[发明专利]用于检测液体中污染物存在的方法

说明书

本发明涉及一种通过分析保持昏睡状态的小的(0.1cm‑5cm)底栖水生大型无脊椎动物的运动行为来在线评估水溶液毒性的自主方法。

技术领域

本发明涉及一种通过分析保持昏睡状态的小的(0.1cm-5cm)底栖水生大型无脊椎动物的运动行为来在线评估水溶液的毒性的自主方法。

背景技术

从环境保护和健康的角度来看，水资源的质量是一个主要的社会问题。为此，欧洲联盟成员国为自己制定了重要的指导方针，即处理废水(91/271/EEC)、限制优先控制物质进入环境(2013/39/EU)、从源头上减少污染物的进入并在整个领土实现水体的“良好状态”(WFD 2000/60/EC)。

虽然大部分城市和工业排放物经过了处理阶段，但是这些现在被设计成主要消除有机物质并限制与氮和磷的输入有关的水生环境的富营养化，这取决于接收水系统的敏感度。然而，排放仍然是污染物(微污染物)进入环境的重要载体(Cairns和Van Der Schalie，1980)，构成了今天废水处理管理人员的主要问题和保护环境和水资源的关键因素。

自1991年以来，欧洲城市废水处理指令(UWWT)确立了地方当局《监测废水收集系统和处理厂，以保持和核实其效率》的原则。法国立法最近的变化，特别是2015年7月21日的部级命令，要求在卫生系统层面采取自我评估的办法。当今，这些自我评估系统以精确采样(平均24小时)为依据，这使得不能够知道厂的动态操作。

由于预期会有更严格的立法，并且为了限制污染物进入环境，确实需要一种工具来分析公共和私人水管理人员在线排放的质量。除了监管方面，自我监测工具的开发将是一个真正的机会，可以完善管理人员对其排放的认识，特别是其随时间的演变，并实时表征其质量，以优化卫生系统的管理。

为了获得全面、可靠和对环境有意义的评估，选择了生态毒理学值。由于强烈的时间不均匀性和构成它们的大量分子，用目前的技术来对排放物进行表征的化学分析似乎很困难(Cairns和Van Der Van，1980；Sornom，2012)。此外，仅仅知道一些产品的浓度不足以产生有用的管理信息(Cairns和Van Der Schalie，1980年)，因此使用综合了所有环境因素和排放物中存在的污染物的生物活性部分的生物工具更有希望。此外，无需像目前Afnor标准化毒性试验那样进行点取样，即可在线评估排放质量，这将有可能避免目前生物评估的许多限制(点评估、样品在运输和储存过程中变性、响应时间长)。

使用生物工具，包括运动行为分析来评估排放物的毒性质量，是一个可靠且充分的解决方案，因为已知这种生物标志物无处不在，具有普遍性，而且响应时间非常短(Blaxter和Hallers–Tjabbes，1992；Hellou，2011)。该生物标志物特别是基于生物体的化学受体响应(Gerhardt，1996)。对运动行为的在线监测使得能够检测比常规致死性研究更低的污染物浓度(灵敏度提高10-1000倍)(Hellou等人，2008；Robinson，2009)，并在排放到自然环境中之前，以小的时间步进了解排放物的毒性。

使用水生大型生物来评估水生环境的持续毒性的想法不是新的。开始基于对鱼类的监测而开发装置(Henderson和Pickering，1963)，然后被改进以跟踪无脊椎动物，如钩虾(Gammarus)、纹石蚕(Hydropsyche)(Gerhardt，1996)、水蚤(Daphnia)(Ren等人，2007；Jeon等人，2008，Chevalier，2014)。所有这些工作都证实了在水中污染物的早期和敏感评估中使用运动活性的生物标志物的现实意义。既然现实意义的证明不再需要，有必要将工具的这个概念应用于废水的分析并使它们成为自主的。要做到这一点，必须克服重要的障碍，即设计一种能够在几周内同时对几个大型生物进行长期监测的装置，并且该装置适用于接收排放水(图1)。还需要开发一种适用于城市和工业排放的在线现场评估的有毒信号。后者必须检测低浓度污染物，同时排除暴露条件固有的混杂因素，即可能影响生物测定的运动行为的工业或城市场所(泵、人类活动、交通工具通行等)存在的振动和排放水中主要离子的物理化学组成的自然变化。