目前,随着我国经济的快速发展及工农业的突飞猛进,我国水污染问题日益严重,突发性投毒水污染事件更是频繁发生,从而造成了我国重大的人员伤亡和经济损失。突发性投毒水污染事件的发生具有很大的不确定性,一旦发生,造成的伤害也具有不可逆性。然而,对于突发性投毒水污染的监测预警,市场上常规的理化检测技术已经不能满足目前水行业监测预警的需求。因此,建立一套完善的突发投毒污染水质实时预警系统尤为重要。本课题以斑马鱼为研究对象,选择五种典型的重金属离子(Cr6+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Hg2+)和五种典型的有机农药（吡虫啉、敌敌畏、阿维菌素、高效氯氟氰菊酯、联苯氯酯）为突发水质投毒污染物代表,构建基于斑马鱼运动行为学（运动速度、加速度、转弯次数、鱼群间距离）的水体突发投毒污染水质毒性在线生物预警系统,并改进实验装置,以提高系统预警的灵敏度和准确度。本课题进行了以下四个方面的研究:首先研究了突发投毒污染物对斑马鱼的急性毒性实验,依据毒性等级划分Cr6+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Hg2+对斑马鱼的毒性等级分别为中毒、中毒、极高毒、极高毒、极高毒;吡虫啉、敌敌畏、阿维菌素、高效氯氟氰菊酯、联苯氯酯对斑马鱼的毒性等级分别为高毒、剧毒、剧毒、剧毒、剧毒。在斑马鱼急性毒性实验数据的基础上,以Etho Vision XT为斑马鱼运动行为学分析软件,依次研究了选取目标污染物突发投毒污染下,斑马鱼个体运动行为学（运动速度、加速度、转弯次数）和群体运动行为学（鱼群间距离）的响应以及通过斑马鱼的运动行为学响应规律进行水质毒性预警效能评价,最终构建突发投毒污染水质预警系统。结果发现在各目标污染物的突发投毒污染下,将斑马鱼的运动行为学响应用于水质毒性预警评价是可行的,可以选择将斑马鱼速度的增长率大于30%、转次的增长率大于50%、鱼群间发生短暂的集聚效应作为判断衡量水质的综合毒性指标和预警线。通过改进实验装置,探究代表投毒污染物Cu2+和吡虫啉在多点进水方式下和弱电压刺激下对提高斑马鱼预警灵敏度和准确度的影响。研究发现选取的代表投毒污染物Cu2+和吡虫啉在多点进水方式下要比在正常进水方式下更早地使斑马鱼感知到污染物的存在,可以提前10 min左右预警。多点进水方式下污染物可以更快更均匀地扩散到监测养殖箱中与斑马鱼接触,缩短预警时间,提高预警的灵敏度。可以选择电压为10 V,每间隔10 min刺激一次代表投毒污染物污染后的斑马鱼,刺激时长为1 min作为检验预警发生的真假,提高预警的准确度。通过本课题的研究,构建了在目标污染物重金属离子与有机农药突发投毒污染下,基于斑马鱼的运动行为学响应规律的突发投毒污染水质预警系统,又通过改进实验装置和弱电压刺激,提高了预警系统的灵敏度和准确度,对于突发投毒污染水质的实时监测预警具有重大意义。