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近年来,水体污染事件频频发生,已经对居民生活和生态环境造成了严重的危害,很多水污染事件之所以得不到及时有效的控制,究其原因,是不能在第一时间确定水体受污染的程度,以便制定最为合理的污染治理方案,因此开发高效、便捷、迅速、准确的水质毒性测试方法迫在眉睫。发光海藻在受到扰动或外界环境发生变化,如受到污染物污染时,海藻的发光量会发生变化,根据海藻发光量变化与污染物浓度水平的响应关系就可以确定污染物的污染程度,从而确定受污染水体生物毒性的大小。Dinoflagellates是发光海藻毒性测试的常用物种,国外对Dinoflagellates水质毒性测试方法的研究较多。鉴于Dinoflagellates生物毒性测试方法尚处于起步阶段,缺少各种污染物相应的毒性评价标准,在国内应用的可靠性与可行性也尚未得到验证,本研究利用美国海军研发的高新技术QwikLiteTM200测试Dinoflagellates发光量变化,应用Dinoflagellates对重金属和有机物的响应关系评价水体污染程度,并将该方法用于实际水体的生物毒性测试,结合化学分析结果,创新性采用毒性单位法确定主要污染物,为研究区域的水体污染治理提供参考,并探讨应用Dinoflagellates测试实际水体生物毒性的可行性。
藻类发光影响因素分析结果表明:应用Dinoflagellates生物毒性测试方法,藻类的最佳测试浓度为3000个/ml;pH对Dinoflagellates发光影响不显著,当待测水体的pH值在4-9范围内,可以不调节pH值直接测定水质生物毒性;Dinoflagellates不易受水体中营养物质影响,COD浓度变化对Dinoflagellates发光影响不大,影响因子等于或略小于1;天然水体中8种重要离子对Dinoflagellates发光影响较小,模拟天然水的生物毒性测试CV值较低,Dinoflagellates可以直接应用于天然水体的生物毒性测试;城市污水中NO2-、NO3-、H2PO4-在正常浓度范围内不会影响Dinoflagellates的发光情况,但是NH4+对Dinoflagellates较敏感,在较低浓度下即显示出很强的毒性。
重金属和有机物毒性评价结果表明:单一重金属的生物毒性Hg2+>Cu2+>Cd2+>As5+>Pb2+>Cr6+;2种、3种和4种重金属联合毒性基本以协同作用为主,个别有拮抗现象;考虑影响因素,pH值对Hg2+和Cu2+的生物毒性有较大影响,测定这两类离子时需扣除pH值的影响;COD浓度变化对Cu2+、Cr6+的生物毒性影响不大,较高的COD浓度对Hg2+、Cd2+有显著的负影响,测试时需做背景扣除;受有机物水溶性不高,且易于挥发等特性影响,Dinoflagellates评价有机物生物毒性效果并不理想。
实验还对A/O污水处理单元的进出水毒性进行评价,结果显示:A/O污水处理单元的处理效果较好,经过一级A/O处理后生物毒性即得到显著降低,而且好氧处理优于厌氧处理;在湖南资江流域(冷水江段),锑矿区冶炼厂周围的河水生物毒性较强,与Cd、As和Sb的浓度有较好的相关性;地下水水质状况良好,除18和23号采样点的As、Sb污染比较严重外,其他各点均未显示出明显的生物毒性;矿区废水的生物毒性较强,排污口废水、矿井渗漏水和砷碱渣渗漏水的相对发光强度均低于15%,污染程度严重;辽东湾营口河口的水体沉积物有10个采样点显示出较强的生物毒性,但并不与各点的重金属和有机物浓度完全相关,由于水动力作用,入海口处采样点的生物毒性明显高于其他采样点。
由实验结论不难看出,应用Dinoflagellates评价水体生物毒性,敏感性好,响应范围窄,稳定性高,准确性好。Dinoflagellates是生物毒性测试的良好物种,利用Dinoflagellates评价水质毒性的方法具有广阔的应用前景。