修壘 李專 王霞 安平平

摘 要：發(fā)光菌作為指示生物用于水質(zhì)的生物毒性測定具有快速、靈敏、低廉等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用于環(huán)境毒物綜合急性毒性測定、篩查、監(jiān)測及特異毒物監(jiān)測中。本研究選取了四種重金屬（汞、鋅、鎘、鉻）和兩種農(nóng)藥（氯氰菊酯和敵敵畏）作為污染物，測定其對發(fā)光菌的毒性影響，并計(jì)算各污染物對發(fā)光菌的半致死濃度。結(jié)果顯示，重金屬對于發(fā)光細(xì)菌的毒性大小排序?yàn)镠g2+ > Cd2+ > Cr6+> Zn2+，，農(nóng)藥對于發(fā)光菌的毒性大小排序?yàn)槁惹杈挣?敵敵畏。

關(guān)鍵詞：生物毒性 發(fā)光菌 重金屬 農(nóng)藥

中圖分類號：S859 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0099-03

發(fā)光細(xì)菌是一類在正常的生理?xiàng)l件下能夠發(fā)射可見熒光的細(xì)菌[1-3]，這種可見熒光波長在450～490 nm之間，在黑暗處肉眼可見。在一定的試驗(yàn)條件下發(fā)光強(qiáng)度是恒定的。與外來受試物接觸后，由于毒物具有抑制發(fā)光的作用，發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光強(qiáng)度即有所改變，變化的程度與受試物的濃度在一定范圍內(nèi)呈相關(guān)關(guān)系，同時(shí)與該物質(zhì)的毒性大小有關(guān)。發(fā)光菌作為指示生物用于水質(zhì)的生物毒性測定具有快速、靈敏、低廉等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用于環(huán)境毒物綜合急性毒性測定、篩查、監(jiān)測及特異毒物監(jiān)測中。

本研究選用的青?；【鶴67是一種淡水型發(fā)光菌[4-6]，它的發(fā)光不需要高鹽濃度，因此對淡水樣品不需要添加大量的NaCl，使水樣化學(xué)性質(zhì)不會發(fā)生改變。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)生物

試驗(yàn)推薦選用青?；【鶴67（Vibrio qinghaiensissp-Q67） 作為實(shí)驗(yàn)生物，使用其凍干粉劑，保存方法：-20 ℃避光保存；保質(zhì)期：-20 ℃以下保存6個(gè)月；飲用水安全快速檢測儀BHP9514型。

1.2 試驗(yàn)方法

以淡水菌青海弧菌Q67作為受試對象

（1）取一支青?；【鶴67凍干粉置于室溫（20℃左右）平衡15 min。

（2）取0.5 mL復(fù)蘇稀釋液（活化凍干粉）加入到平衡后的青?；【鶴67凍干粉試劑瓶中。

（3）溶解后的凍干粉溶液置于室溫下10 min后用于測定樣品。

（4）標(biāo)準(zhǔn)品（空白對照）制備：取2 mL復(fù)蘇稀釋液加入到干凈的測試管中。

（5）待測樣品溶液配制：將待測樣品與滲透壓調(diào)節(jié)液以19：1的比例混勻，配制成待測樣品溶液，取待測樣品溶液2 mL加入到干凈的測試管中。

（6）向各測試管中依次加入0.05 mL凍干粉溶液，輕輕振蕩，使之充分搖勻，放置15 min后測定發(fā)光值。

1.3 質(zhì)量保證和質(zhì)量控制

每支發(fā)光菌的發(fā)光強(qiáng)度和穩(wěn)定性不盡相同，同批次樣品測定過程中應(yīng)使用同一支發(fā)光菌。如果一支不夠用，可采用同批次多支混合后方可使用[7]。

干粉溶液配制后應(yīng)即刻使用。

為減小人為操作所產(chǎn)生的誤差，建議每組樣品至少做2個(gè)平行。樣品兩次測定的結(jié)果其相對誤差≤15%。

為檢測凍干粉質(zhì)量，取5支同批次的凍干粉，測定其相對發(fā)光率，并計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差<20%。

2 結(jié)果與分析

2.1 重金屬對發(fā)光菌的毒性影響

將不同濃度的重金屬溶液加入帶有復(fù)活發(fā)光細(xì)菌的比色管中，待反應(yīng)15 min后用毒性檢測儀檢測發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光強(qiáng)度，通過曲線方程式計(jì)算得出EC50。

由表1，Hg2+毒性最強(qiáng)，EC50為0.155 mg/L，這四種重金屬對于發(fā)光細(xì)菌的毒性大小排序?yàn)镠g2+ > Cd2+ > Cr6+> Zn2+。有學(xué)者在研究重金屬對光合細(xì)菌沼澤紅假單胞菌的毒性效應(yīng)時(shí)，得出Cd2+、Cr6+對沼澤紅假單胞菌的毒性大小也是Cd2+ > Cr6+，同時(shí)提出來不同金屬離子對光合細(xì)菌生長抑制的毒性大小不同可能與其細(xì)胞壁親和性不同有關(guān)[8]。因?yàn)楣夂霞?xì)菌細(xì)胞壁與藻類一樣，同樣帶負(fù)電荷和氨基、羥基等官能團(tuán)，因而對帶正電荷的金屬離子具親和性。由于金屬離子與藻類細(xì)胞壁的這種親和性是導(dǎo)致金屬抑制藻類生長的主要原因，與藻類親和性強(qiáng)的金屬離子對抑制藻類生長的毒性越強(qiáng)，所以，猜測和藻類有相似細(xì)胞壁的光合細(xì)菌，受重金屬的抑制的機(jī)理也和細(xì)胞壁對重金屬的親和力有關(guān)。

2.2 農(nóng)藥對發(fā)光細(xì)菌的毒性

將不同濃度的重金屬溶液加入帶有復(fù)活發(fā)光細(xì)菌的比色管中，待反應(yīng)15 min后用毒性檢測儀檢測發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光強(qiáng)度，通過曲線方程式計(jì)算得出EC50。

圖5，當(dāng)氯氰菊酯的濃度為50μg/L時(shí)，發(fā)光百分率為94.6%；濃度為75μg/L時(shí)，發(fā)光百分率為80.6%；濃度為100μg/L時(shí)，發(fā)光百分率為66.4%；濃度為200μg/L時(shí)，發(fā)光百分率為33.5%。圖6，當(dāng)敵敵畏的濃度為50 mg/L時(shí)，發(fā)光百分率為92.5%；濃度為100 mg/L時(shí)，發(fā)光百分率為70.5%；濃度150 mg/L時(shí)，發(fā)光百分率為56.5%；濃度為200 mg/L時(shí)，發(fā)光百分率為40.4%。

由表2可見，氯氰菊酯和敵敵畏對于發(fā)光菌的LC50分別為0.153 mg/L和16 mg/L。氯氰菊酯對發(fā)光菌的毒性明顯大于敵敵畏對發(fā)光菌的毒性。

3 結(jié)語

不同的污染物對于淡水發(fā)光細(xì)菌Q67的發(fā)光抑制程度都不一樣，本次選取的幾種污染物，重金屬的毒性大小排序?yàn)镠g2+ >Cd2+>Cr6+>Zn2+，農(nóng)藥的毒性大小排序?yàn)槁惹杈挣?敵敵畏。建議將來選取更多的污染物為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并分析毒性機(jī)理。

參考文獻(xiàn)

[1] Farre M， Pasini O，Alonso M C，et al.Toxicity assessment of organic pollution in wastewaters using a bacterial biosensor [J]. Analytica Chimica Acta，2001，426（2）：155-165.

[2] Bulich A A，Isenberg D L. Use of the luminescent bacterial system for the rapid assessment of aquatic toxicity[J].ISA Transactions，1981，20（1）：29-32.

[3] 朱文杰，汪杰.發(fā)光細(xì)菌一新種——青?；【鶾J].海洋與湖泊，1994，25（3）： 273-279.

[4] 喬鴻澤，顧宗濂，謝思琴.用發(fā)光細(xì)菌測定法定量表征污染水體的毒性[J].環(huán)境科技，1993（5）：11-13.

[5] 王敬哲，趙毅紅.發(fā)光細(xì)菌法測定造紙廢水的生物毒性[J].環(huán)境保護(hù)，1995（4）： 25-32.

[6] 朱文杰，鄭天凌，李偉民，等.發(fā)光細(xì)菌與環(huán)境毒性檢測[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2009：90-99.

[7] 國家環(huán)境保護(hù)局.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].4版.（增補(bǔ)版）北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[8] 全亞玲，歐小兵，戴靜，等.重金屬脅迫培養(yǎng)對沼澤紅假單胞菌生長的影響[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，38（4）：570-573.