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典型性印染废水生物急性毒性水平分析

摘要：采用明亮发光细菌T3（Photobacterium p. T3）和DXY-2型生物毒性测试仪对22类典型性印染废水样品的急性毒性效应进行测定，综合分析印染生产中印染前处理废水、染色废水、印花废水以及印染处理废水的生物急性毒性水平。
关键词：印染废水;污水毒性;毒物质
中途分类号：X83 ：A ：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学方法。传统的理化分析方法只能定量分析环境中有限污染物种类的含量，而不能直接反映各种有毒物质的综合毒性，生物毒性测试能够弥补理化方法的不足。1995 年中国制定并颁布了利用发光细菌测定水质毒性的国家标准GB /T 15441-1995《水质急性毒性的测定发光细菌法》[1]。该标准介绍了明亮发光细菌T3的来评价生物毒性的检测方法。明亮发光细菌T3菌（Photobacterium phosphoreum T3）是一类非致病的普通细菌，主要分布在海洋环境中，在正常的生理条件下能够发射出可见光，当环境条件不佳或有毒物质存在时，发光细菌的荧光素酶活性或细胞呼吸受到抑制，其发光能力受到影响，导致发光强度减弱，且其减弱程度与毒性大小呈正相关，因此通过发光率的改变来显示有毒物质对生物体的毒性作用。
本研究采用明亮发光细菌T3（Photobacterium p. T3）和DXY-2型生物毒性测试仪对22个污水样品的急性毒性效应进行了测定和分析。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 菌株
将明亮发光细菌T3（Photobacterium p. T3）冻干粉（中国科学院院南京土壤研究所提供）用3% NaCl溶液溶解复苏，转接到新鲜斜面上培养后转接于50mL的液体培养基中，在25℃，180r·min -1条件下培养12-14h。将培养后的菌液立即用3% NaCl溶液洗涤后在5000r·min -1下离心8min，后将菌液用3% NaCl溶液稀释备用。
1.1.2 待测样品
试验所测的22个水样编号分别为SH1～SH22;采样时间为2019年2月28日。水样来源：苏州某集团印染厂废水。对于其中含有固体悬浮物的样品，事先经过过滤去除后再进行检测。
1.1.3 主要仪器
DXY-2型生物毒性测试仪，南京土壤研究所研制。
1.2 实验方法
生物毒性测试仪提前开机预热30 min，将10mL待测样品与0.3gNaCl充分振荡混匀，吸取1.8mL混合液于玻璃测试管中，加入200 μL 菌液，加塞上下振荡5次，静置15 min 后测试发光度（每管在加菌液的当时精确计时，精确到秒）。每个检测样品采用3 个平行，实验同时添加3个平行的对照（3% NaCl溶液）以保证实验的有效性并以此为基础计算样品液的相对发光率和相对发光抑制率。
1.3 样品检测
1.3.1 样品液的稀释
样品液预实验：将10 ml 待测样品与0.3 g NaCl 充分振荡混匀，吸取1.8 ml混合液于玻璃测试管中，加入200μL 菌液，加塞上下振荡5次，静置15 min 后测试发光度。每个检测样品采用3 个平行，实验同时添加3个平行的对照（3% NaCl溶液）以保证实验的有效性并以此为基础计算相对发光抑制率。将相对发光抑制率大于零的样品进行样品稀释。
1.3.2 样品液稀释浓度的选择：
探测试验：将样品液按对数系列稀释成5个浓度：100%、10%、1%、0.1%、0.01%（它们的对数依次为0，-1，-2，-3，-4），按以上方法所述初测一遍视1%～100%相对发光度落在哪一个浓度范围。
1.3.3 样品检测
在1%～100%相对发光度所落在的浓度范围内增配6～9个浓度，并测定对应发光度，绘制浓度和发光度的相关曲线。
2 数据处理
2.1 计算样品相对发光率、相对发光抑制率（%），并算出平均值
相对发光率（%）×100%
相对发光抑制率（%）×100%
相对发光率平均值（%）×100%
2.2 建立并检验样品稀释浓度（C）与其相对发光度（T）%均值的相关方程，绘制关系曲线
（1）求出一元一次线性回归方程的a（截距）、b（斜率、回归系数）和r（相关系数），列出方程：T=a+bC。
（2）根据建立的上述方程绘制关系曲线。将T=90和50代入上式，分别求出样品的EC10和EC50值。EC10和EC50值以样品的稀释浓度（百分浓度）表示。
2.3 毒性等级划分
根据《行业废水毒性分级标准/发光菌》[2]， 把水质生物毒性分为五个等级用于本次水质毒性评价。
3 实验结果及分析
3.1 样品预实验结果
测试结果表明：22个水样中的9个样品显示对T3细菌的活性无抑制作用，SH4水样对T3菌的相对抑制率为1.4%，毒性等级为Ⅰ级;SH14水样的相对发光抑制率为35.1%，毒性级别为中毒，毒性等级为Ⅱ級;其他12个样品包括SH1、SH2、SH4、SH8～SH13、SH18、SH21原始样品的相对发光抑制率为100%，毒性级别为剧毒，毒性等级为Ⅴ级。
3.2 样品稀释相关曲线
对初步测定试验中12个相对发光率低于90%的样品（即相对抑制率大于10%的样品）进行稀释实验，通过预实验确定相对发光率在1～100%时，样品所在的浓度范围后，增加浓度梯度求得样品的稀释浓度C-相对发光率的一元一次方程曲线。如下图所示，所有样品的稀释浓度—相对发光率的相关系数（R2）在0.9038～0.9886之间，具有较好的线性关系。
3.3 计算结果
通过以上图1线性方程，求得样品的EC10和 EC50值如下表。
4 总结
本次采样共采得印染废水22个样品，其中9个样品显示对T3细菌的活性无抑制作用，SH4水样对T3菌的相对抑制率为1.4%，毒性等级为Ⅰ级;SH14水样的相对发光抑制率为35.1%，毒性级别为中毒，毒性等级为Ⅱ级;其他11个样品包括SH1、SH2、SH4、SH8～SH13、SH18、SH21原始样品的相对发光抑制率为100%，毒性级别为剧毒，毒性等级为Ⅴ级。12个水样（包括SH1、SH2、SH4、SH8～SH13、SH18、SH21及SH14）的EC10的样品稀释浓度范围为0.11%～35.5%;SH14原始样品的抑制率为35.1%，不存在EC50值，其余11个样品EC50值为0.16%～55.3%。
参考文献
[1]国家环境保护总局.GB/T 15441—1995 水质急性毒性的测定发光细菌[S]北京： 中国标准出版社，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.

-全文完-