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DB41-T 2403-2023

ICS13.020

CCSZ16

41

河南省地方标准

DB41/T2403—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

2023-04-28发布2023-07-27实施

河南省市场监督管理局发布

DB41/T2403—2023

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

I

DB41/T2403—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《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。

II

DB41/T2403—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

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/T15441水质急性毒性的测定发光细菌法

HJ212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。

1

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4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

RLI:相对发光度（relativelightindex）

EC50:半数效应浓度（50%ofeffectiveconcentration）

MTBF:平均无故障运行时间（meantimebetweenfailure）

5系统构成

5.1基本单元

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。

采配水单元检测单元

控制单元数据传输单元

待测样品标准溶液菌种

图1生物毒性在线监测系统基本单元

5.2采配水单元

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。

5.3检测单元

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。

5.4控制单元

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。

5.5数据传输单元

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HJ212的相关规定。

6系统要求

6.1性能指标

生物毒性在线监测系统的性能指标应符合表1规定。

2

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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/%-100～100（抑制率）、0～200（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

6.2检验方法

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

7.1阈值设定

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%。

7.2数据有效性判别

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。

7.3数据异常处置

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。

3

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8运行维护

8.1例行维护

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。

8.2菌种管理

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5min～30min，复苏后的发光细

菌菌液宜在2℃～4℃保存，使用期限为7d～14d，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(15±1)℃，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20g/L，明亮发光杆菌宜将水样中NaCl浓度调至30g/L，青海弧菌宜将水样中NaCl浓

度调至8.5g/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

30min后发光细菌的校正因子CF应为0.6～1.8，否则需要更换冻干粉。

8.3定期核查

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30min，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30min，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

2+

菌种Zn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。

8.4保养检修

4

DB41/T2403—2023

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。

8.5故障检修

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。

5

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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10min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24h，期间每隔2h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.2.3EC50验证

制备550mg/L的锌离子标准储备液，将仪器反应时间设定为30min；导入锌离子标准储备液进行

2+

稀释，使反应溶液中锌离子（Zn）最终浓度Ci达到1.6mg/L、2.2mg/L、3.0mg/L、3.3mg/L、5.1mg/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30min；导入锌离子标准储备液进行稀释，使

2+

反应溶液中锌离子（Zn）最终浓度达到EC50值，验证测得的抑制率与50%的差值。

푇푖=푎ln퐶푖+푏····································································(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∑푛(퐶−퐶̅)2

푅푆퐷=×√푖=1푖×100%·····················································(A.2)

퐶̅푛−1

式中：

RSD——生物毒性在线监测仪重复性，%；

C̅——量程校正液测量平均值，%；

푛——测量次数（n≥6）；

6

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푖——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|푋−퐵̅|

퐴̅=푖=1푖×100%······························································(A.3)

6퐵̅

式中：

퐴̅——水样相对误差绝对值的平均值，%；

푖——记录测量次数的序号；

푋푖——水质在线自动监测仪测量水样第i次的测量值，%；

퐵̅——手工测量3次水样的平均值，%。

7

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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

I

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