原生动物与水体污染关系的研究进展

原生动物与水体污染关系的研究进展

随着环境保护活动的深入，人们逐渐认识到，依靠个人理化监测很难反映污染物对生物和生态系统的影响，不能全面评价和处理污染。有效利用原生动物对水体污染进行监测与净化,从不同层次上分析污染危害程度,预报污染和改善水质,受到越来越多的关注。1原生动物是一个大环境人原生动物是动物界最原始、最低等的动物。它形体微小,一般用显微镜才能看到。但与高等动物体内的单个细胞不同,它有一般动物所表现的各种生理功能,如运动、消化、呼吸、排泄、感应、生殖等。因此它和整个高等动物相当,是一个能营独立生活的有机体。它没有像高等动物那样的器官、系统,而是由细胞分化出不同的细胞器来完成各种生理机能。原生动物分布极广,生活在淡水、海水及土壤中,也有不少种类是寄生的,多为世界性的。原生动物和其他动物一样,直接从外界摄取营养物质。例如,大多数原生动物食细菌类颗粒物质,或食细菌分解的生物体碎片。也有些原生动物食其他类小动物或原生动物。甚至有些种类营寄生生活。原生动物与人类关系密切。直接对人有害或有益。不仅有多方面的经济价值,而且有重要的科学研究价值。2多污性水体的原生动物及优势种各种生物对环境要求不一。指示生物又叫生物指标物,就是指那些在一定地区范围内,能通过其特性、数量、种类和种群等变化,指示环境或某一环境因子特征的生物。天然水体受到一定程度的污染后,由于自然界物理、化学及生物等过程的作用,会使污染得到净化。根据其特点,可以将水体划分为多污性水体,-中污性水体,β-中污性水体和寡污性水体。原生动物种类多,所适应的范围广,但是最适生长范围还是比较窄的。因此很可能有的常见种类出现在三个污染水体中,甚至四个污染水体都有再现,但是从数量上是某一、二个水体最多。所以必须考虑数量之多寡。在应用中最好是采用常见而又占优势的种类来指示该水体的污染程度。多污性水体的原生动物有:施氏肾形虫、变豆形虫、闪瞬目虫、梨形四膜虫、小口钟虫、及扭头虫、齿口虫等。α-中污性水体的原生动物有:鞭毛虫如草履唇滴虫、卵形隐滴虫、变形鞭毛虫及袋鞭虫等;纤毛虫如锐利木盾形虫、螅状独缩虫、僧帽斜管虫、僧帽肾形虫、盘状游行虫、尾草履虫等;变形虫如齿表壳虫、普通表壳虫、池沼多核变形虫、古纳旧虫等。β-中污性水体的原生动物有:鞭毛虫如红球虫、葡萄合尾滴虫、衣滴虫等;纤毛虫如珍珠映毛虫、三刺榴弹虫、双环栉毛虫、天鹅长吻虫和娇旋口纤虫等;变形虫如卡罗林多核变形虫、大变形虫等。寡污性水体原生动物有:鹅长颈虫、无色额口虫、钟形钟虫、截形平鞘虫、Mayorella等。有人对长江洞庭湖原生动物种群进行调查,发现优势种类,基本上属于α-β中污性种类。而理论分析结果恰恰表明,该河段属Ⅱ级水标准。由此可见,由原生动物的功能营养种类群和优势种类监测,评价河流的有机污染,具有一定的可靠性。还有人提出了各种纤毛虫对环境的最大范围和最适范围,包括温度、O2、CO2、H2S、NH4+、游离NH3、NO2细菌等因子,并提出该纤毛虫是哪一类污染级别的指示生物。如施氏肾形虫,能耐受低水平的溶解氧、高NH4+,似乎可在其他纤毛虫都不适宜的任何条件下生长,故有人将它看作为真正的多污性水质指示生物。另如扭头虫、齿口虫等,只有含H2S的多污性水体中发生,可作为H2S指示生物。在寡污性水体中发现的鹅长颈虫,由于需要氧,对NH4+的耐受性很低,可作为寡污性水体的指示生物。3资源利用系统近年来,人们利用生物的生理活动,建立高效净化污染环境以及将污染转化为资源的技术系统。许多微生物和原生动物都可以净化污水。很多国家为解决日趋严重的环境污染问题,建立各种污水处理厂,一般采用活性污泥法、渗透过滤、流离生物床法等。(1)不同的生物组成环境活性污泥法目前已有不少发展,形成如缺氧/好氧法(AD法)、序批式反应器法(SBR法)、一体化活性污泥法(UNITANK法)、一体化氧化沟法(OD法)等。活性污泥系统中首先出现的生物体是细菌,其中大部分是游泳种类,对有机物的氧化起主要作用。后来的原生动物有明显的顺序性,开始是鞭毛虫(屋滴虫、袋鞭虫、波豆虫),几天后是自由游泳的纤毛虫(草履虫、尾丝虫等),数周后爬行的纤毛虫(腹毛目纤毛虫)和缘毛虫(钟虫)占优势。实验证明,纤毛虫能消耗细菌,对有机物及细菌团形成絮状沉淀有作用,从而使污水净化。(2)滤床的细菌感染渗透过滤系统包括沉淀池、无氧消化池和滤床等几部分。有机废水经沉淀池、无氧消化池进入滤床,在适宜的滤床上流动时,刺激细菌快速生长。细菌取食有机碎屑,在基质上形成菌膜,接着出现藻类和真菌,直至发生原生动物。在原生动物中纤毛虫占绝对优势。纤毛虫运动时,向介质分泌粘多糖物质,将悬浮的颗粒物质粘集起来成絮状而沉淀,使流出的水变为清洁状态。(3)原生动物的细菌虽然在污水处理中起主要作用的是细菌,它们将有机物分解为无机物质,在活性污泥中一般细菌能利用废水中50%左右的有机物质。但是某些小型的动鞭虫、变形虫及小纤毛虫可以直接利用废水中的有机物质。研究发现原生动物的过氧化氢酶活性远高于细菌,原生动物利用细菌分解产生的氨基酸为氮源参与氧化作用因此活性污泥中有原生动物存在时,出水时有机质、氨基酸、水溶性磷浓度显著下降。一般在污水净化中,原生动物可以起两个作用,即促进絮凝作用和对细菌的掠食作用。絮凝是细菌生长到一定程度后就凝集起来,先小后大,形成花絮一样的絮状物。絮状物的中央有一大块细菌,在其周围有着生的或爬行的波形虫、屋滴虫、变形虫、钟虫、盖虫、累枝虫、独缩虫、尾丝虫、四膜虫、盾纤虫、游仆虫、尖毛虫、偶尔还会有寡毛类。最大絮状物直径可达三毫米。如果絮状物上着生的纤毛虫多,则出水就清。细菌本身也有凝集作用,但若出现纤毛虫,则更能加速絮凝过程。原生动物中主要是纤毛虫对细菌具有一定的掠食作用。实验室条件下,活性污泥中没有纤毛虫出水中游离的细菌数量超过100百万个/毫升,接种了纤毛虫,水中游离细菌数量只有1百万个/毫升。纤毛虫种群的掠菌能力是有限度的,有一个临界点。也并非所有的纤毛虫都是吃细菌的,有的纤毛虫吃其它小纤毛虫,如卑怯管虫、吸管虫等,还有的纤毛虫,如僧帽斜管虫,能够吞下比自己长很多倍的细菌和丝状藻类。轮虫、线虫等除了能吃细菌和有机碎屑外也能吃纤毛虫。整个生物处理系统中,也反映一条处于动态平衡的食物链的这一生态特征。4利用原生动物处理污水利用原生动物对污水监测,不能定量分析出水中各种化学物质