船舶压载水取样与检测技术

船舶压载水取样与检测技术目录一、国内外压载水研究现状二、压载水检测指标与检测标准三、压载水取样四、压载水检测一、国际压载水研究现状1985-2013年，国际上压载水研究论文共计389篇。数据来源：ThomsonReutersWebofScienceTM

风险评估压载水取样综述港口调查处理系统处理系统的生物有效性新方法一、国际压载水研究现状相关研究有逐年递增的趋势，但受到取样和检测技术的限制，港口调查研究增量明显不足。取样的相关研究有逐年递增趋势。一、国内压载水研究现状中国有关船舶压载水生物的早期研究，主要关注压载水中的微生物（细菌），后来随着国家贸易的发展，促进了航运业的繁荣和港口的建设，压载水到港量也随之增加，外来物种的发现和潜在生态风险日益增加，外来物种通过船舶压载水入侵问题日益引起重视。在中国四大海域陆续开展了各项压载水生物检测工作，主要对压载水中微生物及浮游生物进行种类组成研究。相关调查研究中，共发现致病菌22种，赤潮藻105种，有毒藻类15种，外来生物56种。这些有害外来生物，对生态适应性强、分布广，一旦环境合适，就可能爆发赤潮等危害，导致海洋生态系统的结构与功能崩溃。一、国内压载水研究现状所属海域调查年份港区调查船只/份数研究项目浮游动物浮游植物微生物渤海1980-1982大连港210艘

√2003辽宁中远船坞10艘√√√2005秦皇岛26艘/52份

√2007秦皇岛69艘

√2007-2008大连港6艘

√

2010秦皇岛黄骅港、京塘港20艘（其中黄骅港12艘、京塘港8艘）/35份√

√黄海2003-2004日照港23艘

√

2004烟台港17艘√√

东海2002-2003宁波港52艘√√

2007-2011上海港60艘

√

2008-2009上海洋山港19艘√

2010舟山2艘

√2012宁波港3艘

√√南海1994-1995香港5艘√

1996-1997香港1艘

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1996-1997香港4艘

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2001-2003珠海港58份

√2001-2004湛江港63艘

√√2006-2008福建沿海12艘

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2007厦门港5艘

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2010深圳盐田港49份

√2011厦门港20艘

√一、国内、外压载水研究现状近年来，尽管对压载水相关研究越来越多，但仍存在很多问题。1，目前压载水管理仍没有系统的纳入国家法律体系。2，相比发达国家，中国压载水研究工作较缓。中国多数对于压载水中生物的研究仅停留于调查其中存在的种类，并未在此基础上进行深入的探索，如休眠孢子、沉积物以及航线跟踪等研究。3，压载水中存活生物相关研究数据已有一定积累，但对于相关的风险评估研究较少。由于压载水所处环境的特殊性，多种条件因子，如船型、压载地、压载水龄、环境温度、水化参数、采样方式、采样位置等都可能对其生物的种类及数量产生影响。如何提高样品的代表性，以及环境因子对压载水生物生长机制的影响还需更深入进行研究。二、压载水的检测指标（G8）试验类型指标类型检测指标岸基、船试生物≥10-50μm

≥50μm大肠埃希氏菌肠道球菌霍乱弧菌（O1和O139型）化学温度盐度颗粒性有机碳POC悬浮物TSS岸基pH溶解性有机碳DOC浊度溶解氧DO二、压载水的检测指标(ETV)ETV要求，非G8要求细化检测指标的检测要求二、压载水的检测标准（国内标准）检测对象序号试验项目检测方法微生物01大肠杆菌《海洋监测规范第七部分：近海污染生态调查和生物监测》GB17378.7-2007/9.1、9.2

《生活饮用水标准检验方法微生物指标》GB/T5750.12-2006/4.1、4.202霍乱弧菌《霍乱弧菌诊断标准》WS289-200803肠道球菌《水质肠球菌的检验和计数第二部分滤膜法》ISO7899-2:200004异养菌总数《海洋监测规范第七部分：近海污染生态调查和生物监测》GB17378.7-2007/10.1浮游生物05≥10-50μm

《海洋监测规范第七部分：近海污染生态调查和生物监测》GB17378.7-2007/5.3.2.3浮游生物06≥50μm《海洋监测规范第七部分：近海污染生态调查和生物监测》GB17378.7-2007/5.3.3.3水化学参数07总悬浮物TSS《海洋监测规范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/2708溶解性有机碳

DOC《海洋监测规范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/34.109pH《海洋监测规范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/2610溶解氧DO《海洋监测规范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/3111温度T《海洋监测规范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/5.112浊度NTU《海洋监测规范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/30.113颗粒有机碳POC(mg/L)《海湾生态系统观测方法》中国环境科学出版社2005/4.5.14.114盐度S《海洋监测规范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/29.1二、压载水的检测标准（国际标准）二、压载水取样等动量取样保证取样管与主管中流速一致，以减少取样过程对生物造成的伤害。G8压载水取样要求：①②二、压载水取样流入水泵排放水模拟试验的取样点分布（岸基）排放水3m33m33m3二、压载水取样模拟试验的取样点分布（船上）流入水排放水排放水9m33m3二、压载水取样ETV针对各检测指标分别提出了取样要求。连续、在线检测和分阶段取样两种方式必测参数和辅助参数必测辅助参数二、压载水取样ETV提出了大样本量要求，如何操作？二、压载水取样SamplingperiodCategoryIMOG8ETVGenericProtocolIntakeWaterSample≥50μm20L＞3m3≥10~50μm1LBacteria500mLPostTreatmentSample≥50μm-＞30m3≥10~50μm-Bacteria-Discharge

WaterSample≥50μm1m3＞30m3≥10~50μm10LBacteria500mL岸基试验取样量要求二、压载水取样SamplingperiodCategoryIMOG8ETVGenericProtocolIntakeWaterSample≥50μm1m3……≥10~50μm10LBacteria500mLDischarge

WaterSample≥50μm1m3≥10~50μm10LBacteria500mL船上试验取样量要求二、压载水取样人孔与通风孔测深管舱口二、压载水取样Niskinbottlesampler卡盖式采水器Syringesampler针筒式采水器有机玻璃采水器二、压载水取样取样装置二、压载水取样在线取样装置二、压载水取样三、压载水检测技术海洋生物基础知识≥10-50检测方法≥50检测方法微生物检测方法海洋生物基础知识1、漂浮生物2、浮游生物3、游泳动物4、底栖生物海洋生物生态类群漂浮于海水表层幼体压载水中的主要生物类群各门类特征比较

形态结构色素、色素体贮存物质体制繁殖方式蓝藻门无细胞核；细胞壁成分有：纤维素（内层）、果胶质（外层）、黏质缩氨肽（特有）等。叶绿素a、β-胡萝卜素、蓝藻黄素、蓝藻叶黄素、蓝藻藻蓝蛋白、蓝藻藻红蛋白。无色素体。蓝藻淀粉、蓝藻颗粒体。主要是群体或丝状体，很少单细胞。营养繁殖：1个母细胞分成2个子细胞；或1个母群体分成2个或多个子群体。无性繁殖：产生孢子。有内生孢子、外生孢子或休眠孢子（厚壁孢子）。隐藻门多具2条鞭毛，细胞很小（3-6μm），前端具口沟。多不具纤维素细胞壁。叶绿素a、叶绿素c、藻胆素等；色素体1-2个，大型，叶状。淀粉、油滴。多为单细胞的运动个体，少数种类型呈不定形群体。游动种类：细胞纵分裂；群体或不具鞭毛种类：产生游动孢子。甲藻门大多单细胞、有鞭毛的运动个体，细胞裸露或具纤维素细胞壁。纵裂甲藻：细胞壁由左右两片组成；横裂甲藻：细胞壁由许多小板片组成，具横沟和纵沟，沟内各具1鞭毛。叶绿素a、叶绿素c、β-胡萝卜素、甲藻素、多甲藻素等。色素体多个，盘状、棒状、带状或片状，淀粉、油滴。多为单细胞具鞭毛的运动个体，少数为群体或丝状体。主要是细胞分裂：纵分裂、横分裂或延板片连接线斜分裂。少数种类可形成动孢子或不动孢子；仅少数种类具有性生殖。金藻门大多具鞭毛（多2条，等长或不等长）；细胞裸露或在表质上具硅质化鳞片、小刺或囊壳。叶绿素a、叶绿素c、β-胡萝卜素、叶黄素及金藻素；色素体1-2个，片状，侧生。白糖素、油滴。多为单细胞或群体，少数为丝状体。游动单细胞种类：细胞纵分裂；群体种类：群体断裂成2个或更多的小片，然后分别长成新个体；不动种类：产生动孢子或内壁孢子（静孢子）。黄藻门游动的营养细胞核生殖细胞具2条不等长的鞭毛，长的一条向前，短的一条向后。叶绿素a、叶绿素c、β-胡萝卜素、叶黄素；色素体一至多个，盘状、片状，少数带状或杯状。白糖素、油滴。单细胞、群体、多核管状体或丝状体。游动种类：细胞纵分裂；丝状种类：丝体断裂繁殖；无性繁殖产生动孢子、似亲孢子或不动孢子；有性繁殖种类少，常为同配。硅藻门细胞壁由硅质和果胶质组成，高度硅质化而成为坚硬的壳体，分上下两壳，套合在一起。叶绿素a、叶绿素c、β-胡萝卜素、岩藻黄素、硅藻黄素等；色素体粒状、片状、叶状、分枝状或星状，分布在细胞体内。油滴多为单细胞，或形成放射状、链状、带状等群体、丝状体，或埋于胶质块中。细胞分裂：2个子细胞各以母体的上下壳为上壳，形成新细胞。产生复大孢子、小孢子或休眠孢子。裸藻门无细胞壁；细胞前端由胞口与外界相通。鞭毛1条或2条，罕见3条。叶绿素a、叶绿素b、β-胡萝卜素等，有的具裸藻红素。色素体多数，盘状、片状或星状。副淀粉（裸藻淀粉），兼有脂肪。大多为单细胞运动个体，少数营固着生活。通常为细胞纵分裂，也可形成休眠孢囊。绿藻门细胞壁由纤维素（内层）、果胶质（外层）组成，少数无细胞壁。叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和β-胡萝卜素等；色素体有盘状、杯状、星状、带状和板状等，常具1至多个蛋白核。淀粉体型复杂，有单细胞、群体、胶群体、丝状体、膜状体、异丝体、管状体等类型。营养繁殖、无性繁殖和有性生殖均有。≥10-50μm活体生物（浮游植物）检测以硅藻为例，剖析藻类的立体形态如何度量≥10-50μm粒径生物的尺寸？A纵轴T横轴P贯壳轴R放射轴≥10-50μm活体生物（浮游植物）检测G8ETV√×√≥10-50μm活体生物（浮游植物）检测≥10-50μm活体生物（浮游植物）检测样本采集、浓缩样本收集加入荧光染剂，染色10min移入计数板显微观察，20min内检测流程≥10-50μm活体生物（浮游植物）检测染色后不发荧光≥50μm活体生物（浮游动物）检测≥50μm活体生物（浮游动物）检测部分≥50μm活体生物已肉眼可见，因此该类生物的详细分析方法为直接观察，通过运动、呼吸、心脏跳动等体征判别其死活状态。目前，美国海岸警卫队推荐使用差减法，即浓缩样品后通过生物的生命体征判断其死活，记录死亡个体数量(D)，然后利用样本固定剂将所有生物杀死，记录个体总数(T)，个体总数(T)与死亡个体数(D)的差值记为活体数量。活体数量=总个体数（T）-死体个数（D）有孔虫放射虫鞭毛虫≥50μm活体生物（浮游动物）检测样本采集、浓缩样本收集移入计数板显微观察检测流程海洋微生物海洋微生物种类繁多，目前发现的海洋微生物主要包括病毒、古菌、细菌、真菌等。据统计有100万至2亿种，海洋微生物在海洋环境广泛分布，随着海水深度的增加，海洋环境微生物的物种丰度和数量呈递减的趋势。

在表层海水或近岸沉积环境海洋微生物的数量达106-109个/ml，而在大于1000米水深的深海环境，微生物数量约在103个/ml。压载水微生物检测1、大肠埃希氏菌多管发酵法滤膜法2、肠道球菌滤膜法3、霍乱弧菌（O1和O139型）诊断法，试剂盒法4、细菌总数平板法压载水微生物检测消毒处理---试剂准备---实验器材消毒样品、试剂传递---检测---培养---结果压载水活体生物检测方法根据压载水检测目的，可将检测方法大致分为详细分析法和指示性分析法两种。指示性分析是指，对代表性压载水样品进行快速的直接或间接指标的分析来反应水体的存活生物情况。指示性分析多为间接分析，包括生物、化学或物理参数（例如溶解氧水平、残留的氯水平、腺苷三磷酸（ATP）、核酸、叶绿素a等），通过试验获得这些指标的阈值并与D-2排放标准相比较，可获得间接的比较结果。直接指示性分析即是直接获得每单位体积活体生物数量的结果，可以直接与D-2排放标准相比较，具有高检出限和置信区间大的特点。详细分析法较指示性分析来说更加复杂，并且是直接测量代表性的压载水样品来确定单位体积内的活体生物的浓度。具有以下特点：测试结果可直接与D-2标准比较；能够进行精确的生物体浓度测定；具备合适的方法检测限。详细分析法与指示分析法比较

指示性分析详细分析目的一种快速、粗略的评估样品中生物数量的方法严格的、详细的分析活体生物数量的方法取样体积不同分析方法间取样体积差异较大根据方法的要求取样代表性样品需要采集代表性样品需要采集代表性样品分析方法分析参数物理、化学、生物直接计数生物数量耗时耗时短耗时长技术要求技术要求低技术要求高精确程度精确程度低精确程度高与D-2标准的符合性符合性低符合性高指示性分析检测指标一般方法标准方法优／缺点置信区间、检出限、参考文献≥50μm活体生物个体计数／立体显微观察暂无压载水检测的国际专用标准昂贵，对检测人员的技术要求高待研究目视观察只能直接计数个体大于1000μm的生物≥10-50μm活体生物活体荧光法只能计数浮游植物，会出现偏低的结果≥50μm和≥10-50μm活体生物光度法，核酸法，三磷酸腺苷法，荧光法（FDA），叶绿素法半定量的方法，可能出现假阳性结果流式细胞法昂贵肠道球菌荧光诊断试剂盒培养时间为6h，且为半定量方法大肠埃希氏菌有毒霍乱弧菌（O1和O139型）试剂盒法详细分析法检测指标一般