发光细菌毒性试验在城市污水中的检测方法及应用

马光明 舒易强 元德仿 何胜辉

深圳市七善科技有限公司，广东深圳 518132

目前我国的水资源匮乏，但是水污染的现象也十分突出。由于城市包含着工业生产和人民的日常生活，所以城市的污水也是由工业废水和生活污水所组成的，这就造成了城市污水中的污染物种类情况比较复杂，污染源也比较多。不只是单一的污染物能够造成水体的污染，水体环境中的污染物相互之间也可能发生一些化学反应，协同相加等复杂的作用机理。在当前水资源日益紧张的情况下，城市污水的净化、回收再利用具有非常重要的意义。当下人们认识到城市污水的回收利用的首要条件是无害化，必须要保证再次使用的安全性，所以，首先要从毒性的角度来考虑城市污水的评估模式。过去那些传统的水质检测方法只能够对单独的污染物的成分和含量进行检测，而无法实现复杂的具有综合毒性的污染检测。发光细菌毒性试验具有十分独特的性质，还可以与现代光电检测技术结合，实现更进一步的检测效果。检测的结果不仅能够反映水质中的毒性种类，而且还可以反映出水质中的综合毒性。

1 发光细菌的分类

发光细菌长约1.5～3µm，宽约0.5～0.8µm，属革兰氏阴性，一般培养的温度在20～30℃，PH6-9NACl浓度为3%，0.3%甘油对发光反应有利。其分类如表1。

2 发光细菌水质检测方法

2.1 样品采集

在进行污水的样品采集时一般常用的有两种方法，一种是直接采样，一种是半渗膜被动式采样。直接采样为直接将生活污水等需要检测的样品装入到四氟乙烯衬垫的塑料瓶中，采集后根据检测的需要对样品进行过滤或者稀释等简单的处理，可用氢氧化钠和盐酸对污水样品的PH值进行调节。半渗透膜被动式采样是用SPMD采样器来进行的采样，将采样器在水下1m处固定，在水下持续28d，然后收回采样器，经过0.45µm的膜过滤后，采用二氯甲烷萃取，然后用DMSO溶解，放入冷箱中低温保存。这样采样的方法可以准确的收集到污水样品中的有机污染物，从而可以检测到有毒物质的含量和毒性变化规律。

表1 发光细菌的分类

2.2 发光检测仪器

在1995年，我国将发光细菌检测方法列为环境检测的标准方法，通常国内在进行发光细菌检测试验时，使用国产的DXY-2型生物毒性测试仪，或者是SHG-1型生物发光测量仪。我国的学者和专家通过艰苦的研究，将细胞固化技术和生活传感器以及发光细菌结合起来，不仅极大的改善了试验操作的稳定性，同时也实现了快速检测的功能。

2.3 发光细菌毒性试验的结果表达

发光细菌结果的表达一般有三种，相对发光率、相对抑光率、EC50。相对发光率=样品光强度/对照光强度×100%。相对抑光=（对照光强度-样品光强度）/对照光强度×100%。EC50是相对抑光率到50%以上的浓度。测定毒性大小的方式也有三个等级，分别是有/无毒、百分数等级和对数等级。百分数等级这种方式是国内常用的判定方式。具体可以见表2、表3。

表2 发光细菌试验相对发光率毒性百分数等级

表3 发光细菌试验EC50或LC50毒性百分数等级

3 发光细菌毒性试验在城市污水应用

城市污水的构成比较复杂，不仅有居民的生活污水，还有工业排放的一些废水，这些污水的毒性构成也比较复杂。关于城市污水的监测，目前的技术还是比较单一，而且也主要是以化学需氧量、升华需氧量和悬浮固定为主要的指标，对于城市污水中的毒性监测，没有一个相应的标准来达到控制。利用发光细菌毒性试验可对城市污水中的毒性进行评价。

城市污水中的污染物很复杂，污染物的种类和某些性质也可能影响生物的毒性。有科学研究表明，五氯酚钠这种物质对发光细菌的EC50的数值，会随着PH值的增加而增加，而在实验中，一些常规污染物的存在，会对五氯酚钠这种物质的毒性结果影响较小。同时，不同结构的化学物质对发光细菌的影响也不同，莫甲酸类和酚类物质的毒性会随着PH值的升高不断的降低，胺类的物质及化合物，会使发光细菌的毒性随着PH值的增加而不断的增加。所以，在进行污水处理检测的时候，首先要根据当地的实际情况，一般的城市生活污水的毒性比较好判断，对于一些城市周边的工厂企业，要首先了解一下所生产的产品和基本的工艺流程，推断一下所排放的污水中可能存在何种有毒物质，然后再去进行取样检测，检测的结果可能会更加的准确和令人信服。

4 发光细菌毒性试验存在的问题和应用前景

目前发光细菌毒性试验的方法仍然存在很多问题，其中最重要的问题就是，对试验的结果重视性不高。这其中的原因主要是因为企业和社会的环保意识还够，对污水排放中的各项污染指标定位存在争议。要想得出更加令人信服的结论，必须要完善实验的每一个过程，实验的内容和方式需得到学界和社会的认可。而发光细菌的实验也有不严谨的地方，比如，发光细菌对某些基因毒性的化合物的检测有时候不太敏感，所以，一些时候的水质检测的结果也不是很精确，这一类的问题，是急需要进行解决的。目前已经有研究学者通过实验筛选出了代替传统毒性物质的HgCl2的物质，Zn2+作为实验筛选出的毒性参照物，不仅可以在试验中方便的表示不同化学物质的毒性，而且还能够表现更加复杂环境样品的毒性。

发光细菌实验具有十分突出的特点，高效、经济、便捷、灵敏，能够较好地反映出城市污水中的综合毒性，在水质污染检测中具有十分广阔的应用前景。另外，在未来的发展中，发光细菌试验除了对水质进行毒性检测外，还可以进一步进行人体健康的影响检测，通过对人体中的内分泌和遗传物质进行毒性的检测，可以更加准确的分析人体中的健康状况，以此来确定更好的治疗方案，为人类的医学进步做出一定的贡献。