專利名稱：一種定量檢測水質(zhì)毒性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水質(zhì)毒性的檢測方法，具體涉及一種能夠明確、準(zhǔn)確、定量的檢測 出水質(zhì)綜合毒性的方法。
背景技術(shù)：
人類在生活和生產(chǎn)活動中都離不開水，生活飲用水水質(zhì)的優(yōu)劣與人類健康密切相 關(guān)。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步和人民生活水平的提高，人們對生活飲用水的水質(zhì)要求不 斷提高，飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)地不斷發(fā)展和完善。飲用水對人體健康的影響并不僅僅表 現(xiàn)在某種物質(zhì)的含量上，而是表現(xiàn)在飲用水中所含的所有物質(zhì)對人體的傷害，因此，檢測飲 用水的綜合毒性是控制飲水質(zhì)量、安全的關(guān)鍵。為了保障飲水安全，降低環(huán)境惡化給飲用 水水質(zhì)帶來的威脅，人們常采用各種方法對水質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，以有效的掌握飲用水引起的健 康風(fēng)險(xiǎn)。發(fā)光菌毒性試驗(yàn)因其獨(dú)特的生理特性，與現(xiàn)代光電檢測手段結(jié)合具有快速、靈敏、 簡便等特點(diǎn)，檢測結(jié)果可反映水中污染物的綜合毒性，比測定單一組分污染物更具實(shí)際意 義。但已有研究表明，不論是海洋發(fā)光菌還是淡水發(fā)光菌，在檢測水質(zhì)中的無機(jī)物時(shí)非常靈 敏、準(zhǔn)確，但是在檢測有機(jī)物時(shí)卻表現(xiàn)出不同的效果。用發(fā)光菌對有機(jī)物進(jìn)行檢測時(shí)，相對 于陰性對照，有機(jī)物不但不抑制發(fā)光菌的發(fā)光性，反而促進(jìn)其發(fā)光強(qiáng)度。由于水中可能含有 有機(jī)和無機(jī)的多種物質(zhì)，如果用傳統(tǒng)的發(fā)光菌毒性試驗(yàn)進(jìn)行水質(zhì)綜合毒性評價(jià)的話勢必會 使結(jié)果產(chǎn)生很大的偏差。由于這種原因，發(fā)光菌毒性試驗(yàn)在檢測水中綜合毒性時(shí)受到了很 大的阻礙。而且，目前發(fā)光菌毒性試驗(yàn)測定水質(zhì)毒性的方法仍存在結(jié)果重現(xiàn)性不好、報(bào)告結(jié) 果不統(tǒng)一等缺點(diǎn)，目前已有以氯化汞和硫酸鋅為標(biāo)準(zhǔn)毒性物質(zhì)的發(fā)光菌定量化毒性試驗(yàn)， 以期解決結(jié)果重現(xiàn)性不好、不統(tǒng)一的問題，但氯化汞為劇毒物質(zhì)，對環(huán)境污染嚴(yán)重，硫酸鋅 雖然對環(huán)境友好，但Zn2+在生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中屬于一般化學(xué)指標(biāo)，用其作為水環(huán)境中 的水質(zhì)毒性的代表不夠典型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種定量檢測水質(zhì)毒性的方法，該方 法能夠準(zhǔn)確、定量的表征水質(zhì)毒性，重現(xiàn)性好，結(jié)果統(tǒng)一，對環(huán)境污染小。本發(fā)明是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的
發(fā)明人在進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，有機(jī)毒物不但不會抑制發(fā)光菌的發(fā)光性，還具 有促進(jìn)作用，這樣在測定含有有機(jī)和無機(jī)毒性物質(zhì)的水樣使會使測量結(jié)果發(fā)生錯(cuò)誤，偏離 真實(shí)數(shù)據(jù)，發(fā)明人經(jīng)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在將發(fā)光菌用于檢測毒性物質(zhì)前，先對其進(jìn)行一定的 培養(yǎng)，則可使發(fā)光菌對有機(jī)物質(zhì)也同樣具有發(fā)光抑制性，使檢測水質(zhì)毒性時(shí)結(jié)果更加準(zhǔn)確。 另外，本發(fā)明經(jīng)過篩選，選用鉻離子作為標(biāo)準(zhǔn)毒性物質(zhì)，其對環(huán)境污染程度遠(yuǎn)小于氯化汞， 且是世界衛(wèi)生組織致癌物名單中的一種，在生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中屬于毒理指標(biāo)，限值為 0. 05mg/L，在地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中也有不同等級的限值，用其表征水質(zhì)毒性比較典型。
本發(fā)明技術(shù)方案如下
一種定量檢測水質(zhì)毒性的方法，其特征是包括以下步驟
(1)固體培養(yǎng)將發(fā)光菌在LB固體培養(yǎng)基中進(jìn)行固體培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為溫度 20-25°C，時(shí)間 20-24h ；
(2)液體培養(yǎng)將固體培養(yǎng)得到的發(fā)光菌菌種接種到液體LB培養(yǎng)基中，在20-25°C下 振蕩培養(yǎng)16_24h ；
(3)制備菌懸液取上述步驟(2)的含發(fā)光菌的液體培養(yǎng)基，進(jìn)行離心分離，然后用無 菌生理鹽水進(jìn)行懸浮，得OD值為0. 4-0. 9的菌懸液，待用；
(4)將菌懸液與不同濃度Cr6+溶液進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)，得不同濃度鉻離子對發(fā)光菌 的發(fā)光抑制率；
(5)以Cr6+濃度為橫坐標(biāo)，發(fā)光抑制率為縱坐標(biāo)，繪制Cr6+對發(fā)光抑制率的標(biāo)準(zhǔn)曲線；
(6)將待測水樣與菌懸液混合進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)，得發(fā)光菌抑制率，將待測水樣的 發(fā)光菌抑制率代入上述標(biāo)準(zhǔn)曲線，以Cr6+濃度表示該水樣的水質(zhì)毒性。上述方法中，進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)時(shí)，菌懸液與鉻離子溶液或與待測水樣的體積 比為1:1，反應(yīng)時(shí)間為10_15min。上述方法所用的發(fā)光菌為青?；【?。上述方法中，步驟(3)中離心分離的轉(zhuǎn)速為3000-4000r/min。上述方法中，液體培養(yǎng)時(shí)發(fā)光菌的接種量滿足所得發(fā)光菌的發(fā)光量在IO5-IO6的 要求。進(jìn)一步的，上述方法中，步驟(1)的培養(yǎng)條件為溫度22°C，時(shí)間Mh ；步驟(2)的 培養(yǎng)條件為溫度22°C，時(shí)間22h。為了使結(jié)果更加精確，上述方法中，待測水樣進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)時(shí)，設(shè)定3組平 行樣，取平均值。
本發(fā)明的有益效果是選擇Cr6+為標(biāo)準(zhǔn)毒性物質(zhì)，通過Cr6+對發(fā)光強(qiáng)度抑制率的曲線 實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)毒性的定量化評價(jià)，本發(fā)明的方法結(jié)果統(tǒng)一，重現(xiàn)性好，且通過對發(fā)光菌的處理 使有機(jī)毒性物質(zhì)和無機(jī)毒性物質(zhì)均能夠抑制發(fā)光菌的發(fā)光強(qiáng)度，對水質(zhì)綜合毒性的判斷更 加準(zhǔn)確，能夠?qū)λ|(zhì)污染狀況做出判斷，為突發(fā)性水質(zhì)污染和水廠的水處理技術(shù)提供支持， 降低由于飲用水暴露導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例2中Cr6+濃度對發(fā)光抑制率的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，應(yīng)該明白的是，下述說明僅是 為了解釋本發(fā)明，并不對其內(nèi)容進(jìn)行限定。本發(fā)明所用的LB固體培養(yǎng)基的配方如下胰蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、 氯化鈉10g/L、瓊脂粉18g/L。本發(fā)明所用的LB液體培養(yǎng)基的配方如下胰蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、 氯化鈉10g/L。實(shí)施例1
以青海弧菌為發(fā)光菌，檢測其進(jìn)行前處理和不進(jìn)行處理時(shí)對同一種物質(zhì)的發(fā)光抑制率情況
青?；【ㄟ^以下方法進(jìn)行前處理將青?；【贚B固體培養(yǎng)基上于22°C培養(yǎng)Mh， 將30個(gè)單菌落菌種接種到150ml液體LB培養(yǎng)基中，22°C振蕩培養(yǎng)20h ；將含有發(fā)光菌的液 體培養(yǎng)基在4000r/min的離心條件下進(jìn)行離心分離，再用無菌生理鹽水進(jìn)行懸浮，得OD值 為0. 9的菌懸液；
未經(jīng)處理的青海弧菌直接配成OD值為0. 9的菌懸液。
利用上述處理后的青?；【鷳乙汉臀唇?jīng)處理的菌懸液分別與0. lmg/L的三氯 甲烷、0. 00lmg/L的微囊藻毒素和0. 0lmg/L的揮發(fā)酚、0. 002mg/L的林丹按體積比1 1的比 例混合，在曝光IOmin后檢測發(fā)光抑制率，其結(jié)果見表1。從上述表格可以看出，經(jīng)本發(fā)明方法處理后的發(fā)光菌其檢測結(jié)果比未經(jīng)處理的準(zhǔn)確。實(shí)施例2
本具體實(shí)施例采用如下步驟
(1)將青?；【贚B固體培養(yǎng)基上于22°C培養(yǎng)Mh，將30個(gè)單菌落菌種接種到150ml 液體LB培養(yǎng)基中，22°C振蕩培養(yǎng)20h ；
(2)將含有發(fā)光菌的液體培養(yǎng)基在4000r/min的離心條件下進(jìn)行離心分離，再用無菌 生理鹽水進(jìn)行懸浮，得OD值為0. 9的菌懸液；
(3)將鉻離子在0.0025-0. 025mg/L之間選擇5個(gè)濃度點(diǎn)，分別為0. 0025mg/ L, 0. 005mg/L, 0. 0lmg/L, 0. 02mg/L, 0. 025mg/L,將菌懸液與不同濃度 Cr6+溶液以 1 1 的體積 比例進(jìn)行混合，菌種的曝光反應(yīng)時(shí)間統(tǒng)一控制在lOmin，反應(yīng)IOmin后進(jìn)行發(fā)光量的測定， 測得不同鉻離子的發(fā)光量的抑制率分別為18. 4%,45%,64. 2%,87. 9%,93. 9%，以Cr6+濃度為 橫坐標(biāo)，發(fā)光抑制率為縱坐標(biāo)，繪制Cr6+對發(fā)光抑制率的曲線，見圖1 ；
(4)采集日常城市水廠的進(jìn)廠水，設(shè)3個(gè)平行，將菌懸液與水樣以1 1的比例進(jìn)行混合， 菌種的曝光反應(yīng)時(shí)間統(tǒng)一控制在lOmin，反應(yīng)IOmin后進(jìn)行發(fā)光量的測定，測得待測水樣三 個(gè)平行樣的發(fā)光抑制率分別為47. 8%,46. 7%,48. 9%，平均發(fā)光抑制率為47. 8%，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果 代入Cr6+對發(fā)光抑制率的曲線，得水樣的水質(zhì)毒性相當(dāng)于0. 12mg/L鉻離子溶液的毒性。采用沒有經(jīng)過處理的青?；【鷮θ粘３鞘兴畯S的進(jìn)廠水進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)，所 得的發(fā)光菌抑制率為10%，由此可以，未經(jīng)處理的發(fā)光菌在檢測水質(zhì)綜合毒性時(shí)存在很大的 偏差。實(shí)施例3
本具體實(shí)施例采用如下步驟
(1)將青?；【贚B固體培養(yǎng)基上于20°C培養(yǎng)22h，將單菌落菌種接種到液體LB培養(yǎng) 基中，25°C振蕩培養(yǎng)16h，液體培養(yǎng)時(shí)發(fā)光菌的接種量滿足所得發(fā)光菌的發(fā)光量在IO5-IO6的要求；
(2)將含有發(fā)光菌的液體培養(yǎng)基在3500r/min的離心條件下進(jìn)行離心分離，再用無菌 生理鹽水進(jìn)行懸浮，得OD值為0. 7的菌懸液；
(3)將鉻離子在0.0025-0. 025mg/L之間選擇5個(gè)濃度點(diǎn)，分別為0. 0025mg/ L, 0. 005mg/L, 0. 01mg/L, 0. 02mg/L, 0. 025mg/L,將菌懸液與不同濃度 Cr6+溶液以 1 1 的體積 比例進(jìn)行混合，菌種的曝光反應(yīng)時(shí)間統(tǒng)一控制在15min，反應(yīng)15min后進(jìn)行發(fā)光量的測定， 測得不同鉻離子的發(fā)光量的抑制率分別為16. 4%,42. 4%,63. 1%，85. 8%,92. 8%，以Cr6+濃度 為橫坐標(biāo)，發(fā)光抑制率為縱坐標(biāo)，繪制Cr6+對發(fā)光抑制率的曲線；
(4)采集日常飲用水，設(shè)3個(gè)平行，將菌懸液與水樣以1 1的比例進(jìn)行混合，菌種的曝光 反應(yīng)時(shí)間統(tǒng)一控制在15min，反應(yīng)15min后進(jìn)行發(fā)光量的測定，測得待測水樣三個(gè)平行樣的 發(fā)光抑制率分別為42. 4%,43. 5%,42. 2%，平均發(fā)光抑制率為42. 7%，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果代入Cr6+對 發(fā)光抑制率的曲線，得水樣的水質(zhì)毒性相當(dāng)于0. 0053mg/L鉻離子溶液的毒性。 實(shí)施例4
本具體實(shí)施例采用如下步驟
(1)將青?；【贚B固體培養(yǎng)基上于25°C培養(yǎng)20h，將單菌落菌種接種到液體LB培養(yǎng) 基中，20°C振蕩培養(yǎng)Mh，接種量滿足所得發(fā)光菌的發(fā)光量在IO5-IO6的要求；
(2)將含有發(fā)光菌的液體培養(yǎng)基在3000r/min的離心條件下進(jìn)行離心分離，再用無菌 生理鹽水進(jìn)行懸浮，得OD值為0. 4的菌懸液；
(3)將鉻離子在0.0025-0. 025mg/L之間選擇5個(gè)濃度點(diǎn)，分別為0. 0025mg/ L, 0. 005mg/L, 0. 01mg/L, 0. 02mg/L, 0. 025mg/L,將菌懸液與不同濃度 Cr6+溶液以 1 1 的體積 比例進(jìn)行混合，菌種的曝光反應(yīng)時(shí)間統(tǒng)一控制在12min，反應(yīng)iaiiin后進(jìn)行發(fā)光量的測定， 測得不同鉻離子的發(fā)光量的抑制率分別為15. 6%,44%,65. 2%,88%,90. 2%，以Cr6+濃度為橫 坐標(biāo)，發(fā)光抑制率為縱坐標(biāo)，繪制Cr6+對發(fā)光抑制率的曲線；
(4)采集某水庫存水，設(shè)3個(gè)平行，將菌懸液與水樣以1 1的比例進(jìn)行混合，菌種的曝光 反應(yīng)時(shí)間統(tǒng)一控制在12min，反應(yīng)iaiiin后進(jìn)行發(fā)光量的測定，測得待測水樣三個(gè)平行樣的 發(fā)光抑制率分別為45. 7%,43. 8%,44. 3%，平均發(fā)光抑制率為44. 6%，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果代入Cr6+對 發(fā)光抑制率的曲線，得水樣的水質(zhì)毒性相當(dāng)于0. llmg/L鉻離子溶液的毒性。
權(quán)利要求
1.一種定量檢測水質(zhì)毒性的方法，其特征是包括以下步驟(1)固體培養(yǎng)將發(fā)光菌在LB固體培養(yǎng)基中進(jìn)行固體培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為溫度20-25°C， 時(shí)間 20-24h ；(2)液體培養(yǎng)將固體培養(yǎng)得到的發(fā)光菌菌種接種到液體LB培養(yǎng)基中，在20-25°C下振 蕩培養(yǎng)16-24h ；(3)制備菌懸液取上述步驟(2)的含發(fā)光菌的液體培養(yǎng)基，進(jìn)行離心分離，然后用無 菌生理鹽水進(jìn)行懸浮，得OD值為0. 4-0. 9的菌懸液，待用；(4)將菌懸液與不同濃度Cr6+溶液進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)，得不同濃度鉻離子對發(fā)光菌 的發(fā)光抑制率；(5)以Cr6+濃度為橫坐標(biāo)，發(fā)光抑制率為縱坐標(biāo)，繪制Cr6+對發(fā)光抑制率的標(biāo)準(zhǔn)曲線；(6)將待測水樣與菌懸液混合進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)，得發(fā)光菌抑制率，將待測水樣的發(fā) 光菌抑制率代入上述標(biāo)準(zhǔn)曲線，以Cr6+濃度表示該水樣的水質(zhì)毒性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)時(shí)，菌懸液與鉻離子溶 液或與待測水樣的體積比為1:1，反應(yīng)時(shí)間為10-15min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述發(fā)光菌為青海弧菌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(3)中離心分離的轉(zhuǎn)速為3000-40001·/min0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是液體培養(yǎng)時(shí)發(fā)光菌的接種量滿足所得發(fā)光 菌的發(fā)光量在IO5-IO6的要求。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(1)的培養(yǎng)條件為溫度22°C，時(shí)間 24h ；步驟(2)的培養(yǎng)條件為溫度22°C，時(shí)間22h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是待測水樣進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)時(shí)，設(shè)定3組 平行樣，取平均值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種定量檢測水質(zhì)毒性的方法，包括將發(fā)光菌在LB固體培養(yǎng)基中進(jìn)行固體培養(yǎng)，然后將培養(yǎng)所得的菌種接種到液體LB培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，將含發(fā)光菌的液體培養(yǎng)基離心分離，用無菌生理鹽水懸浮，得OD值為0.4-0.9的菌懸液；將菌懸液與不同濃度Cr6+溶液進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)，得Cr6+對發(fā)光抑制率的標(biāo)準(zhǔn)曲線；將待測水樣與菌懸液混合進(jìn)行發(fā)光菌毒性試驗(yàn)，得發(fā)光菌抑制率，將待測水樣的發(fā)光菌抑制率代入標(biāo)準(zhǔn)曲線，以Cr6+濃度表示該水樣的水質(zhì)毒性。本發(fā)明選擇Cr6+為標(biāo)準(zhǔn)毒性物質(zhì)，結(jié)果統(tǒng)一，重現(xiàn)性好，且通過對發(fā)光菌的處理使有機(jī)毒性物質(zhì)和無機(jī)毒性物質(zhì)均能夠抑制發(fā)光菌的發(fā)光強(qiáng)度，對水質(zhì)綜合毒性的判斷更加準(zhǔn)確。
文檔編號C12Q1/06GK102127588SQ20101058082
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者孫韶華, 宋艷, 賈瑞寶 申請人:濟(jì)南市供排水監(jiān)測中心