水质毒性检测技术及其发展趋势

发布时间:2017/5/11 14:58:00

  随着我国逐渐加大对环境治理方面的关注力度,使很多新型水质毒性检测技术在近年来得到不断发展。工业化水平的提高在造福社会经济发展的同时,也留下了严重的环境问题,由于化工企业等高污染企业对于水源排放的污染物毒性不断增强,使得水质毒性检测面临着更大的困难。当前阶段,水质毒性检测所具有的灵敏性已经得到了一定的提高,但化合物的毒性效应是所有组成物质拮抗作用或抑制作用的综合结果,所以单纯的化学物质的限定不能为水体的安全提供充分的保障。当前阶段,对于水质毒性的检测已经开始使用微生物反应的方法,通过微生物在检测水源中的存货状况以及变异情况,来判断水污染中毒性的含量,这种方法是当前水质毒性检测中比较常用的方法,并且在水资源保护与利用领域具有很广泛的发展空间。

  1 水质毒性检测研究概况分析

  当前阶段使用微生物方法对水污染情况进行毒性分析,是根据传统浮游生物、藻类植物对于水质情况发生变化后而产生的变化和反应进行判断,这种方法具有检验测试方法简单,对于污染物毒性检测的准确率高等特点。在使用微生物对水质毒性进行检测的过程中,生物在水质发生变化的情况下,微生物的生理结构以及生活习性会发生一定的环境变异,如微生物的新陈代谢、捕食以及趋光情况等都会在一个时间范围内发生变化,并且生物对于环境感知的灵敏性能够帮助检测人员更为准确地捕捉到水质变化的特点。在对微生物水质毒性情况的感知特点进行研究的过程中,大型蚤类生物在不是过程中出现死亡特征能够更为地判断出水质毒性情况。在藻类植物对随之毒性的检测过程中,通过使用氧电极的方法使藻类的光合作用情况发生改变,藻类植物在光合作用的同时会对水中有毒物质的情况进行客观反映,并且在对藻类进行氧电极方法促进光合作用的情况下,能够提升藻类植物的反应毒素的效率,从无激活状态下的96h缩短到24h以内,并且使藻类植物对水质毒素的敏感性辨别情况提升了一半以上。藻类植物的生长环境是处于海水之中,因此,藻类植物对于水质毒性的检测适合应用于海水检测中。

  另一种生物水质毒性检测方法是采用发光细菌的变种情况对水质情况进行检测,检测样本水质中需要通过添加含盐量的方式来使得水质近似于海水的状况,在这类小环境中对发光细菌进行培养,发光细菌在接触到水中毒性物质的情况下会对细菌的生长产生变异情况。在淡水水质毒性检测中也能利用发光细菌进行检测,发光细菌能够联合水中的毒性物质进行共同作用,并根据水中毒性的含量情况产生联感效应。发光细菌生物监测方法具有很强的水域适应能力,能够在野外原生环境下对自然水域的毒性情况进行检测。

  蚕豆根尖微核试验技术是当前用于水质毒性检测中比较成熟的检测方法,但由于蚕豆根尖在水质毒素检测的敏感效果不如以上生物检测方法,在对于水质毒性检测的情况还需要进一步提升,在检测质量和准确性方面还需要进行进一步探索,在对工业污水毒性检测中,该技术还需要对生物毒性的适应能力进行提升。

  2 水质毒性检测方法分析

  2.1 发光细菌毒性测试

  发光细菌对于水质毒性的检测需要参照标准试验方法,进行试验参数分析。发光细菌水质毒性检测试验的设备包括SHG-D生物发光测量仪,水温控制箱以及发光细菌培养基等。发光细菌培养可以借助乌贼个体作为培养器,对细菌进行提纯保存,在3%氯化钠溶液中进行发光细菌的培养,试验过程中需要采用的试剂包括100mg/L、10mg/L、1mg/L/0.1mg/L比例浓度的K2Gr2O7溶液。通过对不同浓度的K2Gr2O7溶液中进行光合作用测试,可以对发光细菌的发光程度进行规律总结,在对培养细菌个体器皿中加入培养液的比例,按照递减的顺序加入650mg/L、420mg/L、280mg/L、180mg/L、115mg/L、0mg/L的样本能够使细菌溶液出现两个对比样本,通过SHG-D生物化学发光测试仪对细菌的发光情况进行采样对比,能够对水中毒素物质的基本含量进行鉴定。

  2.2 斑马鱼水质毒性测试

  斑马鱼对于水质毒性的检测需要参照标准试验方法,进行试验参数分析。斑马鱼与试验器皿作为基本试验用具,在试验器皿中分别加入1000ml/L、100ml/L、10ml/L、1ml/L比例浓度的K2Gr2O7溶液,在24小时之内对投入一定数量的斑马鱼存活情况进行观察,根据浓度比例情况的不同,在溶液K2Gr2O7中,斑马鱼会出现死亡状况,而根据溶液浓度的不同,可以确定斑马鱼对水质毒性感知的敏感程度,同样在使用K2Gr2O7溶液:650mg/L、420mg/L、280mg/L、180mg/L、115mg/L、0mg/L在不同水质样本进行对比样本测试,实验过程中需要根据不同浓度比例斑马鱼死亡比例进行水质毒性浓度敏感度分析,可以就斑马鱼对水质毒性的敏感参数做出分析。

  2.3 大型蚤类水质毒性测试

  大型蚤类对于水质毒性的检测需要参照标准试验方法,进行试验参数分析。实验过程需要采用的器具有:大型蚤类生物、PH测量仪、温度计、电导仪和K2Gr2O7溶液,实验过程中分别就大型蚤类培养皿中加入浓度为1000ml/L、100ml/L、10ml/L、1ml/L比例浓度的K2Gr2O7溶液,再放入大型蚤类在培养皿中进行生存实验,根据培养皿中的大型蚤类活动过程中受到K2Gr2O7溶液的抑制情况来辨别大型蚤类对于K2Gr2O7溶液适应性生存的浓度。另一方面,也需要对不同对比浓度的培养液进行对比实验,分别采用4.03mg/L、2.25mg/L、1.5mg/L、0.88mg/L、0.54mg/L、0mg/L的浓度进行对比实验测试,从而得出大型蚤类受到K2Gr2O7溶液抑制情况的限度,根据实验参数,可以判断大型蚤类对水质毒素物质的含量感应的标准。

  3 水质毒性测试结果对比

  通过使用以上三种方法对水质毒性进行检测,抽取水质样品,对检测毒性的敏感程度进行排序对比,可以发现发光细菌检测方法>大型蚤类水质毒性监测法>斑马鱼水质毒性监测法,这三种方法对于水质毒性检测的敏感程度中,发光细菌法表现出来的检验特性更为活跃。

  每一种水质毒性检测方法的实验模型中,都采用了两种不同剂量的毒性递减对比,形成一组平行试验的过程。通过平行试验的对比原理,能够对生物毒性试验的毒性含量显示机理进行探明,根据水污中毒性物质的浓度,在已经测定的生物毒性检测数据以内可以对水质毒性程度进行性检验。