细菌发光传感器在快速检测污染物急性毒性中的应用

本研究以明亮发光杆菌作为指示生物,将细胞固定化技术,生物传感器技术与发光细菌毒性测试技术有机结合起来,建立一种细菌发光传感器,确定了固体化菌膜的发光强度及稳定时间,以这一检测系统测定了３种金属离子及３种有机化合物的急性毒性（以抑制菌膜发光强度５０％所需的受试物浓度ＥＣ５０值表示）并分析了毒性作用的动力学过程,实验结果表明：在Ｈ７．０温度２０℃３．０％ＮａＣｌ底液条件下固定化菌膜的发光强度达２５０～     

发光细菌毒性测试条件的优化与毒性参照物的应用

针对传统发光细菌毒性测试方法中存在的结果重现性不高、使用剧毒物质氯化汞作为毒性参照物容易造成环境污染等问题,通过一系列实验优化了发光细菌生物毒性测试的条件:适宜pH值为5 0～9 0,最佳暴露时间为20min。同时筛选出了Zn2+作为毒性参照物代替传统方法中的剧毒物质HgCl2。Zn2+具有毒性中等、结果稳定、价格便宜等诸多优点。而且Zn2+与HgCl2的毒性之间存在一定相关性:Zn2+毒性为HgCl2毒性的1 12 5。采用Zn2+作为参照物不仅可以方便地表征不同化学物质的毒性,而且可以直观地表征复杂环境样品的毒性,是一种简便可行的方法。      

对《水质急性毒性的测定发光细菌法》的改进和探讨

以国标（GB/T 15441—1995）方法中推荐使用的明亮发光杆菌T₃小种（Photobacterium phosphoreum T₃ spp.）为测试生物.针对《水质 急性毒性的测定 发光细菌法》（GB/T 15441—1995）,从数据处理、参比毒物和测定方法3个角度,对国标方法进行了改进。应用Origin 7.5程序对测试数据进行拟合,并选择出拟合效果较为理想的Sigmoidal函数与国标中使用的线性函数进行了拟合对比。针对国标中使用的剧毒性物质HgCl₂,选择了毒性较低的ZnSO₄ ·7H₂O作为替代参比物,并对2种金属离子的毒性测试数据进行了比较。因为使用的生物毒性测定仪的国标方法要求严格的操作并且步骤繁琐,选择利用酶标仪进行测定,并对2种方法进行了对比研究,验证了酶标仪使用的可行性。     

As水质毒性发光细菌及微生物燃料电池在线监测技术的比选研究

针对实际应用需要,对比研究了发光细菌和微生物燃料电池两种不同毒性预警技术对典型类金属砷离子的响应差异,并考察了丰水期、枯水期河水水质背景干扰对响应信号的影响。结果表明,发光细菌法对砷离子响应较为灵敏,微生物燃料电池法对砷离子的响应非常灵敏。发光细菌法受水体水质背景干扰大,且不同生产厂家的仪器差异显著,推测可能是由于菌株来源不同、仪器响应灵敏度差异所造成。微生物燃料电池法对背景干扰的抗性较强,稳定性较高,河水加标与纯水加标样本的剂量-效应曲线差别不大。基于上述研究结果,分析了两种技术监测类金属砷的优缺点并提出实际在线运行的相关建议。     

某制药废水对发光细菌急性毒性的评价研究

采用发光细菌法测试某制药厂废水处理站工艺流程中5个节点废水的急性毒性.地下调节池水样EC50为3.44%,TUa为29,LID为625,为极强/高毒废水;地上调节池水样EC50为2.46%,TUa为41,LID为244,为极强/高毒废水;中间沉淀池水样EC50大于100%,LID=10,毒性较弱;二级沉淀池和总排放出口的废水EC50均大于100%,且LID均为1,无毒性.结果表明,现有处理工艺流程有效降低了制药废水对发光细菌的急性毒性,总排出口废水对发光细菌已经没有可见的生物毒性,达到相关制药废水排放标准.同时发现,低浓度废水对发光细菌的发光度不但没有抑制,反而有一定的增强作用.     

温瑞塘河沉积物的生物毒性表征研究

利用淡水型发光细菌青海孤菌的一个变种Q67和热带爪蟾胚胎对温瑞塘河沉积物浸出液生物毒性检测分析.沉积物相对发光强度平均值为63.3%,属中等生物毒性,最高发光强度为81.9%,最低发光强度为40.6%.沉积物浸出液的发育毒性结果为胚胎平均孵化率75.98%,最低点为42.5%,最高点为100%;胚胎成活率平均值为83.77%,最低值为66.25%,最高值为100%;平均致畸形率为16.6%,4个采样点无致畸现象,最大致畸性率为36.3%;爪蟾的平均体长为3.58cm,最小体长2.64cm,最大体长4.06cm.工业园区、城市生活与工厂混杂区,河流交汇且易于沉积区域生物毒性大,在源头区及单一生活污染区生物毒性小.     

基于A2/O处理工艺的生活污水的成组生物毒性评价

为了更加准确评估城市生活污水的综合生物毒性以及处理工艺对污水毒性的削减状况,本研究通过发光菌急性毒性、遗传毒性、雌激素活性检测方法对A~2/O工艺处理前后污水的毒性进行评价,同时通过斑马鱼暴露实验分析污水和回用水对水生生物内分泌干扰效应的作用模式.结果表明,污水厂进水具有较强的急性毒性、遗传毒性以及雌激素活性,水质较差.经二级生物处理后,上述毒性显著性降低,污水厂出水水质提高.但污水出水雌二醇当量为1.89 ng·L-1,仍可能会对受纳水体的水生生物产生潜在危害.浓缩2.5倍的水样导致雄性斑马鱼肝脏的卵黄原蛋白基因(vtg1)和雌激素受体基因(esr1)的表达水平显著上升,由此可以得出污水可通过干扰目的基因的表达来调控水生生物的内分泌活动.而esr1基因在肝脏的表达被抑制说明污水可能具有抗雌激素作用,同时反映进行生物毒性效应分析时应从多个组织或器官考虑,以获得比较全面的信息.     

Cytotoxicity and genotoxicity evaluation of urban surface waters using freshwater luminescent bacteria Vibrio-qinghaiensis sp.-Q67 and Vicia faba root tip

The freshwater luminescent bacteria Vibrio-qinghaiensis sp.-Q67 test and the Vicia faba root tip test associated with solid-phase extraction were applied for cytotoxicity and genotoxicity assessment of organic substances in three rivers, two lakes and effluent flows from two wastewater treatment plants (WWTPs) in Xi'an, China. Although the most seriously polluted river with high chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC) showed high cytotoxicity (expressed as TII₅₀, the toxicity impact index) and genotoxicity (expressed as RMCN, the relative frequency of micronucleus), no correlative relation was found between the ecotoxicity and organic content of the water samples. However, there was a linear correlative relation between TII₅₀ and RMCN for most water samples except that from the Zaohe River, which receives discharge from WWTP and untreated industrial wastewaters. The ecotoxicity of the organic toxicants in the Chanhe River and Zaohe River indicated that cytotoxic and genotoxic effects were related to the pollutant source. The TII₅₀ and RMCN were also found to correlate roughly to the dissolved oxygen concentration of the water. Sufficient dissolved oxygen in surface water is thus proved to be an indicator of a healthy water environmental condition.     

制药残留溶剂对废水生物降解系统微生物毒性的测定方法比较

水质生物毒性测定是评价水环境质量的重要内容,制药废水有机物含量高,有些成分可抑制污泥活性或具有生物毒性.为了更准确地评估制药废水的生物毒性,筛选出适用于准确评价污染物对废水生物降解系统中微生物生物毒性的方法,对发光细菌法、脱氢酶活性法、硝化抑制法及呼吸速率法4种生物毒性测定方法进行了比较研究,以甲苯、二甲基甲酰胺、三乙胺3种常见制药有机溶剂为研究对象、氯化汞为标准毒物.结果表明,各测定方法得出的结果不同,根据灵敏度和测定时间,4种方法排序为发光细菌法(2 h)、脱氢酶活性法(7 h)、硝化速率法(120 h)、呼吸速率法(48 h),与其他3种基于活性污泥毒性的测定方法相比,发光细菌法具有最高的灵敏度.3种活性污泥法对有机溶剂的毒性响应具有相同顺序,从高到低为二甲基甲酰胺、三乙胺、甲苯,而发光细菌法与之不同,顺序为三乙胺、甲苯、二甲基甲酰胺.综合考虑测定方法的灵敏度、测试时间、操作简便性,推荐选取灵敏度最高的发光细菌试验和以活性污泥为受试对象的脱氢酶活性法联合使用,将二者综合的测定结果作为判定依据,可以更准确地判定制药残留溶剂对废水生物降解系统的生物毒性.     

北江上游水环境重金属污染及生态毒性的时空变化

为了解北江中上游(翁源段)翁江及横石河沿岸地区水环境中重金属污染现状及其时空变化特征,分别于2013年8月(丰水期)和2014年3月(枯水期)采集两条河流及其周边地区不同点位的地表水及地下水,分析了水体中As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn 6种重金属元素的含量及变化,并结合发光菌毒性测试方法对水体的生态毒性进行了评价.结果表明,横石河受重金属污染较翁江严重,丰、枯水期重金属Cu、Zn、Cd、Pb的平均浓度分别为1029.0、11086、36.200、114.00μg·L-1和444.20、8332.2、31.300、41.200μg·L-1,分别是地表水III类水质标准值的2.96、41.1、24.8、8.31倍和1.38、33.9、21.2、3.47倍;各重金属浓度最高值均出现在S1处,且该点位的水体明显呈酸性(p H=3.23),究其原因发现大宝山矿区是横石河水体重金属的主要污染源.生态毒性测试结果显示,不同时期横石河河水及沿岸地下水体对发光菌均产生了显著的毒性效应,其中,S1处水样丰、枯水期的抑制率分别高达100%和97.3%,为剧毒;而翁江仅丰水期时S12、S14处的河水水样表现出一定的低毒性.