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本研究针对我国水质突发性污染事件频发，水质监测预警设备国产化不足，进口设备昂贵、运行成本高、误报警机率高等问题，以开发运行稳定、预警灵敏、快速的国产水质监测预警设备为目标，以斑马鱼为指示生物、采用图像跟踪识别技术，开发运动行为解析包，建立毒理学行为数据库，成功研发了水质毒性在线生物监测预警设备(Realtime Biomonitor of Water Toxicity,RTB)。 本研究在RTB雏形的基础上，开展设备最佳监测环境和毒理学数据库的构建研究，并形成了与预警相对应的专家建议系统，提高了水质监测设备的运行稳定性和预警响应时间，拓宽了国产设备的应用前景。具体研究成果如下: 实验明确了RTB的最佳监测运行条件，即，3条雌鱼两条雄鱼，鱼龄3个月，设备运行温度23～25℃，余氯小于0.03mg/L，pH6.8～8.0，进水浊度小于8NTU，进水流速1L/min，监测箱中硫代硫酸钠浓度不超过2mg/L。同时，在此基础上，改进设备硬件配置功能，成功研制出脱氯设备。该装置可连续运行5～7天，无需脱氯药剂反馈投加探头，能瞬间有效去除1.3mg/L以下的余氯，脱氯后水余氯均小于0.03mg/L，满足指示生物的水质需求。 本研究还采用连续流动态模拟试验构建了斑马鱼的运动行为毒理学数据库。明确了典型重金属、有机磷农药、致嗅物质、挥发性有机物及无机剧毒物质的毒理学行为特征，为实现监测数据的实时指纹比对奠定了基础。结果显示，重金属对斑马鱼的毒性大小依次为:汞＞铜＞锌＞铅＞镉＞铬，其主要影响斑马鱼的游泳速度与转弯次数;RTB对低浓度有机磷农药预警响应时间长，对DMTS、甲硫醚等致嗅物质预警响应快速、灵敏，鱼的游泳高度、转弯次数与分散度对该类污染反应敏感。 不同污染条件下指示生物的特征行为参数与理化参数可作为初步判断重金属与挥发性有机物类型的依据。这使水质监测预警设备对污染物类型判断成为可能，为应急调控方法的选择节省了宝贵时间。 研究首次提出采用指示生物行为参数的相对方差计算水质毒性指数，算法应用结果表明，该算法可实时反映水质状况，对污染物预警响应时间短，可25min内对部分污染物报警。水质突发性污染应急调控软件的开发进一步拓展了RTB的功能，为建立预警与应急调控平台奠定基础。 设备应用情况表明，本研究提高了的运行稳定性和监测灵敏度，增强了产品的市场竞争力。目前，设备已经在多个水厂、水库及泵站进行应用，发挥着“水质安全卫士”的作用。