測定工業廢水的發育毒性范文

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1試驗

1.1樣品的采集

通過對江蘇省常州市各典型企業工業污水處理工藝流程、污水處理量以及排放情況進行現場走訪調研，選取8家工廠為采樣點。采集各工廠污水處理系統的進出水水樣，用棕色瓶分裝并貼好標簽，4℃下保存。

1.2工業廢水常規項目的測定

現場測量采樣點的常規理化數據(溫度、pH值、電導率等)，并將樣品帶回實驗室，按照《水質pH值的測定玻璃電極法》(GB6920－86)《水質化學需氧量的測定重鉻酸鹽法》(GB11914－89)《水質五日生化需氧量(BOD5)的測定稀釋與接種法》(HJ505－2009)《水質氨氮的測定納氏試劑分光光度法》(HJ535－2009)《水和廢水監測分析方法》(第4版)分別測定pH值、COD、BOD5、氨氮和電導率。

1.3工業廢水發育毒性的測定

1.3.1熱帶爪蟾胚胎的獲取挑選實驗室養殖的性成熟熱帶爪蟾15對，采用人工注射人絨毛膜促性腺激素(HCG)的方法誘導產卵，每對爪蟾各注射2次(初次注射20IU，36h后注射100IU)。待爪蟾抱對產卵結束后，從產卵較好的3對爪蟾中，挑選出達到NF10～11階段且發育正常的胚胎。

1.3.2暴露實驗采用ringer溶液作為對照組，與試驗組各設4個平行。在24孔板上試驗，每孔放入10個胚胎，加入3mL水樣。暴露條件:25℃多功能培養箱，24h后換液，記錄孵化個數，并將未孵化的胚胎挑出，48h后統計死亡個數。

1.3.3胚胎的觀察與分析將存活胚胎用100mg/LMS－222麻醉處理后固定于4%的甲醛溶液中。取出經固定的胚胎，在解剖鏡下觀察胚胎的發育狀況，用顯微照相系統(ZEISSAxioCamICc3)拍照。相關指標有4個:①孵化率(孵化出的幼體占受精卵的百分比);②存活率(胚胎在48h內存活個體數占孵化出總個體數的百分比);③體長(胚胎頭部至尾尖的直線長度);④畸形率(48h后胚胎畸形個體數占總存活個體數的百分比)。

1.3.4數據處理以每孔中的胚胎為一個平行樣，數據以平均值±標準差(SD)表示，n=4。用SPSS16．0分析差異性，其中所有百分比數據的差異性均先平方根，反正弦轉換后再用Tukey-test分析，方差齊時用Dunnett檢驗組間差異，不齊時用Dunnett＇sT3檢驗。

2結果

2.1工業廢水水質狀況

參照《太湖地區城鎮污水處理廠及重點工業行業主要水污染物排放限值》(DB32/1072－2007)和《污水綜合排放標準》(GB8978－1996)，通過對比8組水樣的進出水理化指標，發現經污水處理系統處理后，水質明顯好轉:S1、S2、S3和S4pH值分別由1．30、11．97、10．05和1．84恢復到了6～9之間;S3、S4、S5和S8的氨氮值以及S3、S7和S8的BOD5值均明顯下降，滿足達標排放標準;COD值也顯著降低，可S2、S3和S6的COD值均已超過太湖地區城鎮污水處理廠及重點工業行業主要水污染物排放限值，超標量分別為53．8%、36．2%和78．0%。

2.2污水處理系統進出水對熱帶爪蟾胚胎的影響

熱帶爪蟾胚胎測定污水處理系統進出水發育毒性。各進水水樣測定結果:S1、S2、S4和S6水樣中的胚胎均未孵化，S3的孵化率為27．5%，S5、S7和S8的胚胎全部孵化;S7的存活率為97．5%，其余點位全部死亡。各出水水樣測定結果:S1、S2和S4水樣中的胚胎孵化率為100%，S6水樣中的胚胎孵化率較進水水樣增加了7．5%;S8水樣中出水存活率與進水相比增加了25%，S5水樣中的胚胎也由進水的全部死亡變為全部存活。各點位水樣對胚胎造成不同程度的畸形，主要特征有色素減少、鰭變窄、泄殖腔膨大、體軸彎曲和眼睛畸形等，見圖1。進水中，僅S7有存活，畸形率為2．5%，與對照組相當。出水中，S2、S5和S7與對照相比無顯著差異，S1的畸形率為25%，S4和S8則分別達到了87．5%和58．3%，試驗表明，經過污水處理系統處理后，出水水質的整體狀況變好。

2.3熱帶爪蟾胚胎對工業廢水毒性的表征

在監測的8個點位中，進水水樣總體孵化率極低，表明未經處理的工業廢水具有很強的生態毒性，嚴重影響胚胎孵化。電子和電鍍行業廢水pH值過高或過低是導致胚胎均未孵化的主要原因。S5和S8的高氨氮也致使熱帶爪蟾胚胎在孵化后全部死亡。S6較S7的各項理化指標值均較低，胚胎孵化率卻分別為0和100%，這可能是S6(印染企業)的進水中含有較多難降解有毒污染物所致。污水經處理后，S3和S6的出水存活率依然為0，這與出水中較高的COD和BOD水平有關。S1、S4和S8出水胚胎畸形率較高，表明廢水經污水系統處理后依然具有較強的毒性，而理化指標卻顯示水樣治理效果良好，已達到排放標準。S1和S4出水理化指標值較低，卻產生了較高的胚胎畸形率，表明出水水樣中可能含有未列入監測范圍的有毒污染物，因此常規理化監測有時無法反映廢水的毒性。鄒葉娜等采用成組生物毒性測試(包括發光細菌急性毒性實驗、大型溞急性毒性試驗和單細胞凝膠電泳試驗)研究了常州市典型企業污水處理廠進出水的綜合毒性，同樣表明理化指標達到排放標準的出水，卻仍然具有較大的急性毒性和遺傳毒性。這些工廠的廢水直接排入城市河道，勢必會對城市水生生態系統和水質安全產生威脅。綜上所述，S3、S4、S6和S8的出水發育毒性明顯大于其他各樣點，毒性大小順序為S6＞S3＞S8＞S4。S3、S4和S6分別為啤酒、電鍍和印染工業，盡管我國也制定了相應的行業污染物排放標準，可相應的理化指標并不能反映出廢水排放到自然環境中對生物的綜合毒性。熱帶爪蟾胚胎檢測結果利用胚胎孵化率、死亡率、畸形率以及畸形類型等指標可以對不同點位的工業廢水水樣進行毒性表征。

2.4熱帶爪蟾胚胎在工業廢水監測中應用的可行性

目前我國仍沒有工業廢水毒性測試方法及毒性排放控制標準。雖然，利用生物檢測技術評價工業廢水的毒性已有大量試驗基礎，但仍需篩選多種代表性敏感水生生物才能更加客觀準確地評價廢水毒性。FETAX對低濃度的污染物表現出較強的敏感性，已作為評價化合物發育毒性的有效方法，被用于多種不同類型環境樣品的生態毒性檢測，為工業廢水的毒性檢測提供了一種快速有效的毒性監測方法。此外，已有研究表明，不同的污染物導致熱帶爪蟾胚胎畸形現象也不一樣，且某些污染物能導致爪蟾胚胎產生獨特的畸形表型，如用環境濃度三丁基氯化錫(50ng/L～400ng/LTBTCl)對熱帶爪蟾胚胎進行24h，36h和48h暴露能夠導致胚胎眼睛異常、泄殖腔突出和鰭變窄等多種畸形現象。隨著對不同污染物致畸機制的深入研究，熱帶爪蟾胚胎的畸形表型可為污染物識別提供幫助。盡管將熱帶爪蟾胚胎應用于工業廢水的生物監測尚處于起步階段，但其所需要的時間短、經濟成本低，暴露48h便可獲得各項評價指標，操作簡便易行，表現出巨大優勢。目前，僅參照現有的指標無法進一步區分不同工廠污水的水質狀況，在以后的研究中應考慮將畸形指標量化、各個類型的畸形程度等級化，并結合不同器官的致畸權重系數評判致畸等級。總之，熱帶爪蟾作為一種評價環境樣品毒性的生物已得到越來越多的認可，隨著熱帶爪蟾模式生物在各領域研究的發展，其在工業廢水監測中的應用也會更加廣泛深入。

3結語

運用熱帶爪蟾胚胎檢測常州8家典型行業工業廢水的發育毒性，結果熱帶爪蟾胚胎對不同點位水樣具有表現出不同毒性的效應，可以較好地應用于廢水發育毒性的檢測。單純的理化指標已不能滿足當今水質評價的要求，將理化檢測與毒理學檢測相結合，是綜合評價水體質量的有效方法。（本文來自于《環境監測管理與技術》雜志。《環境監測管理與技術》雜志簡介詳見.）

作者：楊紅偉黃宏朱靜敏胡玲玲吳粒鉸薛銀剛單位：上海海洋大學海洋科學學院華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室常州市環境監測中心