浅析工业废水中生物毒性的研究

卢朝亮

摘 要：对污染水体进行生物毒性检验，可以全面了解污染水体中蕴含的综合毒性，从而预测和控制水体中化学物质污染情况。近年来，我国工业废水处理中都会对其进行生物毒性检测，以进一步预测和控制水体中的污染物质，提高工业废水处理成效。本文主要深入研究我国目前工业废水的生物毒性种类及检验方法，为相关研究提供一些参考。

关键词：工业废水；生物毒性；试验；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.023

1 引言

最近几年，我国社会经济飞速发展，工业生产发展迅速，由此带来的工业水污染情况日益严重。为进一步了解工业废水的污染情况，我国目前已积极研发出高效、灵敏的环境检测方法，其中可划分成理化分析和生物毒性监测两类方法。理化分析方法主要应用是测试工业废水中的常规指标，该方法操作简便，使用简单。但工业废水中往往会混有一些有毒物质，理化分析方法只能简单测定某一项有毒物质的浓度及超标情况，无法真实反映水中污染物的生物学毒性和综合累积效应。生物毒性监测能连续监测污染物对水质环境的影响，全面分析经处理后水体的综合毒性，为水质环境评价提供可靠的参考数据。

2 工业废水中生物毒性种类

生物毒性是指废水中能对生物机体带来损害的性质和能力，一般包括以下3种类型：

（1）急性毒性和慢性毒性。急性毒性是指生物机体在一次接触或24小时内多次接触外源化学物质之后，在短期内出现的毒性效应，这种效应是迅速而强烈的；相反，慢性毒性是指生物机体在长期内多次接触外源化学物质所出现的毒性效应，这种效应相对迟缓，需要较长的试验期才能检测出来，具体试验期长短需求根据受试验物质的具体要求和实验机体的物种来决定。（2）致突变性和遗传毒性。致突变性和遗传毒性是指生物机体与外源化学物质相互接触后，直接损坏DNA遗传物质或引起染色体上的基因变化的化学效应。这种毒性会引起遗传物质突变，从而造成遗传物质复制错误、染色体形态和结构改变，引起遗传物质缺失和疾病。（3）内分泌干扰性。内分泌干扰性是指能够对生物机体内分泌功能带来改变，同时对生物机体、后代产生有害作用的外源化学物质所引起的影响。在工业生产过程中产生的内分泌干扰物主要包括烷基酚类、金属类、邻苯二甲酸酯类、多氯联苯类等。

3 工业废水中生物毒性测试的研究进展

3.1 急性毒性测试

就目前而言，我国急性毒性测试方法主要分为发光细菌毒性试验、藻类毒性试验、鱼的毒性试验和蚤类毒性试验等四类。

（1）发光细菌毒性试验。发光细菌具有发光功能，可以在正常生理过程中发出蓝绿色光。一旦发光细菌与毒性物质相接触，其呼吸作用会受到干扰，从而影响其正常生长，发光作用被抑制。发光细菌急性毒性测试就是利用发光细菌的发光性来设计的，通过测定工业废水样品短期内发光细菌的发光抑制程度来判断废水样品对生物代谢活动的影响，从而检测工业废水中的生物毒性。（2）藻类毒性试验。作为水生生态系统中的重要生产者，藻类植物具有繁殖快速、个体微小、容易分离和培养、对毒物敏感的特点，而且能够在藻类个体上直接观察到细胞的中毒症状，是一种简单易得的生物毒性试验材料。藻类毒性试验就是利用藻类这一鲜明特点，来判断工业废水中生物毒性程度。（3）鱼的毒性试验。鱼类能灵敏感受水体环境的变化，一旦水体有毒物质达到一定浓度时，就会引起中毒反应，造成水体污染。此外，鱼类数量大、种类多、容易获取，因此被广泛应用于水体有毒有害物质和废水的生物毒性监测和评价，便于人们科学制定废水排放标准和水体处理标准，还有利于人们全面监测水体中生物毒性情况。鱼类对有毒物质的感应比大型水蚤、藻类等灵敏，对工业废水的毒性监测也十分敏感，因此，鱼类急性毒性试验极其便捷、高效、灵敏。（4）蚤类毒性试验。水蚤是一种繁殖能力强、分布广泛、灵敏感应多种毒物的浮游动物，是国际上应用广泛的标准型水体生物毒性实验生物，但大型水蚤的前期养殖工作较于养殖藻类、发光细菌要困难。水蚤作为工业废水中生物毒性的试验生物，能有效划分废水的毒性级别，快速确定优先监测和重点控制的工业污染源。

3.2 遗传毒性测试

目前，检测工业废水中致突变和遗传毒性的试验包括Ames试验和umu试验。其中，Ames试验是传统的遗传毒性监测方法，具有敏感、迅速、高效、经济的优点，多用于测试混合型工业废水的生物毒性，全面反映多种污染物共同作用的综合效应。umu试验是针对DNA损伤时诱导SOS反应而表达umuC基因这一现象而构建并逐渐完善起来的用于检测水体环境诱变物的短期性筛选试验。该试验方法经济实惠、反应灵敏、快速高效，而且试验结果与我国绝大部分自来水厂致突变性检测所用的Ames试验结果相一致。在用Ames试验和umu试验检测废水中致突变和遗传毒性时，还能追踪污染源，为工业废水的处理和控制提供重要依据。

3.3 内分泌干扰性测试

事实上，不同内分泌干扰物的化学结构差异较大，只从结构上分析激素作用是不科学的。目前，雌激素受体重组基因酵母检测法是我国常用的用于检测废水中类雌激素物质的方法，其原理是以水体环境内分泌干扰物在生物体内的作用为基础，该试验方法具有原理简单、经济实惠、操作简单的特点，因此被广泛应用于工业废水生物毒性检测中。许多工业废水中都会存在生物毒性，为全面分析水中的生物毒性，有必要采用多种测试方法综合评价水质的生物毒性。

4 结束语

综上所述，对工业废水进行生物毒性研究是科学制定水质处理与控制方案的关键，但生物毒性试验无法有效识别真正引起毒性的污染物质，难以在实际工业废水处理中高效控制污染物。为此，在对工业废水进行生物毒性监测时，应采用多种方法结合的方式，综合生物毒性试验、化学分离技术、理化分析技术等方法，有效鉴别工业废水中的毒性物质，有利于更好地制定科学合理的毒性物质去除方案，满足水质安全保障要求。另一方面，由于工业废水中的毒性物质来源广泛，更存在多种多样的复合型污染物质，它们之间可能会多种作用，例如协同作用、及抗作用或叠加作用，因此，单一的生物毒性试验有时并不能综合表达废水污染情况，我们必须更加积极地去探索研究联合毒性监测试验方法，推动我国工业废水生物毒性处理工艺的发展。

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