水处理用絮凝剂对发光细菌的联合毒性研究

随着絮凝剂在污水污泥处理过程的广泛使用,其残留在水处理系统中可能存在的单一或联合毒性效应日益受到关注。以聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)为研究对象,通过发光细菌单一毒性和联合毒性试验探讨其可能造成的毒性效应。结果表明:1)对于单一毒性效应,PFS、PAC和PAM对发光细菌抑制效应的半数效应浓度(EC_(50))分别为29.41、71.82和1072.64 mg/L,毒性效应大小为PFS>PAC>PAM。2)对于二元絮凝剂联合毒性效应,PFS-PAM在毒性比为1∶1混合时具有协同作用,而PAC-PAM在毒性比为1∶3和3∶1混合时均存在拮抗作用。3)采用浓度加和(CA)和独立作用(IA)模型对联合毒性进行预测,PFS-PAM组合实测值与CA模型的预测值相近,而PFS-PAC和PAC-PAM组合实测值与IA模型预测结果相近。4)三维偏差响应面结果显示,试验观测值与CA模型预测值的偏差(dCA)和试验观测值与IA模型预测值的偏差(dIA)会随着絮凝剂浓度变化而变化,CA模型在PFS和PAC浓度较高时拟合程度较好,而对于PAC-PAM体系,IA模型的拟合程度较CA模型好。研究发现,PFS和PAC对发光细菌的毒性效应较强,PFS与PAM混合使用可能会增加毒性效应,对水处理系统中的微生物造成环境风险。

水中与冰中多环芳烃衍生物对发光细菌(Vibrio fischeri)的光修饰毒性

多环芳烃衍生物(SPAHs)是一类普遍存在、来源广泛、风险隐蔽的新污染物,可由多环芳烃(PAHs)通过微生物及化学作用转化生成,其毒性甚至比母体PAHs更强,研究其环境行为和毒性效应具有重要意义.本研究选取羟基多环芳烃(OH-PAHs)、硝基多环芳烃(N-PAHs)和氯代多环芳烃(Cl-PAHs)共10种模型化合物,考察了在模拟日光(λ>290 nm)照射下,水中与冰中这些典型SPAHs对发光细菌Vibrio fischeri的光修饰毒性.毒性实验表明,对于OH-PAHs,1-羟基萘、4-氯-1-羟基萘在水中与冰中均表现出显著的光修饰毒性(P<0.05),而4-硝基-1-羟基萘仅在水相表现出较小的光修饰毒性;对于N-PAHs,1-硝基芘在水中与冰中均表现出光修饰毒性,2-硝基芴仅在冰中表现出光修饰毒性;Cl-PAHs中,仅1-氯芘在水中表现出光修饰毒性,而3种Cl-PAHs在冰中均表现出显著的光修饰毒性.通过HPLC-MS/MS分析,OH-PAHs光转化主要涉及的反应路径为取代基脱除、光氧化与苯环羟基化.以上结果阐明了SPAHs通过光化学转化可生成具有较高毒性的中间产物,对Vibrio fischeri表现为光修饰毒性,且水中与冰中的光修饰毒性具有差异,这有助于更准确评价寒冷地区这些典型新污染物的环境风险.

环境化学品对重组发光大肠杆菌和502发光细菌的急性毒性研究

旨在评估构建的重组发光大肠杆菌相比于502发光细菌对多种化学品的毒性敏感性。以环境中常见的多种化学品为目标化合物,开展急性毒性测试实验,分别比较2种菌对3种无机金属、4种有机溶剂以及5种有机污染物的敏感度。实验结果表明,锌、铜、镉、丙酮、乙腈、乙醇、二甲基亚砜、3,5-二氯苯酚、甲醛、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯对重组发光大肠杆菌的EC_(50)值(0.040、0.004、0.157、0.190、0.209、1.044、0.718、4.622×10^(-5)、6.62×10^(-4)、0.451、0.360和0.016 mol·L^(-1))均高于对502发光细菌的EC_(50)值(0.083、0.266、0.211、1.062、1.416、1.694、1.672、6.49×10^(-5)、1.014×10^(-2)、0.441、0.797和0.494 mol·L^(-1)),表明构建的重组发光大肠杆菌对受试化学品的毒性敏感性强于502发光细菌;且重组发光大肠杆菌的毒性测试结果与现有研究的生物毒性测定结果显示出更好的相关性。本研究表明重组发光大肠杆菌更适合作为生态监测的测试菌种,研究结果可为环境化学品的污染控制和生物毒性测试提供参考。

发光细菌毒性监测在污水预警中的研究与应用

本文以某污水处理厂为研究对象,探讨了发光细菌毒性监测在污水预警中的应用。本研究通过选用发光菌毒性在线分析仪,分析了污水处理厂水质毒性特征,并基于污水管网长期监测数据和硝化菌污泥曝气对比实验确立了生物毒性预警阈值为45%。研究结果表明,发光细菌毒性监测技术对于维护污水处理厂生化系统的稳定运行具有重要意义。

基于发光细菌法的工业废水综合毒性检测技术

本文选择10家企业采集工业废水,并使用便携式水质分析仪、纳氏试剂光度计等测定了废水样品的pH值、电导率、化学需氧量等8项理化指标。同时,向预处理后的废水中加入发光细菌液,使用温控毒性检测仪检测废水样品的发光抑制率,并参照《Microtox毒性等级划分标准》进行毒性等级划分。结果表明,10家企业中矿物加工企业B、饮料制造企业D、纺织企业E、化工企业H、石油加工企业J的废水存在毒性,与理化指标检测结果具有一致性。其中矿物加工企业B排放废水的毒性等级为Ⅲ级,评价结果为重毒,需要改进废水净化工艺以降低废水排放对环境的污染。

发光细菌测试水质生物毒性影响因素研究

在水质监测中,发光细菌法测定生物毒性,操作简单、反应快速,该方法广泛应用于毒性检测。本文分析了盐度、温度、p H、溶解氧、反应体系、菌液状态、表征方式及拟合模型等因素对发光细菌法测定生物毒性的影响,以期为发光细菌法测定水质生物毒性提供参考。

发光细菌一新种──青海弧菌

于1985年8月从青海湖产的青海裸鲤体表分离到70株发光细菌，通过表型特性分析、超氧化物岐化酶的凝胶双向扩散试验，以及G＋C摩尔百分比测定进行鉴定分类。结果表明，70株发光细菌在表型特性、免疫学特性等方面彼此高度相似，但与已知的各种发光细菌有显著差异。鉴定为弧菌目的一个新种，定名为青海弧菌Vibrioqinghaiensissp．nov。典型菌株保存于华东师范大学生物系。

发光细菌急性毒性测试方法的优化研究

针对国内现行发光细菌急性毒性标准测试方法中存在的结果重现性不佳、准确度不高等不足,在充分借鉴国际标准化组织ISO11348-3:2007的基础上,通过对实验条件和操作步骤的优化改良,并在数据处理过程中新增了发光自然变化因子(fk)和原始发光光强(S0)2个参数,进一步减少了菌种发光稳定性差异和手工加样所带来的误差。此外,选用费氏弧菌NRRLB—11177、青海弧菌Q67、明亮发光杆菌502这3种不同来源的发光细菌对该优化方法进行了适用性实验。结果表明,在一定的发光强度自然变化范围内,明亮发光杆菌502的实验结果(线性相关系数等)均明显优于其传统推荐方法。同时,根据上述实验结果,还对《水质急性毒性的测定发光细菌法》(GB/T15441—1995)的修订工作提出了一系列参考意见。

发光细菌法在环渤海污水样品遗传毒性检测中的应用

建立了以经过遗传改造的发光细菌Acinetobacter sp.Rec A为受试物种的环境污染物遗传毒性快速检测方法,该方法最快可在3h内得到毒性评价结果。采用该方法评价了环渤海排污口12份污水样品的遗传毒性。环渤海12个排污口的污水样品均表现出了不同水平的遗传毒性,并呈现出一定的分布特征。其中,高毒水质集中出现在山东半岛污水样品中,中毒水质集中出现在辽东半岛地区,而低毒水质主要集中于京津冀地区。综上,在环渤海的污水样品遗传毒性检测中,这种新型发光细菌法具有快速、灵敏、简便等优点,可为以后近海环境的水质生物毒性检测提供参考依据,具有应用于近海环境水质快速监测与评价的潜力。

发光细菌法检测水产品中氯霉素体系的建立

从青岛近海分离的多株发光细菌中筛选出1株对氯霉素敏感的鳆发光杆菌Photobacterium leiognathiYL,接种单菌落快速培养,制备出适宜检测的菌悬液,添加不同浓度的氯霉素溶液,研究氯霉素浓度与细菌发光强度抑制率之间的关系。通过控制菌体起始发光强度、菌液与氯霉素作用时间,建立发光细菌检测水产品中氯霉素体系。结果表明,当菌体的起始发光强度控制在(2.0～4.0)×105、菌液与氯霉素的最佳作用时间为30 min时,氯霉素浓度与细菌发光强度抑制率呈良好的线性关系。该方法的线性范围为0.1～1.0 ng/mL,相关系数R2为0.989,该体系对氯霉素的检测灵敏度可以达到0.1 ng/mL,可以作为水产品中痕量氯霉素残留的1种快速、灵敏的检测方法。在水产品的氯霉素加标回收试验中,鱼肉中添加浓度为0.1～1.0 ng/g时,回收率在40.34%～114.26%之间。

发光细菌的研究和应用

发光细菌是一类在正常的生理条件下能够发射可见荧光的细菌 ,主要分布在海洋环境中。发光细菌及其发光基因在环境监测等领域中具有广泛的应用价值。本文综述了发光细菌的分类、发光机理及其应用。

18种农药对发光细菌的急性毒性研究

利用发光细菌发光原理,以明亮发光杆菌(photobacterium phosphoreum)T3变种作为毒性测试物种,研究了18种农药的急性毒性。结果表明,不同农药对发光细菌的急性毒性不同,在一定浓度范围内,农药对发光细菌的毒性与其浓度呈正相关,相关系数大于0.9。在农药与发光细菌作用15min时,多菌灵、氟硅唑、恶霉灵、福美双、异稻瘟净和乙霉威等杀菌剂对明亮发光杆菌的EC50分别为12.92、19.24、37.9、0.17、33.99和13.32mg·L-1;乙酰甲胺磷、乐果、敌敌畏、敌百虫、氰戊菊酯、高效氯氰菊酯、氨基阿维菌素、阿维菌素、哒螨灵和杀虫单等杀虫剂对明亮发光杆菌的EC50分别为40.33、38.42、31.11、11.10、23.56、14.63、12.74、8.04、18.32和2.72mg·L-1;除草剂二氯喹啉酸和莎稗磷的EC50分别为11.88和21.19mg·L-1。发光细菌法作为一种速度快、操作方便、成本低廉的生物监测方法,将在农产品污染物毒性评价和农产品安全快速检测中有着广泛的应用前景。

发光细菌法评价排污口污水中总有机污染物毒性

利用发光细菌发光原理,建立以明亮发光杆菌(photobacterium phosphoreum)T3变种作为毒性测试物种检测环境中总有机污染物毒性的方法,并用该方法评价环渤海排污口总有机物毒性分布状况。测试结果显示,建立的相关方程及相关性显著性检验P<0.01,HgCl2 EC50值基本在0.10±0.02 mg/L范围内波动,指标符合方法规定要求,即发光菌监测排污口中总有机污染物毒性测试结果是准确可信的。用发光细菌法评价环渤海20个排污口,其中剧毒占10%,高毒占25%,重毒占5%,中毒占10%,低毒占50%。发光细菌法能客观、快速、准确地反映废水中总有机污染物毒性状况,该方法在水质监测总有机物毒性中有着广泛的应用前景。

酚类化合物对发光细菌的急性毒性和对ETS的抑制研究

研究了5种酚类化合物对发光细菌毒性和活性污泥脱氢酶活性的抑制作用。结果表明,酚类化合物对502海水发光细菌的毒性大小顺序为2,4-二氯苯酚>对硝基苯酚>邻甲基苯酚>苯酚>对氨基苯酚,对应的EC50值分别为4.95、23.90、42.43、83.65和178.75 mg/L。而对活性污泥脱氢酶活性抑制的大小顺序同发光细菌毒性测定结果不太一致,毒性大小顺序为2,4-二氯苯酚>邻甲基苯酚>对氨基苯酚>苯酚>对硝基苯酚,相应的EC50值分别为37、398、575、794和1 333 mg/L。两种毒性测定方法的EC50结果差异比较大,可能和测定方法的特点有关。但仅仅根据单一的、高灵敏度的发光细菌毒性测定结果来调整废水处理工艺中的各项参数而实现对水质的调控,可能会造成处理成本的大幅度地增加,因此根据两种或多种毒性测定方法(其中包括以活性污泥为对象)的测定结果判定有机污染物的毒性更科学。

环境因子对发光细菌的生长及日本对虾仔虾感染死亡率的影响

以水温、盐度、pH、COD、NH3-N为环境因子 ,以哈维氏弧菌 (Vibroharveyi)感染日本对虾 (Penaeusjaponicus)仔虾 ,试验进行 3d。结果表明 ,水温、盐度、pH和COD对发光细菌的生长和日本对虾仔虾的感染死亡率具有明显的促进作用。在水温 30℃ ,盐度 32 .8,pH 7.6 4和COD 10 .2mg/L时 ,发光细菌在试验结束时的数量比初始时分别增加了 11.2倍 ,6 .5倍 ,6 .2倍和 7.9倍 ;日本对虾仔虾的死亡率比对照组分别增加了 6 0 % ,4 5% ,4 3%和 50 %。NH3-N对发光细菌的促生长作用不明显 ,但其质量浓度 1.2～ 1.6mg/L时 ,能增加日本对虾仔虾对发光病的感染率和死亡率。

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。

发光细菌法在食品安全性检测中的应用

食品安全性是当前全社会普遍关注的热点问题。其中,监督检测手段与方法的研究是该领域一个重要的研究方向.作者阐述了发光细菌检测法在污染物快速检测中的应用.通过对发光细菌法在农药残留、重金属毒性与生物毒素等方面的检测研究表明,作为一种速度快、灵敏度高、成本低廉的生物毒性监测方法,发光细菌法将在食品安全快速检测领域中有着广泛的应用前景.

利用发光细菌进行褐牙鲆中氯霉素残留快速检测的研究

从青岛近海分离鉴定出1株鳆发光杆菌(Photobacterium leiognathi)YL,发光性质及其发光规律曲线的测定表明,鳆发光杆菌发光规律稳定,持续发光时间长,发光强度大。各种抗生素的抑菌圈试验得出,鳆发光杆菌YL对氨零素最敏感。在浓度0～1.0μg/L,氯霉素的浓度与鳆发光杆菌的抑制发光率有良好的线性关系。采用乙酸乙酯提取氯霉素的方法可以有效降低它族抗生素的干扰。褐牙鲆加标回收试验中,鳆发光杆菌检测氯霉素残留的方法检出限为0.14μg/kg。

发光细菌法在环境污染物监测中的进展与应用

发光细菌法具有快速、灵敏且成本低廉等诸多优点,因此在环境污染物监测领域备受关注。该文主要介绍了发光细菌的发光机理、供试淡水菌种、发光细菌检测仪的开发及检测方法的改进优化,同时对目前国内利用发光细菌法在环境污染物监测中的应用情况进行了详细阐述。

发光细菌法测定水质急性毒性研究进展

发光细菌法具有简单、有效、快速、重现性好、成本低等特点,已成为水质急性毒性快速检测的首选方法。介绍了发光细菌法的检测原理、常用发光细菌类型及其检测技术的研究进展,综述了发光细菌法在工业废水、城市污水、饮用水、地表水的水质急性毒性检测研究现状,及其在水质污染突发事件的快速应急监测中的应用。分析表明,充分利用发光细菌的自身优势开发出便捷、快速、稳定的水质急性毒性在线检测方法和设备,对水体水质进行在线监测将是发光细菌法的一个研究重点。