污染物对青海弧菌毒性效应的研究

修垒 李专 王霞 安平平

摘 要：发光菌作为指示生物用于水质的生物毒性测定具有快速、灵敏、低廉等优点，现已广泛用于环境毒物综合急性毒性测定、筛查、监测及特异毒物监测中。本研究选取了四种重金属（汞、锌、镉、铬）和两种农药（氯氰菊酯和敌敌畏）作为污染物，测定其对发光菌的毒性影响，并计算各污染物对发光菌的半致死浓度。结果显示，重金属对于发光细菌的毒性大小排序为Hg2+ > Cd2+ > Cr6+> Zn2+，，农药对于发光菌的毒性大小排序为氯氰菊酯>敌敌畏。

关键词：生物毒性 发光菌 重金属 农药

中图分类号：S859 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（a）-0099-03

发光细菌是一类在正常的生理条件下能够发射可见荧光的细菌[1-3]，这种可见荧光波长在450～490 nm之间，在黑暗处肉眼可见。在一定的试验条件下发光强度是恒定的。与外来受试物接触后，由于毒物具有抑制发光的作用，发光细菌的发光强度即有所改变，变化的程度与受试物的浓度在一定范围内呈相关关系，同时与该物质的毒性大小有关。发光菌作为指示生物用于水质的生物毒性测定具有快速、灵敏、低廉等优点，现已广泛用于环境毒物综合急性毒性测定、筛查、监测及特异毒物监测中。

本研究选用的青海弧菌Q67是一种淡水型发光菌[4-6]，它的发光不需要高盐浓度，因此对淡水样品不需要添加大量的NaCl，使水样化学性质不会发生改变。

1 材料与方法

1.1 试验生物

试验推荐选用青海弧菌Q67（Vibrio qinghaiensissp-Q67） 作为实验生物，使用其冻干粉剂，保存方法：-20 ℃避光保存；保质期：-20 ℃以下保存6个月；饮用水安全快速检测仪BHP9514型。

1.2 试验方法

以淡水菌青海弧菌Q67作为受试对象

（1）取一支青海弧菌Q67冻干粉置于室温（20℃左右）平衡15 min。

（2）取0.5 mL复苏稀释液（活化冻干粉）加入到平衡后的青海弧菌Q67冻干粉试剂瓶中。

（3）溶解后的冻干粉溶液置于室温下10 min后用于测定样品。

（4）标准品（空白对照）制备：取2 mL复苏稀释液加入到干净的测试管中。

（5）待测样品溶液配制：将待测样品与渗透压调节液以19：1的比例混匀，配制成待测样品溶液，取待测样品溶液2 mL加入到干净的测试管中。

（6）向各测试管中依次加入0.05 mL冻干粉溶液，轻轻振荡，使之充分摇匀，放置15 min后测定发光值。

1.3 质量保证和质量控制

每支发光菌的发光强度和稳定性不尽相同，同批次样品测定过程中应使用同一支发光菌。如果一支不够用，可采用同批次多支混合后方可使用[7]。

干粉溶液配制后应即刻使用。

为减小人为操作所产生的误差，建议每组样品至少做2个平行。样品两次测定的结果其相对误差≤15%。

为检测冻干粉质量，取5支同批次的冻干粉，测定其相对发光率，并计算相对標准偏差<20%。

2 结果与分析

2.1 重金属对发光菌的毒性影响

将不同浓度的重金属溶液加入带有复活发光细菌的比色管中，待反应15 min后用毒性检测仪检测发光细菌的发光强度，通过曲线方程式计算得出EC50。

由表1，Hg2+毒性最强，EC50为0.155 mg/L，这四种重金属对于发光细菌的毒性大小排序为Hg2+ > Cd2+ > Cr6+> Zn2+。有学者在研究重金属对光合细菌沼泽红假单胞菌的毒性效应时，得出Cd2+、Cr6+对沼泽红假单胞菌的毒性大小也是Cd2+ > Cr6+，同时提出来不同金属离子对光合细菌生长抑制的毒性大小不同可能与其细胞壁亲和性不同有关[8]。因为光合细菌细胞壁与藻类一样，同样带负电荷和氨基、羟基等官能团，因而对带正电荷的金属离子具亲和性。由于金属离子与藻类细胞壁的这种亲和性是导致金属抑制藻类生长的主要原因，与藻类亲和性强的金属离子对抑制藻类生长的毒性越强，所以，猜测和藻类有相似细胞壁的光合细菌，受重金属的抑制的机理也和细胞壁对重金属的亲和力有关。

2.2 农药对发光细菌的毒性

将不同浓度的重金属溶液加入带有复活发光细菌的比色管中，待反应15 min后用毒性检测仪检测发光细菌的发光强度，通过曲线方程式计算得出EC50。

图5，当氯氰菊酯的浓度为50μg/L时，发光百分率为94.6%；浓度为75μg/L时，发光百分率为80.6%；浓度为100μg/L时，发光百分率为66.4%；浓度为200μg/L时，发光百分率为33.5%。图6，当敌敌畏的浓度为50 mg/L时，发光百分率为92.5%；浓度为100 mg/L时，发光百分率为70.5%；浓度150 mg/L时，发光百分率为56.5%；浓度为200 mg/L时，发光百分率为40.4%。

由表2可见，氯氰菊酯和敌敌畏对于发光菌的LC50分别为0.153 mg/L和16 mg/L。氯氰菊酯对发光菌的毒性明显大于敌敌畏对发光菌的毒性。

3 结语

不同的污染物对于淡水发光细菌Q67的发光抑制程度都不一样，本次选取的几种污染物，重金属的毒性大小排序为Hg2+ >Cd2+>Cr6+>Zn2+，农药的毒性大小排序为氯氰菊酯>敌敌畏。建议将来选取更多的污染物为基础数据，并分析毒性机理。

参考文献

[1] Farre M， Pasini O，Alonso M C，et al.Toxicity assessment of organic pollution in wastewaters using a bacterial biosensor [J]. Analytica Chimica Acta，2001，426（2）：155-165.

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[7] 国家环境保护局.水和废水监测分析方法[M].4版.（增补版）北京：中国环境科学出版社，2002.

[8] 全亚玲，欧小兵，戴静，等.重金属胁迫培养对沼泽红假单胞菌生长的影响[J].西南民族大学学报（自然科学版），2012，38（4）：570-573.