地表水中急性毒性检测方案(水质毒性分析)

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第29卷 第3期2013年6月Vol. 29 No.3Jun. 2013中 国 环 境 监 测Environmental Monitoring in China 李继影等：京杭运河苏州段)水质急性综合毒性研究57 京杭运河苏州段)水质急性综合毒性研究 李继影'，吴昕贤?，徐恒省'，王亚超' 1.苏州市环境监测中心站，江苏苏州215004 2.苏州太湖国家旅游度假区农业发展局，江苏苏州215166 摘 要：从2009年3月至2010年10月对京杭运河(苏州段)的4个监测断面进行了水质急性综合毒性和地表水主要理化项目的调查，结果表明：京杭运河(苏州段)水质急性综合毒性基本处在低毒水平，各断面基本呈现水质急性毒性水平枯水期>平水期>丰水期的规律，水质急性综合毒性测定结果基本与同步理化监测结果一致。 关键词：京杭运河；水质；急性；综合毒性 中图分类号：X832 文献标志码：A 文章编号：1002-6002 2013)03-0056-04 Study on the Toxicity of Water of Jing-Hang Canal Suzhou) LI Ji-ying，WU Xin-xian’，XU Heng-sheng，WANG Ya-chao 1. Suzhou Environmental Monitoring Centre，SuZhou， 215004， China 2. Agriculture Development Bureau of Suzhou Taihu National Tourism Vacation Zone， Suzhou 215166， China Abstract： Jing-Hang Canal Suzhou) is an important line for transportation on water in Suzhou area. From Mar. 2009 to Oct.2010， we investigated acute toxicity using luminescent bacteria) and the physical-chemical properties of four monitoring cross-section in the canal. The results indicated that the acute toxicity level of Jing-Hang Canal Suzhou) was mostly in low level. Themonitoring cross-sections showed that the acute toxicity level was highest in low-flow period，second high in mean-flow period andlowest in high-flow period. Results from the acute toxicity study and physical-chemical study were in good accordance. Key words：Jing-Hang Canal； water quality；acute toxicity； comprehensive toxicity 近年来突发性水质污染事故频发，污染物进入水体，将给人民群众的健康和水生生态环境带来威胁，迅速有效地开展应急监测，是进行有效应急处置的前提。在流动水体中，定位污染团位置、确定污染带扩散范围，需要综合多种监测技术和监测手段，应急毒性检测技术可以在水污染事故中较快地测定出水体急性综合毒性，有助于对污染进行综合评价3. 京杭运河是我国南北水上交通的大动脉，被称为仅次于长江的第二条“黄金水道”。而京杭运河苏州段)长约82km，则被喻为“流动的沪宁高速公路”。该河段西起苏锡两市交界的沙墩港，南至江浙两省交界的王江泾，流经区域均为经济高度发达地区，承担着繁忙的水上运输、沿岸生活生产污水，因此承载了巨大的水质综合污染的风险45] 文章采用发光细菌的急性毒性试验对京杭运河苏州段)水质进行监测，并结合水体理化指标 进行相关性分析，综合平定京杭运河苏州段)水质状况，为水质应急与日常毒性评估、河流综合污染毒性标准制定提供科学依据69 材料与方法 1.1 方法 水质急性综合毒性测定参照《水质测定水样对于费氏弧菌的发光抑制效应测定发光细菌试验)》 4SO 11348-3—2007)，理化部分按《地表水环境质量标准》 GB 3838—2002)基本项目24项的分析方法测定=010-16] 1.2 材料 Deltatox 便携式毒性检测仪美国SDI)、费氏弧菌 (Vibrio fischeri)海洋发光细菌美国SDI)、测试专用试管、移液器、菌种复苏液、渗透压调节液、9.7 mg/L 的ZnSO·7H，0 溶液、理化指标所需相关材料。 ( 收稿日期：2011-08-09；修订日期：2011-09-16 ) ( 基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项 2008ZX07313-007)；江苏省环境监测科研基金0804) ) ( 作者简介：李继影(980-) ， 女，安徽阜南人，硕士，工程师. ) 1.3 取样 根据地表水的采样断面设置方法，共设4个采样点见图1)，分别是望亭上游、浒关上游、轻化仓库和尹山桥。采样时间为2009年3月至2010年10月，每月月初采集地表水水样，同时测定发光细菌水质急性综合毒性和地表水环境质量标准24项基本项目17-20。水期划分：枯水期(2-3月)、平水期4—5月、10-11月)、丰水期6一9月)。 图1 京杭运河苏州段)地表水监测断面布设示意图 1.4 测定 研究考虑浑浊和样品pH对毒性检测结果的影响，因此在测定前不对样品进行特殊的处理离心、调节pH、稀释去色等)。 1.4.1 菌液的复苏 以测定一个样品为例，取-20℃保存的费氏弧菌 Vibrio fischeri)海洋发光细菌1支，加入菌种复苏液300 p.L，复苏15 min。 1.4.2 对照和样品的准备 准备6支测试专用试管，分置试管架两排，一排3支试管分别加入菌种复苏液阴性对照)、9.7 mg/L的硫酸锌溶液阳性对照)、样品1000pL，在硫酸锌溶液和味品液液加入100 pL渗透压调节液，混匀以保证这两者的盐度与阴性对照一致。将复苏好的菌液分别加入另外一排试管中，每支100 p.L。 1.4.3 发光强度的测定 开启 Deltatox 便携式毒性检测仪，设定为B-Tox模示标准模式，考虑每管发光强度的差异)。先测定3支发光细菌菌液管的初始发光强度，测定完毕后分别按阴性对照、阳性对照和样品液的顺序各取900 pL加入含菌液试管中，混匀。操作毒性检测仪自动计时15 min，计时结束后，再依次按菌液初始发光强度阴性对照、阳性对照 和样品液的顺序)测定最终发光强度。 1.4.4 结果的计算方法 全部测定完毕后，毒性检测仪将样品发光强度和对照发光强度自动换算成“光损失百分比”CLight Loss%)或“光增益百分比” LightGain%)。计算公式如下： Light Loss%=1-[s，xC )/ S，xc， )]}x100仪器界面以↓表示，报告为负%) Light Gain%=1- [S，xC)/S，xC)]}×100仪器界面以↑表示，报告为正%) 式中，C 为控制样本在0时刻的光读数；C为控制样本在t时刻的光读数，t=15 min；S，为测试样本在0时刻的光读数；S，为则试样本在t时刻的光读数，t =15 min。 1.4.5 评价方法 试验结果通常采用相对发光率率)来表示，其评价标准参照工业废水发光细菌急性毒性百分数等级标准判别水环境毒物污染水平21-26表1)。 表1 水质急性综合毒性的分级标准 毒性等级 相对发光率L) 毒性级别 L>70% 低毒 Ⅱ 50%平水期>丰水期。 2.2 京杭运河苏州段)发光细菌水质急性综合毒性和理化监测比较 采用 SPSS Statistics 12. 0 对 2009—2010年京杭运河苏州段)各断面发光细菌水质急性综合毒性和理化监测结果进行 Pearson 相关性(值)分析，结果见表2。 表2 京杭运河苏州段)水质相对发光率和理化监测 SPSS统计结果表 相对发光率L 项目 水温 溶解氧 高锰酸盐指数 锌 氟化物 硫化物 Pearson Correlation 0.213° -0.227** -0.350** -0.221° -0.185 -0.763** Sig. 2-tailed) 2-tailed) 0.013 0.008 0.000 0.046 0.045 0.001 N 136 136 136 82 118 16 注：表示在0.05双侧)水平上存在显著相关，**表示在0.01双侧)水平上存在显著相关。 相对发光率和水温呈正相关关系，和溶解氧、高锰酸盐指数、锌、氟化物、硫化物呈负相关关系，但旦有化物=-0.763，属于0.5≤lrl<0.8，中度相关；『高锰酸盐指数=-0.350，属于0.3≤lrl<0.5，低度相关。这说明在此研究阶段，相对发光率和硫化物浓度表现出一定的线性关系，和其它理化指标的关系需要采用综合污染指数来判别。 选择易于参加综合污染指数计算以及结果检出率在90%以上的项目作为综合污染指数计算的指标。确定的项目为溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总磷、氟化物计7项，此7个项目也是常用于河流污染监测的评价指标。综合污染指数P)按水期划分与对应的相对发光率L)数值表见表3. 表3 京杭运河苏苏段)水质急性综合毒性和理化综合污染指数对照表 断面 相对发光率L) 综合污染指数 P) 丰水期 平水期 枯水期 丰水期 平水期 枯水期 浒关上游 87.5% 78.3% 76.6% 0.408 0.429 0.530 轻化仓库 88.4% 80.1% 72.8% 0.399 0.442 0.475 望亭上游 87.8% 85.7% 72.0% 0.451 0.433 0.533 尹山桥 87.8% 82.3% 84.4% 0.472 0.489 0.515 注：综合污染指数P：.1 P，P：=C某污染物浓度/S，某污染物标准：标准按照国家地表水环境质量标准 GB 3838一2002)IV类执行。 从上表看，各断面在丰、平、枯水期的水质相 对发光率)>70%。属于低毒级别，综合污染指数 P)<0.8，属于合格范围。对上述数据采用SPSS Statistics 12. 0 进行 Pearson 相关性(值)分析，在a=0.05的显著性水平下，r=-0.576，属中度相关，表明两者具有一定的线性负相关关系，综合污染指数越高的断面，水质急性综合毒性也越强：水质急性综合毒性测定结果基本与同步理化监测结果一致。 3 结论 1)利用发光细菌法测试京杭运河苏州段)水质急性综合毒性，各断面基本处在低毒水平，望亭上游、浒关上游和轻化仓库断面在枯水期出现6次中毒和1次高毒水平。 2)京杭运河苏州段)4个断面水质急性综合毒性水平相差不大，余尹山桥断面枯水期急性毒性水平略低于平水期外，其余3个断面均呈现水质急性毒性水平枯水期>平水期>丰水期。 3)通过对发光细菌水质急性综合毒性和理化监测结果进行相关系分析，结果表明水质急性综合毒性和理化指标之一的硫化物浓度呈现出一定的线性正相关关系，与综合污染指数也呈现出正相关关系，水质急性综合毒性测定结果基本与 同步理化监测结果一致。 4)发光细菌法能够在很短的时间内迅速得出水质毒性的综合信息，并且其相对发光率与部分污染物的浓度呈较好的相关性，而且该方法能更好地从生物毒性方面反映出水质污染状况，对于水质现状分析评价能有较强的说服力。 5)发光细菌法作为一种生物检测手段，在对未知污染物的毒性判读和污染物动态变化的快速监测方面，具有理化检测无法比拟的优势，对控制环境毒物污染和强化工业污染源的管理很有裨益，并且能够为突发性水环境污染事故后期应急监测和处置工作的快速、有效开展提供依据。 ( 参考文献： ) ( [1]徐亮，钟声. 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All rights reserved. http：//www.cnki.net     近年来突发性水质污染事故频发，污染物进入水体，将给人民群众的健康和水生生态环境带来威胁，迅速有效地开展应急监测，是进行有效应急处置的前提。 在流动水体中，定位污染团位置、确定污染带扩散范围，需要综合多种监测技术和监测手段，应急毒性检测技术可以在水污染事故中较快地测定出水体急性综合毒性，有助干对污染进行综合评价。    京杭运河是我国南北水上交通的大动脉，被称为仅次干长江的第二条 “黄金水道” 。而京杭 运河苏州段）长约82 km, 则被喻为 “流动的沪宁高速公路”。该河段西起苏锡两市交界的沙墩港，南至江浙两省交界的王江泾，流经区域均为经济高度发达地区，承担着繁忙的水上运输、沿岸生活生产污水，因此承载了巨大的水质综合污染的风险）。    文章采用发光细菌的急性毒性试验对京杭运河（苏州段）水质进行监测，井结合水体理化指标进行相关性分析综合评定京杭运河苏州段）水质状况，为水质应急与日常毒性评估、河流综合污染毒性标准制定提供科学依据。方法水质急性综合毒性测定参照《水质测定 水样对干费氏弧菌的发光抑制效应测定（发光细菌试验）》ISO 11348 . 3—2007), 理化部分按《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)基本项目24项的分析方法测定。材料Deltatox 便携式毒性检测仪，费氏弧菌(Vibrio Fischeri)海洋发光细菌，测试专用试管、移液器、菌种复苏液、渗透压调节液、 9.7 mg/L 的 ZnSO4 •7H20溶液、理化指标所需相关材料。 结论1) 利用发光细菌法测试京杭运河苏州段水质急性综合毒性，各断面基本处在低毒水平，望亭上游、浒关上游和轻化仓库断面在枯水期出现6次中毒和1次高毒水平。2) 京杭运河苏州段4个断面水质急性综合毒性水平相差不大，除尹山桥断面枯水期急性毒性水平略低干平水期外，其余3个断面均呈现水质急性毒性水平枯水期＞平水期＞丰水期。3) 通过对发光细菌水质急性综合毒性和理化监测结果进行相关系分析，结果表明水质急性综合毒性和理化指标之一的硫化物浓度呈现出定的线性正相关关系，与综合污染指数也呈现正相关关系，水质急性综合毒性测定结果基本与同步理化监测结果一致。4) 发光细菌法能够在很短的时间内迅速得出水质毒性的综合信息，并且其相对发光率与部分污染物的浓度呈较好的相关性，而且该方法能更好地从生物毒性方面反映出水质污染状况，对于水质现状分析评价能有较强的说服力。5) 发光细菌法作为一种生物检测手段，在对未知污染物的毒性判读和污染物动态变化的快速监测方面，具有理化检测无法比拟的优势，对控制环境毒物污染和强化工业污染源的管理很有裨益，并且能够为突发性水环境污染事故后期应急监测和处置工作的快速、有效开展提供依据。