本文将带您探讨水质安全问题，分析死细菌释放的毒素在饮用水中的传播状态，进而快速消除有害物质；防治水库中藻类的产生；以及对有机衍生物的监控。
1、死细菌释放毒素的分析
细菌是一种微观生物体，在环境中无处不在。细菌有许多类型，大致可分为两大类：革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。内毒素，其外细胞膜主要由革兰氏阴性菌构成，是一种在细菌细胞溶解过程中，可被潜在释放的毒素。
内毒素与饮用水之间的相关风险性尚未被量化。内毒素在饮用水体中浓度水平的有限信息可作为当前内毒素的分析方法，即鲎变形细胞溶解物测定(LAL)，但这只是一种间接测定法，并且测定效果比较有限，尤其是在复杂水体基质环境下的测定会更加不准确。
目前，新加坡国立大学与PUB正在合作开发一种确定水样中内毒素水平的可靠分析方法。
科研人员首先对从细菌中提取内毒素的不同种方法进行调研(图1)，在这之后，采用毛细管电泳分析法对内毒素进行分析(图2)。对毛细管电泳系统施加一个外加电压，这会导致内毒素以不同的速度穿过毛细管进行移动，从而将内毒素一个个分离。当每个内毒素穿过毛细管时，将以它们接触到探测器的时间为信号，这些大大小小的信号都会被探测器记录，并与样品中的每一个内毒素进行对应。
对于不同的菌种，其体内组成内毒素的碳水化合物也是不同的，科研人员还计划开发一系列的方法分析这些内毒素的碳水化合物。以结果为证，该小组希望了解不同内毒素的结构和开发水样中对细菌种类的快速识别法。
此外，为将水样进行快速的现场分析，研究人员把便携式分析仪器的有效性(检测限可以达到ug/L)也作为研究工作的一部分。
科研人员希望最终建立一种可以对纯细胞结构和水样进行分析的可靠分析方法，“再结合适当的样品预处理，简单或者复杂水体环境下的内毒素的浓度都可以监测。”科研人员说，并且这个研究成果对于内毒素本身的生理结构分析也可以提供一些信息。
如果该实验成功，这种全新的分析方法能够帮助PUB认识内毒素在饮用水体中的传播状态，并且建立起针对这些潜在的有害物质进行实验室分析和现场分析的有效方法。
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2、水库中藻类的防治
水库是一个丰富的生态系统，是藻类和细菌等微生物的栖息地。虽然这些微生物通常是水库生态系统的一部分，但某些类型的藻类和细菌对其他的有机体确是有害的。蓝藻或蓝绿藻类，就是这种广泛存在于大多数水库中的有毒微生物，他们会产生藻毒素。
为了摸清新加坡水库中藻类的情况，新加坡国立大学联合悉尼科技大学、科克大学技术研究所和PUB一起，正在进行一项为期三年的研究。研究小组的任务之一是寻找水库中产生藻毒素的罪魁祸首。
研究小组对水库的水样采用质谱分析法，藻类分离法，和菌种培养法进行研究(图1)，他们对样品中不同的藻类展开分析，以便寻找哪一种才是真正产生藻毒素的藻类以及相应的单细胞毒素产量。PUB对测序样品进行分子生物学鉴定。通过实时聚合酶链反应来定量藻毒素基因，并合成专门针对这些基因的基因引物。这些分子分析技术适用于对初级和较敏感的毒性蓝藻进行检测，并在一定程度上降低了检测成本。
分离出的蓝藻菌种随后会做进一步检查，以确定其在不同的环境条件下的生长特性和毒素产率(图2)，这些环境条件包括温度，光照和养分(氮和磷)，。研究小组发现被分离出的蓝藻的生长速率与营养水平正相关，与光照强度呈负相关。
“搞清楚哪些藻类会产生毒素，以及它们在不同环境中的生长情况可以帮助我们研发适当的管控措施，”科研人员说。“并且，这些信息可以帮助PUB预测赤潮的发生，也因此可以尽量改变环境条件以避免发生赤潮。”
正在进行中的这项研究将会帮助新加坡制定一套评判方法。这些方法会把藻类浓度转化为对应的藻毒素的危险水平(即低，中或高风险)。最终的指导方针可以帮助PUB对新加坡的水库进行风险预判，并及时采取必要的控制措施，以减轻这些潜在风险。
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3、有机衍生物的监控
2-甲基异冰片(2-MIB)和土臭味素由水和土壤中的有机化合物产生，往往产生于环境突变时，比如久旱之后的降雨。虽然2-MIB和土臭味素没有毒性，但这类化合物可能会引发气味问题。
PUB的水质办公室(WQO)每周会在新加坡污水厂的进出水中用吹扫捕集—气相色谱质谱法(P&T-GCMS)监控2-MIB和土臭素的浓度。这种方法是先从水样中将挥发性有机化合物(VOC)吹脱出来，再将吹脱出的VOC进行富集吸收，最后用气相色谱质谱仪(GCMS)对这些VOC进行分离和定量分析。
为了便于测试，带有自动采样器(图1)的在线P&T-GCMS系统安装在PUB的板栗大道水厂(CAWW)(图2)。传统实验室中的P&T-GCMS系统需要人工取样和分析，而安装在该厂的P&T-GCMS系统是全自动运行，采样、分析、结果产出都是全自动化，而且甚至能够向移动设备发送警报。研发人员采用在线P&T-GCMS系统对滤池和清水池出口的水样进行分析。该研究小组的成员包括供水部门和水质安全部门的工作人员，他们负责监督系统的安装和调试，以及评价系统性能。
在初始操作中，研究小组发现，当采样频率为每48分钟就需要进行一次时，就意味着必须对仪器进行频繁的校准，这是一项费时费力的工作。而在自动化过程中，采样频率调整为4小时，这使得仪器校准在1~2月之间进行一次即可。
为了验证系统的性能，将在线P&T-GCMS系统的结果与WQO实验室分析的样品结果进行比较，研究小组发现，在线P&T-GCMS系统的结果与WQO系统的实验室结果基本相同。
总的来说，这个检测系统就现状而言还是比较可靠的，PUB近期计划将在线P&T-GCMS系统进行系统升级，并对采样系统进行优化，还包括对在线系统数据传输等功能进行提升。
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原标题：水质与安全
