閔行區重點河道生物毒性監測與分析

顧佳萍

（上海市閔行區環境監測站，上海 201199）

1 引言

傳統的水質安全評價多由單一指標構成，但是目前常用的污染指標只能反映水中一些污染物的含量，并不能反映水體的整體毒性狀況。發光細菌法能快速直接地反映被測水體的毒性狀態，客觀地反映因水中多種污染物拮抗作用或協同作用對水體產生的實際影響，知曉對生物可能造成的侵害。發光細菌法相對目前的單一化指標有一定的優勢，通過兩者的結合和互補，能夠更好地反映河道地表水的污染程度和毒性現狀，目前已有一些利用發光細菌法評價地表水毒性的研究［1-3］。

發光細菌法的主要原理是有毒物質會影響發光細菌的發光強度，再通過測量發光強度的大小變化，來判斷有毒物質的毒性大小。根據相關的研究，隨著毒性物質的濃度增加，發光菌發光強度會降低，所以可根據發光細菌發光強度作為判別毒性物質毒性強弱的指標之一［4］。

本研究通過閔行區各個河道斷面測試所得的生物毒性數據，建立河道地表水生物毒性背景數據，繪制基準數據線，填補閔行區重點河道地表水生物毒性數據狀況的空白，而且能作為環境突發應急事件判斷水體污染狀況的比對背景。

2 研究方法

2.1 儀器設備與試劑

儀器設備為Deltatox II 生物毒性檢測儀，使用試劑為凍干細菌－費希爾弧菌、稀釋液、滲透壓調節液、超純水，除超純水外，其余試劑均為直接向廠商購得。

2.2 區域概況與樣品采集

從2017 年8 月到2019 年3 月，依據HJ/T 91—2002《地表水和污水監測技術規范》采集地表水樣品，每月采集1 次閔行區的重點河道地表水，共20個斷面。

2.3 樣品測定

使用Deltatox II 生物毒性檢測儀測定地表水中生物綜合毒性（表現為光損失或者光增長率），光損失越多，毒性越強，光損失100%，可能為原本發光細菌已全部死亡。實驗方法根據Deltatox II 生物毒性檢測儀廠商提供的步驟進行。

（1）放置試管A1～A11 和B1～B11，其中A1，B1為背景樣，其余為測試樣。

（2）加1 000 μL 稀釋液入A1。在測試水樣中各取1 000 μL 水樣對應加入A2～A11 中并搖勻。加100 μL 滲透壓調節液入A2～A11，使其混合均勻。

（3）配制混合水合試劑：1 瓶菌種＋300 μL 稀釋液，需充分混合，配制足夠數量的試劑。在B1～B11試管中各加100 μL 混合水合試劑，等待15 min。

（4）檢測儀開機，模式選擇B－TOX（低濃度檢測模式）。

（5）將背景試管B1 置于儀器分析倉內，讀取背景值。按順序將B2～B11 置入其中，讀值。測完后，儀器進入5 min 倒計時。

（6）立即從A1～A11 中取900 μL 樣本加到對應試管B1～B11 中，并混合均勻。

Quality control and result analysis for surface AWS data in Jiangsu and Anhui Provinces

（7）5 min 倒計時完成，順序將B1～B11 放入儀器分析倉內，讀值。

（8）將測得的發光細菌光增長率（光損失記為負值，光增長記為正值）加100%求得相對發光度（L）。

2.4 毒性判斷

發光細菌法毒性判斷主要根據發光細菌實驗前后的相對發光度。中國科學院南京土壤研究所［6］對毒性做出了分級標準，見表1。

表1 發光細菌相對發光度毒性判斷 %

3 結果與分析

3.1 發光細菌相對發光度數據分析

將閔行區20 個斷面所有月份得到的發光細菌相對發光度平均，得到每個斷面發光細菌的相對發光度，見表2。

表2 2017 年8 月—2019 年3 月閔行區重點河道地表水斷面發光細菌相對發光度 %

由表2 可以看出，20 個斷面的發光細菌相對發光度在104%～114%間波動，均大于90%，都是無毒的。相對發光度最高的是淡水河-顓興路斷面，最低的是大橫涇－航中路斷面。

20 個斷面的發光細菌相對發光度都超過了100%，發光細菌表現為光增長，其原因可能為：（1）斷面中汞、砷等有毒有害物質濃度較低，對發光細菌生長抑制作用較弱；（2）斷面中氨氮、總磷、總氮濃度較高，營養元素較多，對發光細菌的生長起到促進作用。

3.2 河道地表水水體生物毒性基準線

根據每個月的生物毒性測量數據即相對發光度，繪制河道地表水水體生物毒性基準線，為后續水體生物毒性判斷打基礎。由于生物毒性檢測儀故障，導致2017 年8 月至2019 年3 月間某幾個月數據缺失，同時閔行區2018 年起對區內河道陸續進行整治，因此某幾個斷面在整治的月份無法采集水樣，詳見圖1。

圖1 2017 年8 月—2019 年3 月閔行區重點河道地表水水體生物毒性基準線

從圖2 可以看出，20 個斷面每個月的發光細菌相對發光度波動幅度較大，波動范圍為91%～136%，均大于90%，都是無毒的。20 個斷面中有5 個斷面發光細菌相對發光度均大于等于100%，20 個斷面共監測了209 次，88.5%的數據大于等于100%，最高值出現在2019 年1 月周浦塘-三魯路斷面，最低值出現在2018 年11 月蟠龍港-諸翟鎮斷面，每個斷面的發光細菌相對發光度月際變化沒有明顯的相關性。

4 結語

（1）采用Deltatox Ⅱ生物毒性檢測儀檢測評價閔行區重點河道地表水生物毒性，所有斷面的發光細菌相對發光度均在90%以上，表明閔行區重點河道地表水生物毒性基本處在無毒水平，其中，相對發光度最高的是淡水河－顓興路斷面，最低的是大橫涇-航中路斷面。

（2）繪制了閔行區重點河道地表水2017 年8 月至2019 年3 月的基準數據線，共監測了20 個斷面12 個月的209 次相對發光度，建立了重點河道地表水生物毒性背景數據，為將來進一步的研究奠定基礎，也為應急突發河道污染事件中水體生物毒性的判斷提供參考依據。

（3）繪制的重點河道地表水毒性基準數據線月際變化不明顯，今后可進一步研究地表水生物毒性與各項理化指標（如汞、砷、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮、揮發酚、石油類等）之間的相關性，從而找出生物毒性的變化規律，為水質監測提供更好的參考。

（4）發光細菌法目前發展前景良好，隨著科技的發展以及對發光細菌更加深入的了解和研究，其將逐步發展成為在線實時監測方法，能更加方便管理以及更快地對突發狀況作出反應。