在一个手掌般大小的方形盒子里,临时居住着10到13只跳蚤般大小的河虱。小盒子被放进仪器里,水流从盒子底部注入,再从盒子上方流出,昼夜不息。
日前,在德国莱法州沃尔姆斯的莱茵河水质监测站内,负责人彼得迪尔手里拿着方形的小盒子,向记者讲解了河虱的妙用。
原来,这些河虱是研究人员在严格稳定的实验室条件下培养出来的,它们的很多生物遗传学特点完全一样,全部为雌性,寿命为8周。
莱茵河水质监测站的工作人员将它们放进盒子里、没入水中,河水不断流经盒子,一旦出现河水污染事故,这些小小的河虱就会作出反应,与方盒子相连的监测系统随之发出警报,工作人员随身携带的接收器就会收到报警信号。
“我们观察的就是小生物运动的速度。如果没入莱茵河中的河虱活动速度变慢,或者不动了,就说明水污染对它们有影响,”彼得迪尔说。
根据河虱在盒子里的移动,相关仪器会观测到10到12个影响因子,综合计算出莱茵河水的毒性参数。仪器设置了黄色和红色警报级别,一旦河水毒性参数超过警戒值,就会自动发出警报。
用河虱进行实时生物监测是莱茵河水质监测站实时监测的创新方法。这座监测站就设在当地一座横跨莱茵河的桥上。115年前,沃尔姆斯地区在莱茵河上修建了一座铁桥,桥两头分别有两座高耸的尖堡。60年前人们在老铁桥的基础上建新桥,尖堡所在的下方空间被改造成水质监测站。
用河虱监测水质的好处显而易见——快。每一秒都有水流从河虱所在的方盒子里流过,工作人员可得到实时水质信息。另外,一旦出现污染事故,工作人员能很快知晓污染物对生物的影响。
不过,生物监测同样存在不足之处。彼得迪尔解释说,即使河虱行为出现异常,警报系统启动之后,工作人员也不能第一时间知道具体的污染物成分、浓度和来源。
这时,监测站的化学扫描分析就能发挥作用了。莱茵河水样要实时经过监测站的化学扫描,工作人员在一排形似输液管的装置中放置了吸附层,吸附河水中的有机物。研究人员提取有机物进行分析,如果出现一个峰值,就进行质谱分析,并通过电脑分析出该物质的成分。
同生物监测相比,化学分析可准确判定污染物的浓度及成分,但其缺点在于监测速度较慢,每天只能测得一次结果。而生物监测和化学监测相结合使二者可以优势互补,莱茵河水质便可得到更有效的监测。
彼得迪尔介绍说,莱茵河流经多个国家,各国都十分注重莱茵河水质保护,因此每年发生报警的情况仅有一两次。
二战后德国工业迅速恢复,拉动经济快速增长,同时也带来空气和水污染等问题。莱茵河一度臭气熏天,人们曾开玩笑地说把底片放在河水中直接就能洗出照片来。这让德国人痛定思痛,果断开始采取措施恢复环境。70年过去了,如今莱茵河又成了鱼儿的家园,同时也是流域内550万居民的水源。