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水生模式动物斑马鱼:水质监测的“奇兵”
作者:管理员    发布于:2015-03-27 16:24:33    文字:【】【】【

        近年来,突发性水污染事件频发,在瞬间或短时间内大量排放污染物质,对水环境造成严重污染和破坏,给城市供水水源水质造成巨大的安全隐患,给人们的身体健康造成危害。因此,加强水质突发性污染事故的预警监测研究,提高水质安全的监测预警能力,具有十分重要的社会意义。

       斑马鱼最早由英国科学家在喜马拉雅山脉水域发现,对水体污染及毒性物质非常敏感,在几分钟内就会做出相应反应,这比给排水公司每天耗费好几个小时定时取样化验的报警来得更为及时,因此随着对斑马鱼了解的日趋深入,在环境监测特别是饮用水水质的监测中的应用也越来越为人们所重视。

       斑马鱼的行为变化在水质预警中的应用研究是目前国内外科研工作者的研究焦点之一。斑马鱼对水环境的变化非常敏感,在外部环境压力下,斑马鱼的行为会发生相应的变化。因此,可以通过监测斑马鱼的行为变化实现水质的在线预警。

        目前全国许多城市供水水质安全保障系统日趋完善,对于饮用水原水水质的监测,主要还是依靠全社会对水源的保护和先进的供水水质监测仪器设备,斑马鱼在水质监测中只是起到辅助作用。但是这个辅助作用是很有必要的,用斑马鱼监测水质有三方面的明显优点。

        首先,根据国家有关规定,全国各个环境监测中心对饮用水源地的检测工作至少是一个月一次,而斑马鱼的监测则是“全天候”的。利用斑马鱼生物预警系统最重要的原因就是它具有24小时全覆盖的优点。

       其次,由于技术手段等各种条件的限制,我国目前对自来水水质的检测项目共有106项,其中的74项是对有毒有害物质的检测,这相对于自然界的几万种有毒有害物质来说,显然是偏少的。

       而利用水生模式动物斑马鱼生物预警系统的监测种类则不局限于这106项内容,特别是斑马鱼的基因与人类基因相似度达到87%,这意味着在它身上得出的水质监测结果,多数情况下都适用于人类。因此斑马鱼被环境专家称为水质监测的天然“奇兵”。

       此外,斑马鱼生物预警系统还具有遥控掌握实时情况、监控灵敏度高、操作简单、维护成本低等优点。一旦水质出现异常系统就会自动形成警报,还可实现将消息直接发送到监控人员的手机上。

        北京爱生科技发展有限公司在国家科技部重大科学研究计划的支持下,针对科研单位的研究需要,不断开发完善研究级斑马鱼等模式动物养殖与繁育系统设备和斑马鱼毒理实验系统,爱生(ESEN)牌研究级斑马鱼等模式动物养殖与繁育设备和斑马鱼毒理实验系统于2006年经国家知识产权局审批授予专利,填补了该项国内空白。于2010年认定为中关村国家自主创新示范区首台(套)重大技术装备示范项目和北京市自主创新产品。在国家斑马鱼模式动物中心、国家斑马鱼资源中心、北京大学、清华大学、中国科学院、中国医学科学院、中国农业科学院、解放军军事医学科学院、中国环境科学研究院、国家环保部南京环境科学研究所、北京排水集团、浙江省环境监测中心、济南市供排水监测中心等众多科研单位成功应用,为广大科学工作者提供了目前世界上较为先进的技术装备和科研平台技术支撑。

      济南市供排水监测中心的科研人员使用爱生(ESEN)牌斑马鱼设备通过城市供水在线斑马鱼生物预警系统,选取不同类型的污染物,研究了斑马鱼在不同污染物压力下行为强度变化规律,分析了不同条件下斑马鱼的活性及在线系统报警特征,结果表明:斑马鱼的行为生态学变化与环境污染物压力存在显著的相关性,为水污染生物预警提供了基础数据和参考依据。

       上海市环境监测中心从青浦、赵屯等处多个断面采来水样,用斑马鱼作了河水急性毒性试验。试验结果显示,从苏州河干流取来的河水,没有达到急性毒性试验规定的50%鱼类致死的浓度。这再次证明:经过综合整治尤其是通过连续调水之后,苏州河干流水质已明显得到恢复。

       北京城市排水集团有限责任公司水质检测中心通过对斑马鱼活体暴露风险评价、斑马鱼卵胚胎暴露生物早期发育影响等方面的研究,基于斑马鱼对水环境变化的敏感性,当水体中有毒物质达到一定浓度时,就会引起一系列中毒反应,利用斑马鱼毒性的在线测定技术对排水进行在线水质监测。

       综上所述,水资源是我国现代化建设的重要物质基础,但是,水污染却使有限的水资源量相对减少,加剧了水资源的供需矛盾,因此,水质监测工作是具有十分重要的意义的。斑马鱼具有的独特性质决定了其在环境监测等领域的广泛应用前景和“奇兵”的作用。在当今的这个大数据时代,利用斑马鱼开展水质生物预警监测大势所趋,对水生模式动物斑马鱼的研究和应用不但是环境监测和水质监测领域的新科学,也将是环境科学生命科学等众多领域新科学分支之一。

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