仪器监测对象水质生物毒性包括水环境中常见的有毒物质包含无机阴离子类（如：亚硝酸盐、氟化物、氰化物等）、重金属（如：铜、锌、铅、镉、汞、砷等）、有机物类（如：有机氯农药、多环芳烃等），还包括近年来备受关注的新污染物（持久性有机物、内分泌干扰素、抗生素、微塑料）。水质生物毒性是指水体中所有对生物产生毒性效应物质的综合指标，是评价水质安全的重要指标。

　　 水质生物毒性在线监测技术：

　　目前常见的水质生物毒性在线监测技术有三大类，包括基于水生物（如鱼类等）行为分析的生物毒性在线监测技术、基于发光菌发光抑制作用的生物毒性在线监测技术、基于微生物电化学的生物毒性在线监测技术。

　　1、基于水生物行为分析的方法主要是根据生物在水体受到污染后产生的异常行为反应进行水质毒性预警，优点有灵敏、准确度高，但适用的水质毒性指标范围少且毒性响应慢；

　　2、基于发光菌发光抑制的原理分析污染物毒性变化，通过发光值与对照值比较得到发光抑制率，低于20%被认为具有急性毒性效应，该技术具有应用范围广、灵敏度高、响应快等优势，但该技术整体成本较高，受水体浊度等因素干扰较大，影响对水体毒性的准确判断；

　　3、基于微生物电化学技术的方法将微生物的代谢作用转换成电信号，通过判断电信号的变化进行水质毒性预警，该技术优势为灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强、运维简单成本低等特点，在水质预警方面有非常广阔的应用场景。

　　 技术原理：

　　当含有有毒污染物的水样进入传感器时，污染物对产电微生物代谢等生理状态造成影响，进而对传感器输出电信号造成促进或抑制，因此通过检测传感器输出的电信号即可实现有毒污染物的实时监测。

　　当前水质生物毒性在线监测主要采用发光细菌法、鱼法、藻类法，存在重复性低、灵敏度低、抗干扰能力不足（发光细菌法、藻类法）、成本高（发光细菌法）等问题。发光细菌法是目前应用最广泛的，是采用检测发光细菌的发光强度来判别水质毒性，但发光细菌在实际应用中仍存在一些技术问题。首先，微生物发出的微弱荧光需要采用昂贵的光电转换、放大器件，运行过程中需要发光细菌冻干粉试剂，试剂价格高且更换频次高，导致整体成本较高；其次，光的检测极易受水体浊度色度干扰，导致发生“假阳性”误报警，增加管理部门的管理难度；第三，当水体中营养物质与毒性物质同时存在时，营养物质会促进发光细菌发光，毒性物质会抑制发光，综合之下，导致毒性物质被掩蔽，从而出现“假阴性”漏报警。藻类方法测试稳定性低，也极易受水体浊度色度干扰。

　　与高等生物（鱼）相比，微生物更易大量培养，灵敏度更高；与发光细菌法相比，微生物电化学法通过直接检测电信号的变化判定水质生物毒性，抗干扰能力强、稳定性高、灵敏度高；微生物电化学传感器可自动在线培养，使用寿命长，成本低。从灵敏度、稳定性、抗干扰、成本各方面综合对比考虑，最终选择微生物电化学法。

　　 适用范围及优势：

　　微生物电化学法水质生物毒性在线监测技术可用于地表水、地下水水质日常毒性预警监测；饮用水源水、供水过程水、综合废水、过程处理水等毒性预警监测；同时，在突发性水污染事故、多种毒性污染事故中也能发挥综合毒性预警的作用。与现有的在线监测技术对比，可适用于更广的含浊色度干扰水体，在汛期污染强度大的地区也有较大的应用优势。

该监测仪  可实现对水体多种复合毒性污染物的水质综合毒性在线监测，具有不受水体浊度色度工况影响、传感器可快速在线修复、使用寿命长、维护简单、灵敏度高、响应速度快等优点  。　　 

　　微生物电化学法技术核心优势主要有三，一是抗干扰能力强，有效规避假阳性误报，相较于发光细菌法可耐受500NTU以上浊度、色度干扰，同时具有营养物质自动屏蔽功能，防止假阴性漏报；二是传感器具有快速在线修复功能，实现高效应急预警及处置，发生毒性报警后30min内可快速修复，再次启动进行加密监测；三是维护成本低、难度低，传感器使用寿命长，一般水体菌种更换周期大于3个月。在应用过程中，微生物电化学法技术也会受到水体中强氧化性物质的影响，导致电流的变化，这个也是技术方法上难以克服的。

　　由于该技术相较其他类型水质生物毒性技术新，当前微生物电化学法的技术在国内外应用均不多，微生物电化学法水质生物毒性在线监测仪整体可达到国际先进水平，部分内容可达到国际领先水平。

　　 应用：

　　目前，微生物电化学法水质生物毒性在线监测仪已在广东4个地市的饮用水源地、重要省控考核断面投入使用超过一年，在今年10月也顺利通过国内行业多名专家的验收评审。同时，也在安徽、河南的饮用水水源地监测预警能力建设中顺利通过验收，为各级生态环境主管部门提供了饮用水水质安全预警保障。