船舶壓載水取樣與檢測技術(shù)

船舶壓載水取樣與檢測技術(shù)目錄一、國內(nèi)外壓載水研究現(xiàn)狀二、壓載水檢測指標與檢測標準三、壓載水取樣四、壓載水檢測一、國際壓載水研究現(xiàn)狀1985-2013年，國際上壓載水研究論文共計389篇。數(shù)據(jù)來源：ThomsonReutersWebofScienceTM

風險評估壓載水取樣綜述港口調(diào)查處理系統(tǒng)處理系統(tǒng)的生物有效性新方法一、國際壓載水研究現(xiàn)狀相關(guān)研究有逐年遞增的趨勢，但受到取樣和檢測技術(shù)的限制，港口調(diào)查研究增量明顯不足。取樣的相關(guān)研究有逐年遞增趨勢。一、國內(nèi)壓載水研究現(xiàn)狀中國有關(guān)船舶壓載水生物的早期研究，主要關(guān)注壓載水中的微生物（細菌），后來隨著國家貿(mào)易的發(fā)展，促進了航運業(yè)的繁榮和港口的建設(shè)，壓載水到港量也隨之增加，外來物種的發(fā)現(xiàn)和潛在生態(tài)風險日益增加，外來物種通過船舶壓載水入侵問題日益引起重視。在中國四大海域陸續(xù)開展了各項壓載水生物檢測工作，主要對壓載水中微生物及浮游生物進行種類組成研究。相關(guān)調(diào)查研究中，共發(fā)現(xiàn)致病菌22種，赤潮藻105種，有毒藻類15種，外來生物56種。這些有害外來生物，對生態(tài)適應(yīng)性強、分布廣，一旦環(huán)境合適，就可能爆發(fā)赤潮等危害，導(dǎo)致海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能崩潰。一、國內(nèi)壓載水研究現(xiàn)狀所屬海域調(diào)查年份港區(qū)調(diào)查船只/份數(shù)研究項目浮游動物浮游植物微生物渤海1980-1982大連港210艘

√2003遼寧中遠船塢10艘√√√2005秦皇島26艘/52份

√2007秦皇島69艘

√2007-2008大連港6艘

√

2010秦皇島黃驊港、京塘港20艘（其中黃驊港12艘、京塘港8艘）/35份√

√黃海2003-2004日照港23艘

√

2004煙臺港17艘√√

東海2002-2003寧波港52艘√√

2007-2011上海港60艘

√

2008-2009上海洋山港19艘√

2010舟山2艘

√2012寧波港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廈門港5艘

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2010深圳鹽田港49份

√2011廈門港20艘

√一、國內(nèi)、外壓載水研究現(xiàn)狀近年來，盡管對壓載水相關(guān)研究越來越多，但仍存在很多問題。1，目前壓載水管理仍沒有系統(tǒng)的納入國家法律體系。2，相比發(fā)達國家，中國壓載水研究工作較緩。中國多數(shù)對于壓載水中生物的研究僅停留于調(diào)查其中存在的種類，并未在此基礎(chǔ)上進行深入的探索，如休眠孢子、沉積物以及航線跟蹤等研究。3，壓載水中存活生物相關(guān)研究數(shù)據(jù)已有一定積累，但對于相關(guān)的風險評估研究較少。由于壓載水所處環(huán)境的特殊性，多種條件因子，如船型、壓載地、壓載水齡、環(huán)境溫度、水化參數(shù)、采樣方式、采樣位置等都可能對其生物的種類及數(shù)量產(chǎn)生影響。如何提高樣品的代表性，以及環(huán)境因子對壓載水生物生長機制的影響還需更深入進行研究。二、壓載水的檢測指標（G8）試驗類型指標類型檢測指標岸基、船試生物≥10-50μm

≥50μm大腸埃希氏菌腸道球菌霍亂弧菌（O1和O139型）化學(xué)溫度鹽度顆粒性有機碳POC懸浮物TSS岸基pH溶解性有機碳DOC濁度溶解氧DO二、壓載水的檢測指標(ETV)ETV要求，非G8要求細化檢測指標的檢測要求二、壓載水的檢測標準（國內(nèi)標準）檢測對象序號試驗項目檢測方法微生物01大腸桿菌《海洋監(jiān)測規(guī)范第七部分：近海污染生態(tài)調(diào)查和生物監(jiān)測》GB17378.7-2007/9.1、9.2

《生活飲用水標準檢驗方法微生物指標》GB/T5750.12-2006/4.1、4.202霍亂弧菌《霍亂弧菌診斷標準》WS289-200803腸道球菌《水質(zhì)腸球菌的檢驗和計數(shù)第二部分濾膜法》ISO7899-2:200004異養(yǎng)菌總數(shù)《海洋監(jiān)測規(guī)范第七部分：近海污染生態(tài)調(diào)查和生物監(jiān)測》GB17378.7-2007/10.1浮游生物05≥10-50μm

《海洋監(jiān)測規(guī)范第七部分：近海污染生態(tài)調(diào)查和生物監(jiān)測》GB17378.7-2007/5.3.2.3浮游生物06≥50μm《海洋監(jiān)測規(guī)范第七部分：近海污染生態(tài)調(diào)查和生物監(jiān)測》GB17378.7-2007/5.3.3.3水化學(xué)參數(shù)07總懸浮物TSS《海洋監(jiān)測規(guī)范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/2708溶解性有機碳

DOC《海洋監(jiān)測規(guī)范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/34.109pH《海洋監(jiān)測規(guī)范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/2610溶解氧DO《海洋監(jiān)測規(guī)范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/3111溫度T《海洋監(jiān)測規(guī)范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/5.112濁度NTU《海洋監(jiān)測規(guī)范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/30.113顆粒有機碳POC(mg/L)《海灣生態(tài)系統(tǒng)觀測方法》中國環(huán)境科學(xué)出版社2005/4.5.14.114鹽度S《海洋監(jiān)測規(guī)范第四部分：海水分析》GB17378.4-2007/29.1二、壓載水的檢測標準（國際標準）二、壓載水取樣等動量取樣保證取樣管與主管中流速一致，以減少取樣過程對生物造成的傷害。G8壓載水取樣要求：①②二、壓載水取樣流入水泵排放水模擬試驗的取樣點分布（岸基）排放水3m33m33m3二、壓載水取樣模擬試驗的取樣點分布（船上）流入水排放水排放水9m33m3二、壓載水取樣ETV針對各檢測指標分別提出了取樣要求。連續(xù)、在線檢測和分階段取樣兩種方式必測參數(shù)和輔助參數(shù)必測輔助參數(shù)二、壓載水取樣ETV提出了大樣本量要求，如何操作？二、壓載水取樣SamplingperiodCategoryIMOG8ETVGenericProtocolIntakeWaterSample≥50μm20L＞3m3≥10~50μm1LBacteria500mLPostTreatmentSample≥50μm-＞30m3≥10~50μm-Bacteria-Discharge

WaterSample≥50μm1m3＞30m3≥10~50μm10LBacteria500mL岸基試驗取樣量要求二、壓載水取樣SamplingperiodCategoryIMOG8ETVGenericProtocolIntakeWaterSample≥50μm1m3……≥10~50μm10LBacteria500mLDischarge

WaterSample≥50μm1m3≥10~50μm10LBacteria500mL船上試驗取樣量要求二、壓載水取樣人孔與通風孔測深管艙口二、壓載水取樣Niskinbottlesampler卡蓋式采水器Syringesampler針筒式采水器有機玻璃采水器二、壓載水取樣取樣裝置二、壓載水取樣在線取樣裝置二、壓載水取樣三、壓載水檢測技術(shù)海洋生物基礎(chǔ)知識≥10-50檢測方法≥50檢測方法微生物檢測方法海洋生物基礎(chǔ)知識1、漂浮生物2、浮游生物3、游泳動物4、底棲生物海洋生物生態(tài)類群漂浮于海水表層幼體壓載水中的主要生物類群各門類特征比較

形態(tài)結(jié)構(gòu)色素、色素體貯存物質(zhì)體制繁殖方式藍藻門無細胞核；細胞壁成分有：纖維素（內(nèi)層）、果膠質(zhì)（外層）、黏質(zhì)縮氨肽（特有）等。葉綠素a、β-胡蘿卜素、藍藻黃素、藍藻葉黃素、藍藻藻藍蛋白、藍藻藻紅蛋白。無色素體。藍藻淀粉、藍藻顆粒體。主要是群體或絲狀體，很少單細胞。營養(yǎng)繁殖：1個母細胞分成2個子細胞；或1個母群體分成2個或多個子群體。無性繁殖：產(chǎn)生孢子。有內(nèi)生孢子、外生孢子或休眠孢子（厚壁孢子）。隱藻門多具2條鞭毛，細胞很?。?-6μm），前端具口溝。多不具纖維素細胞壁。葉綠素a、葉綠素c、藻膽素等；色素體1-2個，大型，葉狀。淀粉、油滴。多為單細胞的運動個體，少數(shù)種類型呈不定形群體。游動種類：細胞縱分裂；群體或不具鞭毛種類：產(chǎn)生游動孢子。甲藻門大多單細胞、有鞭毛的運動個體，細胞裸露或具纖維素細胞壁。縱裂甲藻：細胞壁由左右兩片組成；橫裂甲藻：細胞壁由許多小板片組成，具橫溝和縱溝，溝內(nèi)各具1鞭毛。葉綠素a、葉綠素c、β-胡蘿卜素、甲藻素、多甲藻素等。色素體多個，盤狀、棒狀、帶狀或片狀，淀粉、油滴。多為單細胞具鞭毛的運動個體，少數(shù)為群體或絲狀體。主要是細胞分裂：縱分裂、橫分裂或延板片連接線斜分裂。少數(shù)種類可形成動孢子或不動孢子；僅少數(shù)種類具有性生殖。金藻門大多具鞭毛（多2條，等長或不等長）；細胞裸露或在表質(zhì)上具硅質(zhì)化鱗片、小刺或囊殼。葉綠素a、葉綠素c、β-胡蘿卜素、葉黃素及金藻素；色素體1-2個，片狀，側(cè)生。白糖素、油滴。多為單細胞或群體，少數(shù)為絲狀體。游動單細胞種類：細胞縱分裂；群體種類：群體斷裂成2個或更多的小片，然后分別長成新個體；不動種類：產(chǎn)生動孢子或內(nèi)壁孢子（靜孢子）。黃藻門游動的營養(yǎng)細胞核生殖細胞具2條不等長的鞭毛，長的一條向前，短的一條向后。葉綠素a、葉綠素c、β-胡蘿卜素、葉黃素；色素體一至多個，盤狀、片狀，少數(shù)帶狀或杯狀。白糖素、油滴。單細胞、群體、多核管狀體或絲狀體。游動種類：細胞縱分裂；絲狀種類：絲體斷裂繁殖；無性繁殖產(chǎn)生動孢子、似親孢子或不動孢子；有性繁殖種類少，常為同配。硅藻門細胞壁由硅質(zhì)和果膠質(zhì)組成，高度硅質(zhì)化而成為堅硬的殼體，分上下兩殼，套合在一起。葉綠素a、葉綠素c、β-胡蘿卜素、巖藻黃素、硅藻黃素等；色素體粒狀、片狀、葉狀、分枝狀或星狀，分布在細胞體內(nèi)。油滴多為單細胞，或形成放射狀、鏈狀、帶狀等群體、絲狀體，或埋于膠質(zhì)塊中。細胞分裂：2個子細胞各以母體的上下殼為上殼，形成新細胞。產(chǎn)生復(fù)大孢子、小孢子或休眠孢子。裸藻門無細胞壁；細胞前端由胞口與外界相通。鞭毛1條或2條，罕見3條。葉綠素a、葉綠素b、β-胡蘿卜素等，有的具裸藻紅素。色素體多數(shù)，盤狀、片狀或星狀。副淀粉（裸藻淀粉），兼有脂肪。大多為單細胞運動個體，少數(shù)營固著生活。通常為細胞縱分裂，也可形成休眠孢囊。綠藻門細胞壁由纖維素（內(nèi)層）、果膠質(zhì)（外層）組成，少數(shù)無細胞壁。葉綠素a、葉綠素b、葉黃素和β-胡蘿卜素等；色素體有盤狀、杯狀、星狀、帶狀和板狀等，常具1至多個蛋白核。淀粉體型復(fù)雜，有單細胞、群體、膠群體、絲狀體、膜狀體、異絲體、管狀體等類型。營養(yǎng)繁殖、無性繁殖和有性生殖均有。≥10-50μm活體生物（浮游植物）檢測以硅藻為例，剖析藻類的立體形態(tài)如何度量≥10-50μm粒徑生物的尺寸？A縱軸T橫軸P貫殼軸R放射軸≥10-50μm活體生物（浮游植物）檢測G8ETV√×√≥10-50μm活體生物（浮游植物）檢測≥10-50μm活體生物（浮游植物）檢測樣本采集、濃縮樣本收集加入熒光染劑，染色10min移入計數(shù)板顯微觀察，20min內(nèi)檢測流程≥10-50μm活體生物（浮游植物）檢測染色后不發(fā)熒光≥50μm活體生物（浮游動物）檢測≥50μm活體生物（浮游動物）檢測部分≥50μm活體生物已肉眼可見，因此該類生物的詳細分析方法為直接觀察，通過運動、呼吸、心臟跳動等體征判別其死活狀態(tài)。目前，美國海岸警衛(wèi)隊推薦使用差減法，即濃縮樣品后通過生物的生命體征判斷其死活，記錄死亡個體數(shù)量(D)，然后利用樣本固定劑將所有生物殺死，記錄個體總數(shù)(T)，個體總數(shù)(T)與死亡個體數(shù)(D)的差值記為活體數(shù)量?；铙w數(shù)量=總個體數(shù)（T）-死體個數(shù)（D）有孔蟲放射蟲鞭毛蟲≥50μm活體生物（浮游動物）檢測樣本采集、濃縮樣本收集移入計數(shù)板顯微觀察檢測流程海洋微生物海洋微生物種類繁多，目前發(fā)現(xiàn)的海洋微生物主要包括病毒、古菌、細菌、真菌等。據(jù)統(tǒng)計有100萬至2億種，海洋微生物在海洋環(huán)境廣泛分布，隨著海水深度的增加，海洋環(huán)境微生物的物種豐度和數(shù)量呈遞減的趨勢。

在表層海水或近岸沉積環(huán)境海洋微生物的數(shù)量達106-109個/ml，而在大于1000米水深的深海環(huán)境，微生物數(shù)量約在103個/ml。壓載水微生物檢測1、大腸埃希氏菌多管發(fā)酵法濾膜法2、腸道球菌濾膜法3、霍亂弧菌（O1和O139型）診斷法，試劑盒法4、細菌總數(shù)平板法壓載水微生物檢測消毒處理---試劑準備---實驗器材消毒樣品、試劑傳遞---檢測---培養(yǎng)---結(jié)果壓載水活體生物檢測方法根據(jù)壓載水檢測目的，可將檢測方法大致分為詳細分析法和指示性分析法兩種。指示性分析是指，對代表性壓載水樣品進行快速的直接或間接指標的分析來反應(yīng)水體的存活生物情況。指示性分析多為間接分析，包括生物、化學(xué)或物理參數(shù)（例如溶解氧水平、殘留的氯水平、腺苷三磷酸（ATP）、核酸、葉綠素a等），通過試驗獲得這些指標的閾值并與D-2排放標準相比較，可獲得間接的比較結(jié)果。直接指示性分析即是直接獲得每單位體積活體生物數(shù)量的結(jié)果，可以直接與D-2排放標準相比較，具有高檢出限和置信區(qū)間大的特點。詳細分析法較指示性分析來說更加復(fù)雜，并且是直接測量代表性的壓載水樣品來確定單位體積內(nèi)的活體生物的濃度。具有以下特點：測試結(jié)果可直接與D-2標準比較；能夠進行精確的生物體濃度測定；具備合適的方法檢測限。詳細分析法與指示分析法比較

指示性分析詳細分析目的一種快速、粗略的評估樣品中生物數(shù)量的方法嚴格的、詳細的分析活體生物數(shù)量的方法取樣體積不同分析方法間取樣體積差異較大根據(jù)方法的要求取樣代表性樣品需要采集代表性樣品需要采集代表性樣品分析方法分析參數(shù)物理、化學(xué)、生物直接計數(shù)生物數(shù)量耗時耗時短耗時長技術(shù)要求技術(shù)要求低技術(shù)要求高精確程度精確程度低精確程度高與D-2標準的符合性符合性低符合性高指示性分析檢測指標一般方法標準方法優(yōu)／缺點置信區(qū)間、檢出限、參考文獻≥50μm活體生物個體計數(shù)／立體顯微觀察暫無壓載水檢測的國際專用標準昂貴，對檢測人員的技術(shù)要求高待研究目視觀察只能直接計數(shù)個體大于1000μm的生物≥10-50μm活體生物活體熒光法只能計數(shù)浮游植物，會出現(xiàn)偏低的結(jié)果≥50μm和≥10-50μm活體生物光度法，核酸法，三磷酸腺苷法，熒光法（FDA），葉綠素法半定量的方法，可能出現(xiàn)假陽性結(jié)果流式細胞法昂貴腸道球菌熒光診斷試劑盒培養(yǎng)時間為6h，且為半定量方法大腸埃希氏菌有毒霍亂弧菌（O1和O139型）試劑盒法詳細分析法檢測指標一般