水环境污染生物监测方法(二)

1、水环境污染生物监测方法(二) (一)生物测试法 利用生物受到污染物危害或毒害后所产生的反应或生理机能的变幻来评价水体污染情况，确定毒物平安浓度的办法称为生物测试法。该办法有静水式生物测试和流水式生物测试两种。前者是把受试生物放于不流淌的实验溶液中，测定污染物的浓度与生物中毒反应之间的关系，从而确定污染物的毒性；后者把受试生物放于延续或间歇流淌的实验溶液中，测定污染物浓度与生物反应之间的关系。测试分为短期(不超过96h)的急性毒性实验和长久(如数月或数年)的慢性毒性实验。在一个实验装置内，测试生物可以是一种，也可以是多种。测试工作可在试验室内举行，也可在野外污染水体中举行。 1水生生物毒性实验

2、举行水生生物毒性实验可用鱼类、搔类、藻类等，其中鱼类毒性实验应用较广泛。 鱼类对水环境的变幻反应非常敏捷，当水体中的污染物达到一定浓度或强度时，就会引起系列中毒反应。例如：行为异样、生理功能紊乱、组织细胞病变，直至死亡。鱼类毒性实验的主要目的是寻觅某种毒物或工业废水对鱼类的半数致死浓度与平安浓度，为制定水质标准和废水排放标准提供科学依据；测试水体的污染程度和检查废水处理效果等。有时鱼类毒性实验也用于一些特别目的，如比较不同化学物质毒性的凹凸，测试不同种类鱼对毒物的相对敏感性，测试环境因素对废水毒性的影响等。下面介绍静水式鱼类急性毒性实验。 (1)供实验鱼的挑选和驯养。 金鱼来源便利，常用于实验

3、。要挑选无病、活泼、鱼鳍完整伸展、食欲和逆水性强、体长(不包括尾部)约3 cm的同种和同龄的金鱼。选出的鱼必需先在与实验条件相像的生活条件(温度、水质等)下驯养7d以上；实验前一天停止喂食；假如在实验前四天内发生死亡现象或发病的鱼高于10%，则不能用法。 (2)实验条件挑选。 每种浓度的实验溶液为一组，每组起码10条鱼。实验容器用容积约10 l的玻璃缸，保证每升水中鱼质量不超过2g。 实验溶液的温度要相宜，对冷水鱼为1228 ，对温水鱼为2028。同一实验中，温度变幻为±2；实验溶液中不能含大量耗氧物质，要有足够的溶解氧，对冷水鱼do5 mg/l，对温水鱼do4 mg/l;实验溶液的

4、ph应为6.78.5，实验期间ph波动范围不得超过0.4个ph单位；硬度影响毒物毒性，普通来说，硬水可降低毒物毒性，而软水可增加毒物毒性，因此，必需注重检测实验溶液的硬度，并在报告中注明。硬度应为50250 mg/l(以caco3计)。 配制实验溶液和驯养鱼用的水应是未受污染的河水或湖水。假如用法自来水，必需经充分曝气才干用法。不宜用法蒸馏水。 (3)实验步骤。 预实验(探究性实验)：为保证正式实验顺当举行，须经探究性实验确定实验溶液的浓度范围，即通过观看24 h或48 h )鱼类中毒的反应和死亡状况，找出不发生死亡、所有死亡和部分死亡的浓度。 实验溶液浓度设计：合理设计实验溶液浓度，是实验胜

5、利的重要保证，通常选7个浓度(起码5个)，浓度间隔取等对数间距，例如：10.0、5.6、3.2、1.8、1.0(对数间距0.25)或10.0、7.9、6.3、5.0、4.0、3.6、2.5、2.0、1.6、1.25、1.0(对数间距0. 1)，其单位可用体积分数(如废水)或质量浓度(mg/l)表示。另设一对比组，对比组在实验期间鱼死亡率超过10%，则囫囵实验结果不能采纳。 实验：将实验用鱼分离放入盛有不同浓度溶液和对比水的玻璃缸中，并记录时光。前8h要延续观看和记录实验状况，假如正常，继续观看，记录24 h、48 h和96 h鱼的中毒症状和死亡状况，供判定毒物或工业废水的毒性。 毒性判定：半数

6、致死量(ld50)或半数致死浓度(lc50)是评价毒物毒性的主要指标之一。鱼类急性毒性的分级标准如表6-5所示。 表6-5鱼类急性毒性的分级标准 求lc50的简便办法是将实验用鱼死亡半数以上和半数以下的数据与相应实验溶液毒物(或废水)浓度绘于半对数坐标纸上(对数坐标表示毒物浓度，算术坐标表示死亡率)，用直线内插法求出。表6-6列出假设某废水的实验结果，图6-1为利用实验结果求lc50的办法(直线内插法)。将三种实验时光实验鱼死亡半数以上和半数以下最临近半数的死亡率数值与相应废水浓度数值的坐标交点标出，并分离衔接起来，再由50死亡率处引一横坐标的垂线，与上述三线相交，由三交点分离向纵坐标作垂线，

7、垂线与纵坐标的交点处浓度即为lc50，可见24 h、48 h和96 h的lc50分离为5.2%、4.7%、 4.4% 。 图6-1利用实验结果求lc50的办法(直线内插法) 表6-6假设某废水的实验结果 鱼类毒性实验的应用：鱼类毒性实验的一个重要目的是按照实验数据估算毒物的平安浓度，为制定有毒物质在水中的最高允许浓度提供依据。计算平安浓度的阅历公式有以下几种： 目前应用比较普遍的是最后一种。对易分解、堆积少的化学物质普通选用的系数为0.050.1，对稳定的、能在鱼体内高堆积的化学物质，普通选用的系数为0.010.05。 按公式计算出平安浓度后，要进一步做验证实验，特殊是具有挥发性和不稳定性的毒

8、物或废水，应该用恒流装置举行长时光(如一个月或几个月)的验证实验，并设对比组举行比较，如发觉有中毒症状，则应降低毒物或废水浓度再举行实验，直到确认某浓度对鱼是平安的，即可定为平安浓度。此外，在验证实验过程中必需投喂饵料。 2发光细菌法 (1)办法原理。 发光细菌是一类非致病的革兰氏阴性微生物，它们在适当条件下能放射出肉眼可见的蓝绿色光(450490 nm)。当样品毒性组分与发光细菌接触时，可影响或千扰细菌的新陈代谢，使细菌的发光强度下降或不发光。在一定毒物浓度范围内，毒物浓度与发光强度成负相关线性关系，因而可用法生物发光光度计测定水样的相对发光强度来监测毒物的浓度。 国家标准(gb/t 154

9、41-1995)中，以氯化汞作为参比毒物表征废水或可溶性化学物质的毒性，也可用半数有效浓度(ec50)，即发光强度为最大发光强度一半时的废水浓度或可溶性化学物质的浓度来表征；选用光明发光杆菌t3亚种(photobacterium phosphoreum t3 spp.)作为发光细菌。因该菌是一种海洋细菌，故水样和参比毒物溶液应含有一定浓度的。 目前，常采纳新奇发光细菌培养法和冷冻千燥发光菌粉制剂法。 (2)测定要点。 实验材料的预备：专用生物毒性测试仪，发光细菌琼脂培养液、液体培养基，0.020.24 mg/l系列hgcl2标准溶液，新奇光明发光杆菌t3亚种或光明发光杆菌冻干粉，化学毒物或综合

10、废水等。 新奇发光细菌悬液的制备：从光明发光杆菌的菌种管斜面中挑取一环细菌接种于新的发光细菌琼脂斜面上，待斜面长满菌苔并显然发光时加入适量稀释液并制成菌悬液；取0.1 ml菌悬液接种于50 ml液体培养基中，在22摇床振荡培养至对数生长中期(1214 h)，用稀释液将菌悬液稀释成5×107个(细胞)/ ml(菌悬液)，置于4下保存备用。 样品测定：将过滤去除颗粒物杂质的待测水样加入占水样质量3的nacl，然后按表6-7所示依次加入稀释液和待测水样，恒温(20±0.5)后加入等量发光细菌悬液，依次测其发光强度。 表6 -7工业废水发光强度标准系列 测试结果分析：按照测得的待测

11、水样的发光强度计算其相对折光率，计算公式为： 式中：对比光强度水样中废水浓度为0的1号测试管中测得的发光强度。 ec50在双对数坐标纸上，以水样浓度为横坐标，以相对折光率为纵坐标作图，由图求得水样的ec50，并对比表6 -8确定水样的生物毒性。 表6-8样品ec50与生物毒性的关系 3致突变和致癌物检测 致突变和致癌物也称诱变剂，其检测办法有微核测定法、艾姆斯(ames)实验法、染色体畸变实验法等。 微核测定法原理基于：生物细胞中的染色体在复制过程中常会发生一些断裂，在正常状况下，这些断裂绝大多数能自行愈合，但假如受到外界诱变剂的作用，就会产生一些游离染色体断片，形成包膜，变成大小不等的小球体

12、(微核)，其数量与外界诱变剂强度成正比，可用于评价环境污染水平和对生物的危害程度。该办法所用生物材料可以是植物或动物组织或细胞。植物广泛应用紫露草和蚕豆根尖。紫露草以其花粉母细胞在减数分裂过程中的染色体作为诱变剂的袭击目标，把四分体中形成的微核数作为染色体受到损伤的指标，评价受危害程度。蚕豆根尖细胞的染色体大，dna含量多，对诱变剂反应敏感。 ames实验是利用鼠伤寒沙门氏菌(salmonella typhimurium)的组氨酸养分缺陷型菌株发生回复突变的性能来检测被检物是否具有致突变性。这种菌株均含有控制组氨酸合成的基因，在不含组氨酸的培养基中不能生长，但假如存在致突变物时，便作用于菌株的dna，使其特定部位发生基因突变而回复为野生型菌株，能在无