馬光明 舒易強(qiáng) 元德仿 何勝輝

深圳市七善科技有限公司，廣東深圳 518132

目前我國(guó)的水資源匱乏，但是水污染的現(xiàn)象也十分突出。由于城市包含著工業(yè)生產(chǎn)和人民的日常生活，所以城市的污水也是由工業(yè)廢水和生活污水所組成的，這就造成了城市污水中的污染物種類情況比較復(fù)雜，污染源也比較多。不只是單一的污染物能夠造成水體的污染，水體環(huán)境中的污染物相互之間也可能發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，協(xié)同相加等復(fù)雜的作用機(jī)理。在當(dāng)前水資源日益緊張的情況下，城市污水的凈化、回收再利用具有非常重要的意義。當(dāng)下人們認(rèn)識(shí)到城市污水的回收利用的首要條件是無(wú)害化，必須要保證再次使用的安全性，所以，首先要從毒性的角度來(lái)考慮城市污水的評(píng)估模式。過(guò)去那些傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測(cè)方法只能夠?qū)为?dú)的污染物的成分和含量進(jìn)行檢測(cè)，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的具有綜合毒性的污染檢測(cè)。發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)具有十分獨(dú)特的性質(zhì)，還可以與現(xiàn)代光電檢測(cè)技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的檢測(cè)效果。檢測(cè)的結(jié)果不僅能夠反映水質(zhì)中的毒性種類，而且還可以反映出水質(zhì)中的綜合毒性。

1 發(fā)光細(xì)菌的分類

發(fā)光細(xì)菌長(zhǎng)約1.5～3μm，寬約0.5～0.8μm，屬革蘭氏陰性，一般培養(yǎng)的溫度在20～30℃，PH6-9NACl濃度為3%，0.3%甘油對(duì)發(fā)光反應(yīng)有利。其分類如表1。

2 發(fā)光細(xì)菌水質(zhì)檢測(cè)方法

2.1 樣品采集

在進(jìn)行污水的樣品采集時(shí)一般常用的有兩種方法，一種是直接采樣，一種是半滲膜被動(dòng)式采樣。直接采樣為直接將生活污水等需要檢測(cè)的樣品裝入到四氟乙烯襯墊的塑料瓶中，采集后根據(jù)檢測(cè)的需要對(duì)樣品進(jìn)行過(guò)濾或者稀釋等簡(jiǎn)單的處理，可用氫氧化鈉和鹽酸對(duì)污水樣品的PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)。半滲透膜被動(dòng)式采樣是用SPMD采樣器來(lái)進(jìn)行的采樣，將采樣器在水下1m處固定，在水下持續(xù)28d，然后收回采樣器，經(jīng)過(guò)0.45μm的膜過(guò)濾后，采用二氯甲烷萃取，然后用DMSO溶解，放入冷箱中低溫保存。這樣采樣的方法可以準(zhǔn)確的收集到污水樣品中的有機(jī)污染物，從而可以檢測(cè)到有毒物質(zhì)的含量和毒性變化規(guī)律。

表1 發(fā)光細(xì)菌的分類

2.2 發(fā)光檢測(cè)儀器

在1995年，我國(guó)將發(fā)光細(xì)菌檢測(cè)方法列為環(huán)境檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法，通常國(guó)內(nèi)在進(jìn)行發(fā)光細(xì)菌檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)，使用國(guó)產(chǎn)的DXY-2型生物毒性測(cè)試儀，或者是SHG-1型生物發(fā)光測(cè)量?jī)x。我國(guó)的學(xué)者和專家通過(guò)艱苦的研究，將細(xì)胞固化技術(shù)和生活傳感器以及發(fā)光細(xì)菌結(jié)合起來(lái)，不僅極大的改善了試驗(yàn)操作的穩(wěn)定性，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了快速檢測(cè)的功能。

2.3 發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)的結(jié)果表達(dá)

發(fā)光細(xì)菌結(jié)果的表達(dá)一般有三種，相對(duì)發(fā)光率、相對(duì)抑光率、EC50。相對(duì)發(fā)光率=樣品光強(qiáng)度/對(duì)照光強(qiáng)度×100%。相對(duì)抑光=（對(duì)照光強(qiáng)度-樣品光強(qiáng)度）/對(duì)照光強(qiáng)度×100%。EC50是相對(duì)抑光率到50%以上的濃度。測(cè)定毒性大小的方式也有三個(gè)等級(jí)，分別是有/無(wú)毒、百分?jǐn)?shù)等級(jí)和對(duì)數(shù)等級(jí)。百分?jǐn)?shù)等級(jí)這種方式是國(guó)內(nèi)常用的判定方式。具體可以見(jiàn)表2、表3。

表2 發(fā)光細(xì)菌試驗(yàn)相對(duì)發(fā)光率毒性百分?jǐn)?shù)等級(jí)

表3 發(fā)光細(xì)菌試驗(yàn)EC50或LC50毒性百分?jǐn)?shù)等級(jí)

3 發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)在城市污水應(yīng)用

城市污水的構(gòu)成比較復(fù)雜，不僅有居民的生活污水，還有工業(yè)排放的一些廢水，這些污水的毒性構(gòu)成也比較復(fù)雜。關(guān)于城市污水的監(jiān)測(cè)，目前的技術(shù)還是比較單一，而且也主要是以化學(xué)需氧量、升華需氧量和懸浮固定為主要的指標(biāo)，對(duì)于城市污水中的毒性監(jiān)測(cè)，沒(méi)有一個(gè)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)達(dá)到控制。利用發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)可對(duì)城市污水中的毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

城市污水中的污染物很復(fù)雜，污染物的種類和某些性質(zhì)也可能影響生物的毒性。有科學(xué)研究表明，五氯酚鈉這種物質(zhì)對(duì)發(fā)光細(xì)菌的EC50的數(shù)值，會(huì)隨著PH值的增加而增加，而在實(shí)驗(yàn)中，一些常規(guī)污染物的存在，會(huì)對(duì)五氯酚鈉這種物質(zhì)的毒性結(jié)果影響較小。同時(shí)，不同結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)對(duì)發(fā)光細(xì)菌的影響也不同，莫甲酸類和酚類物質(zhì)的毒性會(huì)隨著PH值的升高不斷的降低，胺類的物質(zhì)及化合物，會(huì)使發(fā)光細(xì)菌的毒性隨著PH值的增加而不斷的增加。所以，在進(jìn)行污水處理檢測(cè)的時(shí)候，首先要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，一般的城市生活污水的毒性比較好判斷，對(duì)于一些城市周邊的工廠企業(yè)，要首先了解一下所生產(chǎn)的產(chǎn)品和基本的工藝流程，推斷一下所排放的污水中可能存在何種有毒物質(zhì)，然后再去進(jìn)行取樣檢測(cè)，檢測(cè)的結(jié)果可能會(huì)更加的準(zhǔn)確和令人信服。

4 發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)存在的問(wèn)題和應(yīng)用前景

目前發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)的方法仍然存在很多問(wèn)題，其中最重要的問(wèn)題就是，對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果重視性不高。這其中的原因主要是因?yàn)槠髽I(yè)和社會(huì)的環(huán)保意識(shí)還夠，對(duì)污水排放中的各項(xiàng)污染指標(biāo)定位存在爭(zhēng)議。要想得出更加令人信服的結(jié)論，必須要完善實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方式需得到學(xué)界和社會(huì)的認(rèn)可。而發(fā)光細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)也有不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤?，比如，發(fā)光細(xì)菌對(duì)某些基因毒性的化合物的檢測(cè)有時(shí)候不太敏感，所以，一些時(shí)候的水質(zhì)檢測(cè)的結(jié)果也不是很精確，這一類的問(wèn)題，是急需要進(jìn)行解決的。目前已經(jīng)有研究學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選出了代替?zhèn)鹘y(tǒng)毒性物質(zhì)的HgCl2的物質(zhì)，Zn2+作為實(shí)驗(yàn)篩選出的毒性參照物，不僅可以在試驗(yàn)中方便的表示不同化學(xué)物質(zhì)的毒性，而且還能夠表現(xiàn)更加復(fù)雜環(huán)境樣品的毒性。

發(fā)光細(xì)菌實(shí)驗(yàn)具有十分突出的特點(diǎn)，高效、經(jīng)濟(jì)、便捷、靈敏，能夠較好地反映出城市污水中的綜合毒性，在水質(zhì)污染檢測(cè)中具有十分廣闊的應(yīng)用前景。另外，在未來(lái)的發(fā)展中，發(fā)光細(xì)菌試驗(yàn)除了對(duì)水質(zhì)進(jìn)行毒性檢測(cè)外，還可以進(jìn)一步進(jìn)行人體健康的影響檢測(cè)，通過(guò)對(duì)人體中的內(nèi)分泌和遺傳物質(zhì)進(jìn)行毒性的檢測(cè)，可以更加準(zhǔn)確的分析人體中的健康狀況，以此來(lái)確定更好的治療方案，為人類的醫(yī)學(xué)進(jìn)步做出一定的貢獻(xiàn)。