CCS Z10
安徽省环境保护产业协会团体标准
T/AHEPI 0008—2025
藻类光合抑制法水质生物毒性在线监测仪技术要求
Technical requirements for online monitoring instrument for water quality biotoxicity using algae photosynthesis inhibition method
2025 - 01 - 06发布2025 - 02 - 06实施
安徽省环境保护产业协会 发布
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 仪器原理 ........................................................................... 2
5 技术要求 ........................................................................... 2 仪器组成 ....................................................................... 2
性能要求 ....................................................................... 3
6 性能指标检测方法 ................................................................... 4 性能指标 ....................................................................... 4
检测条件 ....................................................................... 4
试剂 ........................................................................... 4
对照组 ......................................................................... 5
测试组 ......................................................................... 5
检测方法 ....................................................................... 5
7 检测规则 ........................................................................... 6 出厂检测 ....................................................................... 6
检测项目 ....................................................................... 6
8 包装、运输和储存 ................................................................... 6 标志 ........................................................................... 6
操作说明书 ..................................................................... 6
包装 ........................................................................... 6
随机文件 ....................................................................... 6
运输 ........................................................................... 6
储存 ........................................................................... 6
附录A（资料性）水质生物毒性在线监测仪性能测试原始记录表 ............................... 7
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II
前 言
本文件按照GB/T 1.1—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有可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国科学院合肥物质科学研究院提出。
本文件由安徽省环境保护产业协会归口。
本文件主要起草单位：中国科学院合肥物质科学研究院、中国环境监测总站、安徽省生态环境监测中心、安徽省合肥生态环境监测中心、合肥综合性科学中心环境研究院、皖江新兴产业技术发展中心、安徽环光科技有限公司、珠海广睿汇利发展有限公司、合肥师范学院、安徽大学。
本文件主要起草人：殷高方、赵南京、金小伟、朱余、张劲松、张敏、张付海、何前锋、戴庞达、张辉、胡丽、张小玲、贾世琪、唐晓菲、朱超、干健、甘婷婷、马明俊、贾仁庆、胡翔、黄朋、方丽。
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1
藻类光合抑制法水质生物毒性在线监测仪技术要求
1 范围
本文件规定了藻类光合抑制法水质生物毒性在线监测仪术语和定义、仪器原理、技术要求、性能指标及检测方法、检验规则、标志和操作说明书、包装、运输和储存等要求。
本文件适用于藻类光合抑制法水质生物毒性在线监测仪的设计、生产、使用和性能检测。
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 5749-2022 生活饮用水卫生标准
GB 9969.1 工业产品适用说明书 总则
GB 11446.1-2013 电子级水国家标准
GB/T 191 包装储运图示标志
HJ168-2020 环境监测分析方法标准制定技术导则
JJF1001-2011 通用计量术语及定义
JJF1094-2002 测量仪器特性评定
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
水质生物毒性 water quality biotoxicity
水质污染对水中生物带来的损害程度。
3.2
受试藻类 test algae
接受水质生物毒性试验的浮游藻类。
3.3
光合活性 measurement range
植物光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配的能力，表示光合作用的强弱，常用PSⅡ最大光化学量子产量Fv⁄Fm表征，也可以用天线系统所吸收光能到QB还原的PSII性能指数PIabs,或光反应综合能量转换效率PICT表征，藻类光合抑制法水质生物毒性在线监测仪所用光合活性参数采用PICT。
3.4
对照组 control group
将空白样（如去离子水）与受试藻类按特定比例混合，配制的实验样品。
3.5
测试组 test group
将待测水样与受试藻类按对照组相同的比例混合，配制的实验样品。
3.6
光合抑制率 inhibition rate of photosynthesis
在污染物水质生物毒性胁迫下，藻类光合活性参数PICT受抑制程度，由对照组PICT和测试组PICT’按(1)式计算获得，通常以百分数表示。 ?= PICT−PICT′PICT×100% (1)
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3.7
胁迫时间 stress time
受试藻样与待测水样的水质生物毒性反应时间，即受试藻样与待测水样从开始混合到叶绿素荧光
开始测量前的时间间隔。
3.8
检测时间 detection time
检测时间指完成测量对照组和测试组获得抑制率的时间，即仪器配制样品胁迫完成后，进行一次对
照组与测试组PICT检测，获得抑制率所需时间。
3.9
最低可观察效应浓度 lowest observed effect concentration;LOEC
在一定暴露期内,与对照组相比,测试组对藻类光合状态有明显（p≤0.05）抑制效应的最低污染物
浓度。高于LOEC的所有试验浓度均可观察到与LOEC时相同的或更严重的水质生物毒性影响。
3.10
预警下限浓度 warning threshold
在一定暴露期内,与对照组相比,测试组对藻类光合抑制率达10%时对应的污染物浓度。
4 仪器原理
通过进样与制样系统，将待测水样与受试藻类按特定比例混合形成测试组，将去离子水与受试藻按
相同比例混合形成对照组；胁迫特定时间后，通过光合活性测量系统测量对照组和测试组的藻类光合活
性；通过数据处理系统计算水质生物毒性胁迫下藻类光合活性抑制率，并获取水质生物毒性强度；通过
通信系统将结果输出。
待测水样
受试藻类
纯水
进样与配样模块
测试组
对照组
光合活性测量系统
控制电路系统
数据处理系统通信系统
废液
图1 仪器的基本组成单元
5 技术要求
仪器组成
藻类光合抑制法水质生物毒性在线监测仪主要包含以下结构。
5.1.1 进样与制样系统
进样与制样系统由定量泵、检测泵、进气流通池、进样流通池、配样流通池、对照室、测试室、检
测室等九个模块或具备相同功能的模块组成，执行流路水样定量抽取、去离子水定量抽取、受试藻定量
抽取，实现对照组和测试组的精确制样、进样、排样、清洗等流程。
5.1.2 光合活性测量系统
光合活性测量系统由光源模块、激发光源聚焦与滤光模块、荧光聚焦与滤光模块和荧光检测模块组
成，执行对照组和测试组的藻类光合活性测量。
a) 光源系统由470nm±20nm超高亮LED组成，用于对照组和测试组的激发；
b) 由低通滤光片和透镜组成。激发光经过激发光聚焦与滤光系统汇聚于待测样品上，样品被激发
后发射出荧光；
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c)
荧光聚焦与滤光系统由窄带滤光片、透镜和光电传感器组成。样品受激发产生的荧光经聚焦于滤光系统被相对主光路垂直的光电传感器探测，转变为电信号；
d)
荧光检测模块由前置放大、积分放大、模拟/数字转换等组成，实现光电传感器输出荧光信号检测。
5.1.3 控制电路系统
由电源模块、控制底板模块、信号检测模块及核心处理器模块组成。控制电路系统具备光源系统控制、荧光信号检测和荧光信号数据采集与存储的功能。
5.1.4 数据处理系统
由工业电脑、应用程序软件及算法组成。数据处理系统接收到对照组和测试组荧光数据，结合“生物-光学”模型计算对照组和测试组光合活性PICT，最终获得光合抑制率等参数处理分析，实现水质生物毒性强度的定量分析。
5.1.5 通信系统
由通信接口与通信协议组成，具备对外的数据通信功能。
5.1.6 定位系统
由定位模块和天线组成，实时提供仪器所处位置的经纬度信息。
5.1.7 外观
由底座和外壳两部分组成，具有内部结构、显示屏、开关按键和通信接口等组件装配功能。 性能要求
5.2.1 进样与制样系统
a)
耐腐蚀和低吸附特性，易于清洗；
b)
良好的密封性。
5.2.2 光源模块
a)
中心波长470±20nm，半峰宽不超过10nm；
b)
额定功率不低于5W，可输出0-10000μmol photon·m-2·s-1光照，连续可调；
c)
开启时间不高于20μs。
5.2.3 激发光源聚焦与滤光模块
a)
透镜和窄带滤光片透过率不低于90%；
b)
低通滤光片截止深度不低于OD6。
5.2.4 荧光聚焦与滤光模块
a)
透镜和窄带滤光片透过率不低于90%；
b)
窄带滤光片截止深度不低于OD6，半峰宽不超过10nm。
5.2.5 控制电路系统
a)
实时反馈系统温度，精度不低于0.1℃；
b)
IP3防潮防湿；
c)
系统自检；
d)
进样与制样系统、光合活性测量系统的控制。
5.2.6 数据处理系统
a)
定时测试；
b)
进样与制样系统手动和自动控制；
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c)
手动或自动校准光源光谱；
d)
数据采集、存储、处理、查询、显示和输出；
e)
光源模块、进样与制样系统和控制电路系统等系统参数设置保存；
f)
外部通讯接口，外部设备通过通讯接口控制系统完成测试及数据传输；
g)
断电重启并恢复断电前状态功能；
h)
两级操作管理权限：用户权限，仅可进行各种常规测量、校准、历史数据查询；管理员权限在用户权限基础上追加仪器维护和调试等功能。
5.2.7 通信系统
a)
RS485硬件接口；
b)
Modbus RTU通信协议。
5.2.8 定位系统
a)
提供仪器所处位置的经纬度信息功能；
b)
定位精度能够不大于3m。
5.2.9 外观机箱
a)
可装配内部结构、显示屏、开关按键和通信接口等组件的功能；
b)
具有强度高、耐腐蚀、耐高温性能。
6 性能指标检测方法 性能指标
按照本文件6.5规定的方法进行实验，水质生物毒性在线监测仪性能必须满足表1要求。
表1 水质生物毒性在线监测仪基本检测范围性能指标
指标名称
性能指标
检测方法
最低可观察效应浓度
0.5 μg/L（阿特拉津）
6.6.1
预警下限
1.5 μg/L（阿特拉津）
6.6.2
胁迫时间
5 min~1 h可调
6.6.3
检测时间
5 min
6.6.4
重复性
读数±10%
6.6.5 检测条件
6.2.1 工作电源
AC（220±10）V/50 Hz或DC（24±6）V。
6.2.2 环境温度
0℃～50℃。
6.2.3 水样温度
5℃～40℃。 试剂
6.3.1 实验用水
符合 GB11446.1-2013 的去离子水。
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6.3.2 清洗水
符合 GB5749-85 的自来水。
6.3.3 受试藻类
测试藻种为绿藻门的蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa），将该藻种在培养温度为25±1℃、光照强度为6000±500lux，光暗周期比为12h:12h的培养条件下进行实验室纯种培养30天，将达到培养周期的藻液作为受试藻类，受试藻类体积不低于500mL。
6.3.4 实验样品
选阿特拉津（阿特拉津）为水质生物毒性污染物，配制0.25μg/L、0.50μg/L、1.00μg/L、2.00μg/L、4.00μg/L、8.00μg/L、16.00μg/L、32.00μg/L等8个浓度的实验样品。 对照组
将受试藻与空白样（如去离子水）按混合特定比例混合，配制对照组。 测试组
将受试藻与待测水样按对照组相同的混合比例混合，配制测试组。 检测方法
6.6.1 最低可观察效应浓度
对于每一个测试组和对照组的光合活性PICT的测量结果，采用单因素方差分析（one-ANOVA）和T-检验方法分析测试组和对照组的光合活性PICT数据的显著性差异，置信度设置为95%（以0.05作为显著性水平标准判断两组数据是否具有显著性差异），记录每次显著性分析所输出的显著性水平（p值），当p＞0.05时，表示两组数据间没有显著性差异，即测试组的一组PICT数据与空白对照样的一组PICT数据没有显著性差异；当p≤0.05时，表示两组数据间具有显著性差异，即待测样品的一组PICT数据与空白对照样的一组PICT数据具有显著性差异。引起对照组PICT与待测样品PICT具有显著性差异时最低浓度即为最低可观察效应浓度。
6.6.2 预警下限浓度
从低到高依次对8个浓度梯度的实验样品进行测试，当测试结果中测试组藻类光合抑制率达到或超过10%的实验样品最低污染物浓度为仪器的预警下限浓度。
6.6.3 胁迫时间
受试藻样与待测水样混合反应时间，即受试藻样与待测水样从开始混合到开始测量前的时间间隔。
6.6.4 检测时间
仪器通电稳定后，点击“测量”，记录仪器由开始进样到检测结束、显示检测结果所需要的时间；换样品重复测量10次，取10次记录时间的算数平均值为仪器的检测时间。
6.6.5 重复性
根据准确度测量中所得到的各样品10次水质生物毒性强度重复测量数据，按（2）式计算相对标准偏差，以最大相对标准偏差表征仪器重复性（RSD）。 RSD=1P̅√Σ(P?−P̅)2??=1?−1×100%(2)
式中：n—测量次数；
Pi—第i次测量值；
P——n次测量值的平均值。
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7 检测规则 出厂检测
仪器由制造厂质量检验部门检查，判定合格后出具合格证书才能出厂。 检测项目
检验项目根据5.2和6.1执行。
8 包装、运输和储存 标志
每台仪器应在适当醒目的位置固定产品铭牌。产品铭牌应标出标准代号、仪器型号、名称、量程范围、出厂编号、制造日期、厂名等。 操作说明书
仪器的操作说明书应符合 GB 9969.1，至少包括以下内容：
a)
现场安装条件及方法；
b)
仪器操作方法；
c)
常见故障处理；
d)
日常维护说明；
e)
其他注意事项等。 包装
仪器包装应符合 GB/T 191 中的规定，并应满足运输和安全要求。 随机文件
随机文件应包含：
a)
装箱单；
b)
产品合格证；
c)
仪器使用说明书；
d)
备件及附件清单。 运输
仪器外包装应标注运输注意事项及要求。在运输中应防止受到强烈冲击，雨淋及曝晒。 储存
仪器贮存环境温度应-20℃～45℃、相对湿度不大于85%，不得有腐蚀性气体和腐蚀性物品。
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附录A
（资料性）
水质生物毒性在线监测仪性能测试原始记录表
检测日期：______________________________
仪器编号：______________________________
表1 阿特拉津八种标准浓度样品仪器测量数据记录表
样品组编号
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
阿特拉津标准
样品浓度（g/L）
0.25
0.50
1.00
2.00
4.00
8.00
16.00
32.00
测量次数
PIabs抑制率（%）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
平均值
标准偏差S
相对标准偏差
RSD（%）
表2 阿特拉津标准浓度A4样品仪器检测时间记录表
单位：min
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
开始测试时刻（t1）
输出结果时刻（t2）
测试时间（ΔT = t2-t1）
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