淺析工業廢水中生物毒性的研究

摘 要：對污染水體進行生物毒性檢驗，可以全面了解污染水體中蘊含的綜合毒性，從而預測和控制水體中化學物質污染情況。近年來，我國工業廢水處理中都會對其進行生物毒性檢測，以進一步預測和控制水體中的污染物質，提高工業廢水處理成效。本文主要深入研究我國目前工業廢水的生物毒性種類及檢驗方法，為相關研究提供一些參考。

關鍵詞：工業廢水；生物毒性；試驗；研究

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

1 引言

最近幾年，我國社會經濟飛速發展，工業生產發展迅速，由此帶來的工業水污染情況日益嚴重。為進一步了解工業廢水的污染情況，我國目前已積極研發出高效、靈敏的環境檢測方法，其中可劃分成理化分析和生物毒性監測兩類方法。理化分析方法主要應用是測試工業廢水中的常規指標，該方法操作簡便，使用簡單。但工業廢水中往往會混有一些有毒物質，理化分析方法只能簡單測定某一項有毒物質的濃度及超標情況，無法真實反映水中污染物的生物學毒性和綜合累積效應。生物毒性監測能連續監測污染物對水質環境的影響，全面分析經處理后水體的綜合毒性，為水質環境評價提供可靠的參考數據。

2 工業廢水中生物毒性種類

生物毒性是指廢水中能對生物機體帶來損害的性質和能力，一般包括以下3種類型：

（1）急性毒性和慢性毒性。急性毒性是指生物機體在一次接觸或24小時內多次接觸外源化學物質之后，在短期內出現的毒性效應，這種效應是迅速而強烈的；相反，慢性毒性是指生物機體在長期內多次接觸外源化學物質所出現的毒性效應，這種效應相對遲緩，需要較長的試驗期才能檢測出來，具體試驗期長短需求根據受試驗物質的具體要求和實驗機體的物種來決定。（2）致突變性和遺傳毒性。致突變性和遺傳毒性是指生物機體與外源化學物質相互接觸后，直接損壞DNA遺傳物質或引起染色體上的基因變化的化學效應。這種毒性會引起遺傳物質突變，從而造成遺傳物質復制錯誤、染色體形態和結構改變，引起遺傳物質缺失和疾病。（3）內分泌干擾性。內分泌干擾性是指能夠對生物機體內分泌功能帶來改變，同時對生物機體、后代產生有害作用的外源化學物質所引起的影響。在工業生產過程中產生的內分泌干擾物主要包括烷基酚類、金屬類、鄰苯二甲酸酯類、多氯聯苯類等。

3 工業廢水中生物毒性測試的研究進展

3.1 急性毒性測試

就目前而言，我國急性毒性測試方法主要分為發光細菌毒性試驗、藻類毒性試驗、魚的毒性試驗和蚤類毒性試驗等四類。

（1）發光細菌毒性試驗。發光細菌具有發光功能，可以在正常生理過程中發出藍綠色光。一旦發光細菌與毒性物質相接觸，其呼吸作用會受到干擾，從而影響其正常生長，發光作用被抑制。發光細菌急性毒性測試就是利用發光細菌的發光性來設計的，通過測定工業廢水樣品短期內發光細菌的發光抑制程度來判斷廢水樣品對生物代謝活動的影響，從而檢測工業廢水中的生物毒性。（2）藻類毒性試驗。作為水生生態系統中的重要生產者，藻類植物具有繁殖快速、個體微小、容易分離和培養、對毒物敏感的特點，而且能夠在藻類個體上直接觀察到細胞的中毒癥狀，是一種簡單易得的生物毒性試驗材料。藻類毒性試驗就是利用藻類這一鮮明特點，來判斷工業廢水中生物毒性程度。（3）魚的毒性試驗。魚類能靈敏感受水體環境的變化，一旦水體有毒物質達到一定濃度時，就會引起中毒反應，造成水體污染。此外，魚類數量大、種類多、容易獲取，因此被廣泛應用于水體有毒有害物質和廢水的生物毒性監測和評價，便于人們科學制定廢水排放標準和水體處理標準，還有利于人們全面監測水體中生物毒性情況。魚類對有毒物質的感應比大型水蚤、藻類等靈敏，對工業廢水的毒性監測也十分敏感，因此，魚類急性毒性試驗極其便捷、高效、靈敏。（4）蚤類毒性試驗。水蚤是一種繁殖能力強、分布廣泛、靈敏感應多種毒物的浮游動物，是國際上應用廣泛的標準型水體生物毒性實驗生物，但大型水蚤的前期養殖工作較于養殖藻類、發光細菌要困難。水蚤作為工業廢水中生物毒性的試驗生物，能有效劃分廢水的毒性級別，快速確定優先監測和重點控制的工業污染源。

3.2 遺傳毒性測試

目前，檢測工業廢水中致突變和遺傳毒性的試驗包括Ames試驗和umu試驗。其中，Ames試驗是傳統的遺傳毒性監測方法，具有敏感、迅速、高效、經濟的優點，多用于測試混合型工業廢水的生物毒性，全面反映多種污染物共同作用的綜合效應。umu試驗是針對DNA損傷時誘導SOS反應而表達umuC基因這一現象而構建并逐漸完善起來的用于檢測水體環境誘變物的短期性篩選試驗。該試驗方法經濟實惠、反應靈敏、快速高效，而且試驗結果與我國絕大部分自來水廠致突變性檢測所用的Ames試驗結果相一致。在用Ames試驗和umu試驗檢測廢水中致突變和遺傳毒性時，還能追蹤污染源，為工業廢水的處理和控制提供重要依據。

3.3 內分泌干擾性測試

事實上，不同內分泌干擾物的化學結構差異較大，只從結構上分析激素作用是不科學的。目前，雌激素受體重組基因酵母檢測法是我國常用的用于檢測廢水中類雌激素物質的方法，其原理是以水體環境內分泌干擾物在生物體內的作用為基礎，該試驗方法具有原理簡單、經濟實惠、操作簡單的特點，因此被廣泛應用于工業廢水生物毒性檢測中。許多工業廢水中都會存在生物毒性，為全面分析水中的生物毒性，有必要采用多種測試方法綜合評價水質的生物毒性。

4 結束語

綜上所述，對工業廢水進行生物毒性研究是科學制定水質處理與控制方案的關鍵，但生物毒性試驗無法有效識別真正引起毒性的污染物質，難以在實際工業廢水處理中高效控制污染物。為此，在對工業廢水進行生物毒性監測時，應采用多種方法結合的方式，綜合生物毒性試驗、化學分離技術、理化分析技術等方法，有效鑒別工業廢水中的毒性物質，有利于更好地制定科學合理的毒性物質去除方案，滿足水質安全保障要求。另一方面，由于工業廢水中的毒性物質來源廣泛，更存在多種多樣的復合型污染物質，它們之間可能會多種作用，例如協同作用、及抗作用或疊加作用，因此，單一的生物毒性試驗有時并不能綜合表達廢水污染情況，我們必須更加積極地去探索研究聯合毒性監測試驗方法，推動我國工業廢水生物毒性處理工藝的發展。

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