8.2.4 水样测试前应使用 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 20 g/L，明亮发光杆菌宜将水样中 NaCl 浓度调至 30 g/L，青海弧菌宜将水样中 NaCl 浓度调至 8.5 g/L。8.2.5 采用费歇尔弧菌时，为保证发光细菌冻干粉活性，除初始发光强度应满足发光量要求外，反应30 min 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。定期核查 8.3 8.3.1 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、检测结果等内容。8.3.2 反应时间设定为 30 min，导入零点溶液（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)%。8.3.3 反应时间设定为 30 min，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.2.3），测得抑制率即为标样核查结果，标样核查结果应为(50 5)%。8.3.4 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、发光细菌等试剂的保质期和有效性，更换过期或失效试剂；b)检查系统工作状态，若系统处于非正常工作状态，按 8.1.2 的要求进行维护；c)形成异常问题处理记录，记录零点核查或标样核查超标情况、问题排查过程、超标原因、解决方案等。保养检修 8.4 DB41/T 24032023 5 根据生物毒性在线监测系统的运行状况，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)至少每年进行一次保养检修；b)按照仪器使用和维护要求，根据使用寿命定期更换系统的关键零部件；c)每次保养检修后，需对系统进行重新校准和性能检验，并记录检修和校准情况，性能检验结果应符合表 1 规定。故障检修 8.5 对出现故障的生物毒性在线监测系统进行针对性检查和维修，主要包括以下内容：a)根据生物毒性在线监测系统特点和维修手册，制定常见故障的判断和检修的作业指导书；b)在现场能够诊断明确，且可通过更换备件解决的问题，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，应对系统性能指标进行检查，且检查结果符合表 1 规定；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。DB41/T 24032023 6 A 附录A （资料性）生物毒性在线监测系统性能检验方法 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 发光细菌：根据仪器性能指标要求选择发光细菌菌种，并确定贮存和测量条件。A.2 性能指标检验方法 A.2.1 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 10 min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.2.2 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 24 h，期间每隔 2 h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.2.3 EC50验证 制备 550 mg/L 的锌离子标准储备液，将仪器反应时间设定为 30 min；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 1.6 mg/L、2.2 mg/L、3.0 mg/L、3.3 mg/L、5.1 mg/L，分别记录检测结果Ti，并按公式（A.1）建立Ci与Ti的回归方程，求得参数 a、b，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 30 min；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。=ln+(A.1)式中：Ti 锌离子浓度为Ci时的抑制率，%；Ci 反应溶液中锌离子的浓度，单位为毫克每升（mg/L）。A.2.4 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）计算生物毒性在线监测仪的定量测量重复性RSD。=1()2=11 100%(A.2)式中：RSD生物毒性在线监测仪重复性，%；C 量程校正液测量平均值，%；测量次数（n 6）；DB41/T 24032023 7 记录次数的序号；Ci 量程校正液第i次测量值，%。A.2.5 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（MTBF）。A.2.6 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。按照GB/T 15441 要求，对采集水样手工测量 3 次，按公式（A.3）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均值，作为仪器实际水样比对试验误差的判定值。=|6=16 100%(A.3)式中：水样相对误差绝对值的平均值，%；记录测量次数的序号；水质在线自动监测仪测量水样第i次的测量值，%；手工测量 3 次水样的平均值，%。