典型性印染廢水生物急性毒性水平分析

摘要：采用明亮發(fā)光細菌T3（Photobacterium p. T3）和DXY-2型生物毒性測試儀對22類典型性印染廢水樣品的急性毒性效應進行測定，綜合分析印染生產(chǎn)中印染前處理廢水、染色廢水、印花廢水以及印染處理廢水的生物急性毒性水平。

關鍵詞：印染廢水;污水毒性;毒物質(zhì)

中途分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）12-0-03

Abstract： The bright luminescent bacteria T3 （Photobacterium p. T3） and DXY-2 type biotoxicity tester were used to determine the acute toxicity effects of 22 typical printing and dyeing wastewater samples. A comprehensive analysis of printing and dyeing wastewater， dyeing wastewater， and printing Biological acute toxicity levels of wastewater and wastewater from printing and dyeing processes.

Keywords： Printing and dyeing wastewater; Sewage toxicity; Toxic substances

土壤和污水毒性的測定主要有理化方法和生物學方法。傳統(tǒng)的理化分析方法只能定量分析環(huán)境中有限污染物種類的含量，而不能直接反映各種有毒物質(zhì)的綜合毒性，生物毒性測試能夠彌補理化方法的不足。1995 年中國制定并頒布了利用發(fā)光細菌測定水質(zhì)毒性的國家標準GB /T 15441-1995《水質(zhì)急性毒性的測定發(fā)光細菌法》[1]。該標準介紹了明亮發(fā)光細菌T3的來評價生物毒性的檢測方法。明亮發(fā)光細菌T3菌（Photobacterium phosphoreum T3）是一類非致病的普通細菌，主要分布在海洋環(huán)境中，在正常的生理條件下能夠發(fā)射出可見光，當環(huán)境條件不佳或有毒物質(zhì)存在時，發(fā)光細菌的熒光素酶活性或細胞呼吸受到抑制，其發(fā)光能力受到影響，導致發(fā)光強度減弱，且其減弱程度與毒性大小呈正相關，因此通過發(fā)光率的改變來顯示有毒物質(zhì)對生物體的毒性作用。

本研究采用明亮發(fā)光細菌T3（Photobacterium p. T3）和DXY-2型生物毒性測試儀對22個污水樣品的急性毒性效應進行了測定和分析。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌株

將明亮發(fā)光細菌T3（Photobacterium p. T3）凍干粉（中國科學院院南京土壤研究所提供）用3% NaCl溶液溶解復蘇，轉接到新鮮斜面上培養(yǎng)后轉接于50mL的液體培養(yǎng)基中，在25℃，180r·min -1條件下培養(yǎng)12-14h。將培養(yǎng)后的菌液立即用3% NaCl溶液洗滌后在5000r·min -1下離心8min，后將菌液用3% NaCl溶液稀釋備用。

1.1.2 待測樣品

試驗所測的22個水樣編號分別為SH1～SH22;采樣時間為2019年2月28日。水樣來源：蘇州某集團印染廠廢水。對于其中含有固體懸浮物的樣品，事先經(jīng)過過濾去除后再進行檢測。

1.1.3 主要儀器

DXY-2型生物毒性測試儀，南京土壤研究所研制。

1.2 實驗方法

生物毒性測試儀提前開機預熱30 min，將10mL待測樣品與0.3gNaCl充分振蕩混勻，吸取1.8mL混合液于玻璃測試管中，加入200 μL 菌液，加塞上下振蕩5次，靜置15 min 后測試發(fā)光度（每管在加菌液的當時精確計時，精確到秒）。每個檢測樣品采用3 個平行，實驗同時添加3個平行的對照（3% NaCl溶液）以保證實驗的有效性并以此為基礎計算樣品液的相對發(fā)光率和相對發(fā)光抑制率。

1.3 樣品檢測

1.3.1 樣品液的稀釋

樣品液預實驗：將10 ml 待測樣品與0.3 g NaCl 充分振蕩混勻，吸取1.8 ml混合液于玻璃測試管中，加入200μL 菌液，加塞上下振蕩5次，靜置15 min 后測試發(fā)光度。每個檢測樣品采用3 個平行，實驗同時添加3個平行的對照（3% NaCl溶液）以保證實驗的有效性并以此為基礎計算相對發(fā)光抑制率。將相對發(fā)光抑制率大于零的樣品進行樣品稀釋。

1.3.2 樣品液稀釋濃度的選擇：

探測試驗：將樣品液按對數(shù)系列稀釋成5個濃度：100%、10%、1%、0.1%、0.01%（它們的對數(shù)依次為0，-1，-2，-3，-4），按以上方法所述初測一遍視1%～100%相對發(fā)光度落在哪一個濃度范圍。

1.3.3 樣品檢測

在1%～100%相對發(fā)光度所落在的濃度范圍內(nèi)增配6～9個濃度，并測定對應發(fā)光度，繪制濃度和發(fā)光度的相關曲線。

2 數(shù)據(jù)處理

2.1 計算樣品相對發(fā)光率、相對發(fā)光抑制率（%），并算出平均值

相對發(fā)光率（%）×100%

相對發(fā)光抑制率（%）×100%

相對發(fā)光率平均值（%）×100%

2.2 建立并檢驗樣品稀釋濃度（C）與其相對發(fā)光度（T）%均值的相關方程，繪制關系曲線

（1）求出一元一次線性回歸方程的a（截距）、b（斜率、回歸系數(shù)）和r（相關系數(shù)），列出方程：T=a+bC。

（2）根據(jù)建立的上述方程繪制關系曲線。將T=90和50代入上式，分別求出樣品的EC10和EC50值。EC10和EC50值以樣品的稀釋濃度（百分濃度）表示。

2.3 毒性等級劃分

根據(jù)《行業(yè)廢水毒性分級標準/發(fā)光菌》[2]， 把水質(zhì)生物毒性分為五個等級用于本次水質(zhì)毒性評價。

3 實驗結果及分析

3.1 樣品預實驗結果

測試結果表明：22個水樣中的9個樣品顯示對T3細菌的活性無抑制作用，SH4水樣對T3菌的相對抑制率為1.4%，毒性等級為Ⅰ級;SH14水樣的相對發(fā)光抑制率為35.1%，毒性級別為中毒，毒性等級為Ⅱ級;其他12個樣品包括SH1、SH2、SH4、SH8～SH13、SH18、SH21原始樣品的相對發(fā)光抑制率為100%，毒性級別為劇毒，毒性等級為Ⅴ級。

3.2 樣品稀釋相關曲線

對初步測定試驗中12個相對發(fā)光率低于90%的樣品（即相對抑制率大于10%的樣品）進行稀釋實驗，通過預實驗確定相對發(fā)光率在1～100%時，樣品所在的濃度范圍后，增加濃度梯度求得樣品的稀釋濃度C-相對發(fā)光率的一元一次方程曲線。如下圖所示，所有樣品的稀釋濃度—相對發(fā)光率的相關系數(shù)（R2）在0.9038～0.9886之間，具有較好的線性關系。

3.3 計算結果

通過以上圖1線性方程，求得樣品的EC10和 EC50值如下表。

4 總結

本次采樣共采得印染廢水22個樣品，其中9個樣品顯示對T3細菌的活性無抑制作用，SH4水樣對T3菌的相對抑制率為1.4%，毒性等級為Ⅰ級;SH14水樣的相對發(fā)光抑制率為35.1%，毒性級別為中毒，毒性等級為Ⅱ級;其他11個樣品包括SH1、SH2、SH4、SH8～SH13、SH18、SH21原始樣品的相對發(fā)光抑制率為100%，毒性級別為劇毒，毒性等級為Ⅴ級。12個水樣（包括SH1、SH2、SH4、SH8～SH13、SH18、SH21及SH14）的EC10的樣品稀釋濃度范圍為0.11%～35.5%;SH14原始樣品的抑制率為35.1%，不存在EC50值，其余11個樣品EC50值為0.16%～55.3%。

參考文獻

[1]國家環(huán)境保護總局.GB/T 15441—1995 水質(zhì)急性毒性的測定發(fā)光細菌[S]北京： 中國標準出版社，1995.

[2]Farré M，Kloter G，Petrovic M，et al.Identification of toxic compounds in wastewater treatment plants during a field experiment[J]Anal Chim Acta，2002， 456（1）：19-30.

收稿日期：2019-10-21

作者簡介：宮蘇弟（1977-），男，漢族，研究生學歷，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。