淮河流域安徽段水体成组生物毒性评价

在淮河流域安徽段某区域采集了3个地表水样和12个地下水样,通过大型溞急性毒性(活动抑制)、微核及SOS/umu试验,分析了这些水样的急性毒性及遗传毒性。结果表明,急性毒性测试中,该区域地表水及大部分地下水的急性毒性均未超过US EPA废水排放毒性的控制要求(0.3 TU),有2个位点的地下水样毒性当量为0.31 TU,超过限值;经t-test分析,地表水的急性毒性显著高于地下水。SOS/umu检测中,2个地表水样和7个地下水样的结果呈阳性,表现出DNA损伤效应,其诱导率IR在(2.20±0.063)^(3.36±0.067)之间,对应的致癌风险P基本处在10-6~10-7水平。微核检测结果表明,3个地表水样具有较严重的染色体损伤效应,9个地下水样表现为阴性。总之,该区域地表水急性毒性及遗传毒性相对较高;部分浅层地下水也存在一定程度的急性毒性和遗传毒性,致癌风险处在可接受范围,但仍可能对周围居民的健康产生潜在威胁;而深层地下水没有检测到任何毒性效应。研究为周边居民饮水安全和人体健康提供了基础信息。

成组生物毒性测试法综合评价典型工业废水毒性

为了更加准确地评估典型工业废水的综合生物毒性以及处理工艺对废水毒性的削减情况,采用发光细菌急性毒性实验、大型溞急性毒性实验和单细胞凝胶电泳实验,结合潜在生态毒性效应探测(potential ecotoxic effects probe,PEEP)指数对常州市7种典型工业废水的综合生物毒性进行了评价。结果表明,7种工业原水都表现出了急性毒性或遗传毒性,综合生物毒性强度的排序为电子厂>电镀厂>综合污水处理厂>印染厂>化工厂>食品厂>制药厂。而7种工业废水的处理后出水综合生物毒性强度的排序为印染厂>化工厂>电子厂>综合污水处理厂>食品厂>制药厂>电镀厂。其中,印染和化工厂出水综合生物毒性高于原水,分别增加了43.3%和38.7%,PEEP评价结果显示分别属于剧毒和高毒,而电镀、电子、综合污水处理和食品厂出水的综合生物毒性削减明显,分别比原水削减了76.9%、53.1%、48.3%和26.6%,PEEP结果表明基本无毒。建立在成组生物毒性实验基础上的PEEP评价方法可全面反映工业废水的综合生物毒性,进而更客观地评价废水对水生态系统乃至人类健康的潜在影响。

成组生物毒性测试在污染场地土壤生态毒性评价中的应用

土壤生态毒性测试可以比较全面地反映土壤污染程度,为化学分析方法提供补充,但目前缺乏针对土壤生态毒性测试的毒性分级系统。采用发光菌、大型溞(Daphnia magna)、白符跳(Folsomia candida)以及玉米种子4种受试生物构建了成组生物毒性测试系统,对《土壤污染防治行动计划》中涉及的3个行业的7个污染场地土壤样品开展了测试。结合《土壤质量土壤和土壤材料生态毒理特性的生物测试方法选择与评估指南》(ISO 17616:2019)毒性标准、毒性单位分级评价法与成组毒性测试综合指数(TBI)法对成组生物毒性测试结果进行了评价。毒性单位分级评价法、TBI法均显示7个污染场地土壤有毒,与ISO 17616:2019毒性标准的评价结果一致,但毒性单位分级评价法与TBI法判定的毒性程度存在差异。毒性单位分级评价法评价结果有助于聚焦土壤受损功能,算法简单,毒性标准可以统一,更具有推广应用价值。

基于成组生物毒性测试的PM2.5毒性

为了准确评估PM2.5的综合生物毒性,采用发光细菌急性毒性、斑马鱼胚胎急性毒性和体外人肺腺癌细胞(A549)毒性试验对常州市冬季雾-霾天、冬季正常天和夏季这3个时间段的PM2.5进行生物毒性评价,并结合大气理化指标进行分析.结果表明,3个时间段的PM2.5均表现出急性毒性或发育毒性.冬季雾-霾天、冬季正常天和夏季PM2.5对发光细菌的毒性单位(toxicity unit,TU)值分别为1. 74(有毒)、1. 19(有毒)和0. 92(微毒);对斑马鱼胚胎的TU值从大到小排列为:冬季正常天(TU=1. 14,有毒)、冬季雾-霾天(TU=0. 79,微毒)和夏季(TU=0,无毒);对A549的TU值为:冬季雾-霾天(TU=0. 61,微毒)>夏季(TU=0. 38,微毒)>冬季正常天(TU=0. 31,微毒).在发育毒性方面,除夏季PM2.5样品,其余2个时间段的PM2.5均对斑马鱼胚胎发育有影响,主要表现出心包囊肿、脊椎弯曲和尾部畸形.平均毒性(average toxicity,Av Tx)、毒性指数(toxic print,Tx Pr)和最敏感测试(most sensitive test,MST)综合毒性评价方法表明冬季雾-霾天和冬季正常天PM2.5均表现出有毒,夏季则表现出微毒,以冬季雾-霾天PM2.5样品的综合毒性最高.此外,3种测试生物对PM2.5污染物的敏感度排序为发光细菌>斑马鱼胚胎> A549.理化指标和生物毒性的相关性分析结果表明,PM2.5中所含的污染物对生物毒性效应产生影响,可为PM2.5生物毒性综合评价和人体健康风险评估提供依据.

厌氧-缺氧-好氧处理工艺的污水处理厂进出水的毒性评价

为了准确评估厌氧-缺氧-好氧(A2/O)处理工艺对废水毒性的削减效率,采用斑马鱼胚胎急性毒性实验、发光细菌急性毒性实验和小鼠L929细胞毒性实验进行测试,结合理化指标,通过毒性当量(TU)法、平均毒性(AvTx)法、毒性指数(TxPr)法、最敏感测试(MST)法和潜在生态毒性效应(PEEP)法对常州市6家污水处理厂(生活污水、综合废水、化工废水、制药废水)进水和出水的生物毒性进行了评价。结果表明,斑马鱼胚胎的毒性敏感程度最高,3种受试生物的毒性评价结果具有较好的一致性。理化达标的污水处理厂出水仍存在一定的生物毒性效应,出水毒性较大的是综合污水处理厂,排入受纳水体后可能会对周围的生态环境产生潜在的生态风险。A2/O处理工艺对各污水处理厂进水的毒性削减较好,其中对制药废水的毒性削减最高,AvTx、TxPr、MST和PEEP的毒性削减率分别为99.45%、99.64%、99.48%和69.66%。与AvTx、TxPr、MST法相比,PEEP法能够更综合地评价废水毒性。

制革废水和印染废水的综合毒性评估及鉴别

研究采用成组生物毒性试验(发光菌急性毒性、斑马鱼幼鱼急性毒性,斑马鱼胚胎发育毒性和小球藻急性毒性),结合理化指标,通过毒性单位、平均毒性(average toxicity,Av Tx)、毒性指数(toxic print,Tx Pr)、最敏感的测试(most sensitive test,MST)和潜在毒性效应指数(potential ecotoxic effects probe,PEEP)对不同工艺阶段印染及制革废水进行毒性削减评估.结果表明PEEP能兼顾废水排放量与毒性效应,更为客观地表征了废水综合毒性,PEEP评价结果显示制革废水和印染废水的毒性削减率分别达到36.8%和23.2%.最后,以发光菌作为受试生物,采用毒性鉴别评估(toxicity identification evaluation,TIE)技术,对印染废水进行毒性鉴别.结果表明,印染废水中主要的致毒物质为非极性有机污染,其次为可滤性化合物,然后是重金属、氧化性物质以及挥发性物质.