废水急性毒性测定及评价中的不确定性研究及其改进方法

目前,我国针对废水处理及排放的环境影响评估体系逐渐向生物毒性综合指标完善,然而传统的评价方法可能存在错误的接受和错误的拒绝2种风险,根据“检测和校准实验室能力认可准则”(CNAS-CL01:2018)的要求,实验室在进行合格判定时,应考虑相关的风险水平。为研究分析废水急性毒性评价中存在的风险,采用发光细菌法测试废水急性毒性,选取接近排放限值的制药废水样品,进行测量不确定度评定,并依据“产品几何量技术规范(GPS)工件的测量检验和测量设备第1部分:按规范检验一致性或不一致性的判定规则”(ISO 14253-1:2017)有关合格判定的思路,对废水急性毒性评价中的合格区、不确定区和不合格区进行研究。结果表明,废水急性毒性评价中,合格区、不确定区及不合格区会随着标准曲线|r|值和测量精密度的变化而变化,随着|r|值的降低或精密度的降低,合格区会变小,不确定区会变大,这导致了无法通过设置“保护带”的方法降低误判风险,对废水急性毒性评价的准确性造成了极大的影响。为准确开展废水急性毒性的测试与评价,可采用双样本t检验,通过比较废水样品的相对发光度与0.07 mg·L^(-1)氯化汞溶液的相对发光度来判断废水急性毒性是否合格,当废水样品的相对发光度≥0.07 mg·L^(-1)氯化汞溶液的相对发光度时,废水急性毒性合格,否则不合格。本研究通过开展方法的不确定度研究,阐明了现行国标分析方法及废水急性毒性评价方法存在的局限性,并提出了改进方案,为废水急性毒性的科学评判提供了重要依据。

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。

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。

发光细菌的生理特性及其在环境监测中的应用

就发光细菌的生理特性、发光细菌毒性试验在环境监测中的应用及该技术的新进展３个方面进行了较为全面的概述；评价了发光细菌毒性试验的特点，提出了该技术今后的发展方向；可以预见它将成为环境监测的重要手段。

底泥疏浚对湖泊沉积物的生态毒性效应的影响

采用淡水沉积物质量基准和微生物毒性试验方法，对疏浚前后五里湖沉积物提取液和全底泥沉积物的生态毒性进行了研究与分析，结果表明，疏浚后，沉积物中各重金属污染物的总体含量均显著降低，但是铬、铅和镍的含量仍然分布在阈值效应低值（TEL）和可能效应水平值（PEL）之间的灰色区域，仍可能对水体生态系统产生不良影响；疏浚后1个月，沉积物提取液中发光菌发光试验的EC50值降低约50％，毒性增加近1倍；与疏浚前相比，全底泥沉积物的细菌毒性试验的EC50值降低11％-30％；全底泥月芽藻毒性试验的EC50值也有显著降低。

检测水中急性毒性污染物的发光细菌光纤传感器的研究

水中有毒污染物的快速现场监测对于保障水环境安全具有重要意义,本研究开发了一种快速、灵敏、简便的监测水中污染物急性毒性的光纤生物传感器.该传感器由固定了明亮发光杆菌的光纤探头构成,生物发光信号经光纤传输到检测系统.采用海藻酸钠作为固定化凝胶,试验了海藻酸钠和CaCl2的浓度、固化时间、pH、保存条件等因素对凝胶和发光细菌的影响.优化后的传感器制备方法是在光纤探头上,用3%海藻酸钠在3%CaCl2溶液中固定Photobacterium phosphoremT3菌15 min,制备好的传感器保存于3%NaCl溶液中.应用开发的传感器检测了Zn2+、NH3、硝基苯和甲酚4种典型污染物的剂量-效应曲线,通过计算确定了其EC50分别为:5.1、10.2、70.4、77.0 mg.L-1.通过与发光细菌标准方法的比较实验表明,发光细菌光纤传感器与标准法具有良好相关性,能反映水中污染物的总毒性.而传感器由于容易保存和携带,适合现场监测.

利用发光菌快速检测环境污染物急性毒性的研究概况

为探讨更为适用的环境污染物急性毒性的检测方法 ,在文献调查的基础上 ,对发光菌检测环境污染物急性毒性的方法 (简称发光菌法 )进行了概述 ,并就发光菌法的原理 ,国内外现状和发展前景做了较为详尽的说明。分析结果显示 ,发光菌法具有相对灵敏、快速、简便、便宜的优点 ,但也存在再现性不佳 ,有一定误差等缺陷。随着现代仪器和光电子技术在分析领域中迅速发展 ,发光细菌毒性试验 (L .B.T)技术和气相色谱法 (GC)、气相色谱 /质谱法 (GC/ MS)及荧光、紫外等大型分析仪器相结合 ,为更加准确。

不同条件对2种发光菌毒性测试的影响研究

文章通过研究2种发光菌在不同条件下对4种毒物的毒性大小,寻找不同条件对发光菌毒性测试的影响。研究发现费氏弧菌的最佳测试条件为25℃、培养时间为15~22 h之间,对于鳆鱼杆菌则为25℃、培养时间为18~22 h之间。重金属毒性物质对2种发光菌的毒性随着温度的上升而增大,在25℃时最大,随后趋于稳定或者略有降低;有机酚类对2种发光菌的毒性随着温度的升高而降低;重金属对2种发光菌的毒性随着pH的升高而增大,有机酚类物质对2种发光菌的毒性随着pH的升高而降低;实验表明营养盐水平的差异不会对2种发光菌的毒性测试造成显著差异。

A^2O工艺削减城市污水毒性的能力评估

依次改变A2O系统的水力停留时间、泥龄和混合液回流比,并使用发光菌毒性测试法对系统各反应单元的进、出水毒性进行了测试,从而首次从毒性削减角度对A2O工艺进行了评估,同时对部分工艺运行参数进行了优化选择。试验结果表明:A2O工艺对城市污水的毒性(以发光菌抑光率表示)有较好的削减能力;在温度为25℃、污泥回流比为100%的情况下,最佳的工艺运行参数为水力停留时间(HRT)=12.5 h、泥龄(SRT)=15 d、混合液回流比(r)=100%,此时NH3-N、SS、COD的去除率分别达到90.05%、77.17%、80.02%,毒性削减率也达到82.17%,其中厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池各段毒性削减量分别占毒性总削减量的16.29%、7.58%、52.01%、24.12%。

发光细菌法在水质监测中的应用

详细叙述了发光细菌的生理特性及其应用原理 ,与其它生物监测方法相比具有快速、简便、灵敏等特点 ,重点评述了发光细菌法在工业废水以及水域水质毒性监测中的应用情况 ,其测试结果与传统的鱼类毒性试验结果具有良好的相关性 ,实际应用方便可行。同时 。

利用化学分析和生物毒性监测方法综合评价污水污泥环境影响的研究

利用化学分析和发光细菌生物毒性联合检测方法评价了上海地区7处污水处理厂污水污泥(分别用S1～S7表示)中主要污染物水平和毒性大小。结果表明,污水污泥样品S5和S7的重金属超过CJ/T 309—2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》标准和全国平均水平,主要超标重金属为Cd、Hg和Cu;污水污泥中多氯联苯、有机氯农药和二英类含量与组成则处于安全水平;样点S1～S6的多环芳烃(PAHs)平均含量低于CJ/T 309—2009中A级标准与欧盟和美国关于污水污泥的土地倾倒标准,但样点S7的w(ΣPAHs)达到34.61 mg·kg-1,超过CJ/T 309—2009最高允许限值的6倍。污水污泥浸出液化学分析结果表明,PAHs和重金属含量低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》和欧盟EN 12457.2—2002《废弃物表征浸出颗粒废弃物和污泥浸出一致性试验》标准,但所有样点的溶解性总有机碳均超过欧盟EN 12457.2—2002标准。发光细菌综合生物毒性结果表明:样点S3的综合毒性最高,S1、S6和S7次之,S2、S4和S5较低,以生活污水为主要来源的污水污泥的综合生物毒性较高。该结果可为污水污泥的后续处理和处置提供基础数据。

发光细菌在渔业水域污染物急性毒性快速检测中的应用

以明亮发光杆菌为指示生物，对渔业水域中污染物的急性毒性进行了检测，同时研究了PH值、温度对试验结果的影响。研究表明，发光细菌毒性试验是一种快速、简便的毒性测试方法，在温度20～30℃,pH6.0～9.0条件下所进行的测试，其结果与鱼类毒性试验可以互相替代。

饮用水水质标准中14种限制物质综合毒性研究

为了研究生活饮用水中低剂量污染物质对人体健康的影响,应用淡水发光细菌青海弧菌Q67检测了用生活饮用水卫生标准(GB5749—2006)限制检出的14种物质配制的混合液在不同pH值时的毒性及其不同稀释度对发光细菌发光抑制的动力学曲线。同时,为了探寻多元混合物的联合毒性对发光细菌作用的机制,分别测定了14种物质中的氯化铜、氯化锌和重铬酸钾对发光细菌的单一毒性的EC_(50),以及等浓度配比和等毒性配比的二元混合体系的联合毒性,采用相加指数法对其联合毒性效应进行了评价,同时采用统计学方法二次2因子回归通用旋转组合实验设计研究了二元混合体系的联合毒性作用。结果表明,14种限制检出物质的混合液对发光细菌有明显的抑制作用;3种重金属化合物的等浓度比和等毒性比二元混合体系的联合毒性作用结果一致,氯化铜与重铬酸钾呈拮抗作用,氯化铜与氯化锌、氯化锌与重铬酸钾均为协同作用;而采用统计学方法在本文条件下可得出:3种二元混合物的毒性效应,其相互影响因它们浓度而异。研究表明14种限制检出物质,尽管它们的浓度均符合国标有关限制浓度值,但他们共存时的联合毒性十分显著,可能对生物和人体有害。

基于发光细菌的细颗粒物(PM_(2.5))可溶性提取液综合生物效应测试方法及其应用

为科学评估PM_(2.5)对生物体综合生物效应,研究建立了利用费氏弧菌检测PM_(2.5)水溶性提取液的毒性测试方法,确立了PM_(2.5)样品提取液发光细菌毒性测试实验质量控制办法。对春节烟花爆竹燃放和沙尘污染过程的PM_(2.5)实样测试表明:烟花爆竹燃放期间的PM_(2.5)样品提取液发光抑制率值与微量金属元素等有毒有害组分浓度显著相关;沙尘污染期间的PM_(2.5)样本提取液中地壳元素浓度和发光抑制率值显著不相关。

发光菌毒性实验在本科实验教学中的探索

利用发光菌的生物毒性实验能对环境水体中的污染物质进行较快速、简便地监测与评价其毒性程度。在环境专业本科实验教学中开展发光菌毒性实验的探索,学生通过参与实验准备工作、进行实验设计、开展实验、撰写实验报告及分析总结等各环节的锻炼,既理解与掌握了发光菌毒性实验的基础理论知识,又培养了结合实际情况综合分析问题的能力,同时,激发了学生的学习热情,启发了学生的创新思维,提高了学生综合能力。

发光菌法测定医疗机构废水生物毒性

利用费舍尔弧菌为菌种,结合粪大肠菌群的测定,对医疗机构排放的废水进行综合测试。监测结果均符合相应的标准限值要求,但具有一定的生物毒性,对发光菌具有一定的生物抑制率。传染病和结核病医疗机构的废水生物抑制率最高,达44.7%和49.8%;中医医疗机构废水的抑制率最低,为8.1%。实验结果表明,发光菌法可应用于医疗机构废水生物毒性的测定。

生物毒性在线监测方法在苏州水源地预警监测中的应用研究

使用明亮发光杆菌作为发光体,在苏州市饮用水源地建立了生物毒性在线监测方法。详细介绍了方法原理及检测过程,通过在线集成实现了连续自动监测,在性能测试、方法比对、毒物测试、相关性分析等方面进行了研究,分析三年连续运行数据确定了本地水样的静态及动态报警限。结果表明,采用生物毒性在线监测方法对传统预警技术进行补充,可以有效弥补水质综合性评估的不足,满足饮用水源地水质在线监测需求。

发光细菌测试技术在黄河水质评价中的应用

以黄河水体为试验载体,选取河流典型有毒化合物,进行了一系列生物综合毒性监测模拟试验,结果表明:黄河干流水体经过简单处理后,完全满足费歇尔弧菌水体综合毒性监测的要求;该发光细菌对环境典型的污染物具有很好的灵敏性,能很好地反映出毒性大小以及给出毒性物质对水中生物的综合影响,快速准确地反映出不同毒性物质间的协同作用;该方法操作简单、选择性强、速度快、结果可信度高,对河流水质分析评价具有很强的说服力,在黄河水环境监测管理中有广阔的应用前景。

生物毒性测试在环境与健康综合监测中的应用

环境与健康监测是针对环境中有毒有害污染物污染特征和水平,对人体及相关生物健康的影响,及其两者间关系开展的系统监测。文章介绍了环境健康领域在我国的监测评价技术现状和发展方向,重点分析了生物监测技术,尤其是生物毒性测试技术在环境健康综合监测中的应用;总结了毒性测试技术的特点、在化学品、工业废水、环境水体、饮用水等各类水体中的应用研究情况。为加快我国环境健康综合监测体系的建立和完善,建议开展生物测试技术的应用,以更好支撑环境与健康风险的管理和决策。

发光细菌法检测经次氯酸钠处理的模拟压载水的生物毒性

应用发光细菌法检测了经次氯酸钠处理的压载水的生物毒性,制备了模拟海水并用于试验中。在模拟压载水样中加入人工孵化的卤虫作为水生物活体,用明亮发光杆菌T3小种作为检测用的发光菌。取压载水样多份,分别用不同有效氯浓度(5,10,20 mg.L-1)的次氯酸钠处理不同的时间(2,6,16,24 h)。在处理过程中每隔6 h检测其有效氯,要求始终保持有效氯在设定的浓度。处理结束后,用滤网除去水中的残留虫体,并加入硫代硫酸钠使残余氯还原。定量分取此溶液,按国家标准GB/T 15441-1995中所述方法测定其发光强度。试验结果表明:当用有效氯浓度为10 mg.L-1的次氯酸钠,经6 h以内的时间处理的压载水具有最低的生物毒性。