閔行區(qū)重點(diǎn)河道生物毒性監(jiān)測(cè)與分析

顧佳萍

（上海市閔行區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，上海 201199）

1 引言

傳統(tǒng)的水質(zhì)安全評(píng)價(jià)多由單一指標(biāo)構(gòu)成，但是目前常用的污染指標(biāo)只能反映水中一些污染物的含量，并不能反映水體的整體毒性狀況。發(fā)光細(xì)菌法能快速直接地反映被測(cè)水體的毒性狀態(tài)，客觀地反映因水中多種污染物拮抗作用或協(xié)同作用對(duì)水體產(chǎn)生的實(shí)際影響，知曉對(duì)生物可能造成的侵害。發(fā)光細(xì)菌法相對(duì)目前的單一化指標(biāo)有一定的優(yōu)勢(shì)，通過兩者的結(jié)合和互補(bǔ)，能夠更好地反映河道地表水的污染程度和毒性現(xiàn)狀，目前已有一些利用發(fā)光細(xì)菌法評(píng)價(jià)地表水毒性的研究［1-3］。

發(fā)光細(xì)菌法的主要原理是有毒物質(zhì)會(huì)影響發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光強(qiáng)度，再通過測(cè)量發(fā)光強(qiáng)度的大小變化，來判斷有毒物質(zhì)的毒性大小。根據(jù)相關(guān)的研究，隨著毒性物質(zhì)的濃度增加，發(fā)光菌發(fā)光強(qiáng)度會(huì)降低，所以可根據(jù)發(fā)光細(xì)菌發(fā)光強(qiáng)度作為判別毒性物質(zhì)毒性強(qiáng)弱的指標(biāo)之一［4］。

本研究通過閔行區(qū)各個(gè)河道斷面測(cè)試所得的生物毒性數(shù)據(jù)，建立河道地表水生物毒性背景數(shù)據(jù)，繪制基準(zhǔn)數(shù)據(jù)線，填補(bǔ)閔行區(qū)重點(diǎn)河道地表水生物毒性數(shù)據(jù)狀況的空白，而且能作為環(huán)境突發(fā)應(yīng)急事件判斷水體污染狀況的比對(duì)背景。

2 研究方法

2.1 儀器設(shè)備與試劑

儀器設(shè)備為Deltatox II 生物毒性檢測(cè)儀，使用試劑為凍干細(xì)菌－費(fèi)希爾弧菌、稀釋液、滲透壓調(diào)節(jié)液、超純水，除超純水外，其余試劑均為直接向廠商購(gòu)得。

2.2 區(qū)域概況與樣品采集

從2017 年8 月到2019 年3 月，依據(jù)HJ/T 91—2002《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》采集地表水樣品，每月采集1 次閔行區(qū)的重點(diǎn)河道地表水，共20個(gè)斷面。

2.3 樣品測(cè)定

使用Deltatox II 生物毒性檢測(cè)儀測(cè)定地表水中生物綜合毒性（表現(xiàn)為光損失或者光增長(zhǎng)率），光損失越多，毒性越強(qiáng)，光損失100%，可能為原本發(fā)光細(xì)菌已全部死亡。實(shí)驗(yàn)方法根據(jù)Deltatox II 生物毒性檢測(cè)儀廠商提供的步驟進(jìn)行。

（1）放置試管A1～A11 和B1～B11，其中A1，B1為背景樣，其余為測(cè)試樣。

（2）加1 000 μL 稀釋液入A1。在測(cè)試水樣中各取1 000 μL 水樣對(duì)應(yīng)加入A2～A11 中并搖勻。加100 μL 滲透壓調(diào)節(jié)液入A2～A11，使其混合均勻。

（3）配制混合水合試劑：1 瓶菌種＋300 μL 稀釋液，需充分混合，配制足夠數(shù)量的試劑。在B1～B11試管中各加100 μL 混合水合試劑，等待15 min。

（4）檢測(cè)儀開機(jī)，模式選擇B－TOX（低濃度檢測(cè)模式）。

（5）將背景試管B1 置于儀器分析倉(cāng)內(nèi)，讀取背景值。按順序?qū)2～B11 置入其中，讀值。測(cè)完后，儀器進(jìn)入5 min 倒計(jì)時(shí)。

（6）立即從A1～A11 中取900 μL 樣本加到對(duì)應(yīng)試管B1～B11 中，并混合均勻。

Quality control and result analysis for surface AWS data in Jiangsu and Anhui Provinces

（7）5 min 倒計(jì)時(shí)完成，順序?qū)1～B11 放入儀器分析倉(cāng)內(nèi)，讀值。

（8）將測(cè)得的發(fā)光細(xì)菌光增長(zhǎng)率（光損失記為負(fù)值，光增長(zhǎng)記為正值）加100%求得相對(duì)發(fā)光度（L）。

2.4 毒性判斷

發(fā)光細(xì)菌法毒性判斷主要根據(jù)發(fā)光細(xì)菌實(shí)驗(yàn)前后的相對(duì)發(fā)光度。中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所［6］對(duì)毒性做出了分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 發(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光度毒性判斷 %

3 結(jié)果與分析

3.1 發(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光度數(shù)據(jù)分析

將閔行區(qū)20 個(gè)斷面所有月份得到的發(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光度平均，得到每個(gè)斷面發(fā)光細(xì)菌的相對(duì)發(fā)光度，見表2。

表2 2017 年8 月—2019 年3 月閔行區(qū)重點(diǎn)河道地表水?dāng)嗝姘l(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光度 %

由表2 可以看出，20 個(gè)斷面的發(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光度在104%～114%間波動(dòng)，均大于90%，都是無毒的。相對(duì)發(fā)光度最高的是淡水河-顓興路斷面，最低的是大橫涇－航中路斷面。

20 個(gè)斷面的發(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光度都超過了100%，發(fā)光細(xì)菌表現(xiàn)為光增長(zhǎng)，其原因可能為：（1）斷面中汞、砷等有毒有害物質(zhì)濃度較低，對(duì)發(fā)光細(xì)菌生長(zhǎng)抑制作用較弱；（2）斷面中氨氮、總磷、總氮濃度較高，營(yíng)養(yǎng)元素較多，對(duì)發(fā)光細(xì)菌的生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用。

3.2 河道地表水水體生物毒性基準(zhǔn)線

根據(jù)每個(gè)月的生物毒性測(cè)量數(shù)據(jù)即相對(duì)發(fā)光度，繪制河道地表水水體生物毒性基準(zhǔn)線，為后續(xù)水體生物毒性判斷打基礎(chǔ)。由于生物毒性檢測(cè)儀故障，導(dǎo)致2017 年8 月至2019 年3 月間某幾個(gè)月數(shù)據(jù)缺失，同時(shí)閔行區(qū)2018 年起對(duì)區(qū)內(nèi)河道陸續(xù)進(jìn)行整治，因此某幾個(gè)斷面在整治的月份無法采集水樣，詳見圖1。

圖1 2017 年8 月—2019 年3 月閔行區(qū)重點(diǎn)河道地表水水體生物毒性基準(zhǔn)線

從圖2 可以看出，20 個(gè)斷面每個(gè)月的發(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光度波動(dòng)幅度較大，波動(dòng)范圍為91%～136%，均大于90%，都是無毒的。20 個(gè)斷面中有5 個(gè)斷面發(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光度均大于等于100%，20 個(gè)斷面共監(jiān)測(cè)了209 次，88.5%的數(shù)據(jù)大于等于100%，最高值出現(xiàn)在2019 年1 月周浦塘-三魯路斷面，最低值出現(xiàn)在2018 年11 月蟠龍港-諸翟鎮(zhèn)斷面，每個(gè)斷面的發(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光度月際變化沒有明顯的相關(guān)性。

4 結(jié)語

（1）采用Deltatox Ⅱ生物毒性檢測(cè)儀檢測(cè)評(píng)價(jià)閔行區(qū)重點(diǎn)河道地表水生物毒性，所有斷面的發(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光度均在90%以上，表明閔行區(qū)重點(diǎn)河道地表水生物毒性基本處在無毒水平，其中，相對(duì)發(fā)光度最高的是淡水河－顓興路斷面，最低的是大橫涇-航中路斷面。

（2）繪制了閔行區(qū)重點(diǎn)河道地表水2017 年8 月至2019 年3 月的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)線，共監(jiān)測(cè)了20 個(gè)斷面12 個(gè)月的209 次相對(duì)發(fā)光度，建立了重點(diǎn)河道地表水生物毒性背景數(shù)據(jù)，為將來進(jìn)一步的研究奠定基礎(chǔ)，也為應(yīng)急突發(fā)河道污染事件中水體生物毒性的判斷提供參考依據(jù)。

（3）繪制的重點(diǎn)河道地表水毒性基準(zhǔn)數(shù)據(jù)線月際變化不明顯，今后可進(jìn)一步研究地表水生物毒性與各項(xiàng)理化指標(biāo)（如汞、砷、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮、揮發(fā)酚、石油類等）之間的相關(guān)性，從而找出生物毒性的變化規(guī)律，為水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供更好的參考。

（4）發(fā)光細(xì)菌法目前發(fā)展前景良好，隨著科技的發(fā)展以及對(duì)發(fā)光細(xì)菌更加深入的了解和研究，其將逐步發(fā)展成為在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，能更加方便管理以及更快地對(duì)突發(fā)狀況作出反應(yīng)。