CN102127588B - 一种定量检测水质毒性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定量检测水质毒性的方法，包括：将发光菌在LB固体培养基中进行固体培养，然后将培养所得的菌种接种到液体LB培养基中进行培养，将含发光菌的液体培养基离心分离，用无菌生理盐水悬浮，得OD值为0.4-0.9的菌悬液；将菌悬液与不同浓度Cr6+溶液进行发光菌毒性试验，得Cr6+对发光抑制率的标准曲线；将待测水样与菌悬液混合进行发光菌毒性试验，得发光菌抑制率，将待测水样的发光菌抑制率代入标准曲线，以Cr6+浓度表示该水样的水质毒性。本发明选择Cr6+为标准毒性物质，结果统一，重现性好，且通过对发光菌的处理使有机毒性物质和无机毒性物质均能够抑制发光菌的发光强度，对水质综合毒性的判断更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及一种水质毒性的检测方法，具体涉及一种能够明确、准确、定量的检测出水质综合毒性的方法。
背景技术
人类在生活和生产活动中都离不开水，生活饮用水水质的优劣与人类健康密切相关。随着社会经济发展、科学进步和人民生活水平的提高，人们对生活饮用水的水质要求不断提高，饮用水水质标准也相应地不断发展和完善。饮用水对人体健康的影响并不仅仅表现在某种物质的含量上，而是表现在饮用水中所含的所有物质对人体的伤害，因此，检测饮用水的综合毒性是控制饮水质量、安全的关键。 为了保障饮水安全，降低环境恶化给饮用水水质带来的威胁，人们常采用各种方法对水质进行评价，以有效的掌握饮用水引起的健康风险。
发光菌毒性试验因其独特的生理特性，与现代光电检测手段结合具有快速、灵敏、简便等特点，检测结果可反映水中污染物的综合毒性，比测定单一组分污染物更具实际意义。但已有研究表明，不论是海洋发光菌还是淡水发光菌，在检测水质中的无机物时非常灵敏、准确，但是在检测有机物时却表现出不同的效果。用发光菌对有机物进行检测时，相对于阴性对照，有机物不但不抑制发光菌的发光性，反而促进其发光强度。由于水中可能含有有机和无机的多种物质，如果用传统的发光菌毒性试验进行水质综合毒性评价的话势必会使结果产生很大的偏差。由于这种原因，发光菌毒性试验在检测水中综合毒性时受到了很大的阻碍。而且，目前发光菌毒性试验测定水质毒性的方法仍存在结果重现性不好、报告结果不统一等缺点，目前已有以氯化汞和硫酸锌为标准毒性物质的发光菌定量化毒性试验，以期解决结果重现性不好、不统一的问题，但氯化汞为剧毒物质，对环境污染严重，硫酸锌虽然对环境友好，但Zn2+在生活饮用水卫生标准中属于一般化学指标，用其作为水环境中的水质毒性的代表不够典型。
发明内容
本发明针对上述现有技术中的不足，提供了一种定量检测水质毒性的方法，该方法能够准确、定量的表征水质毒性，重现性好，结果统一，对环境污染小。
本发明是通过以下措施实现的：
发明人在进行发光菌毒性试验时发现，有机毒物不但不会抑制发光菌的发光性，还具有促进作用，这样在测定含有有机和无机毒性物质的水样使会使测量结果发生错误，偏离真实数据，发明人经创造性实验，发现在将发光菌用于检测毒性物质前，先对其进行一定的培养，则可使发光菌对有机物质也同样具有发光抑制性，使检测水质毒性时结果更加准确。另外，本发明经过筛选，选用铬离子作为标准毒性物质，其对环境污染程度远小于氯化汞，且是世界卫生组织致癌物名单中的一种，在生活饮用水卫生标准中属于毒理指标，限值为0.05mg/L，在地表水环境质量标准中也有不同等级的限值，用其表征水质毒性比较典型。
本发明技术方案如下：
一种定量检测水质毒性的方法，其特征是包括以下步骤：
（1） 固体培养：将发光菌在LB固体培养基中进行固体培养，培养条件为：温度20-25℃，时间20-24h；
（2） 液体培养：将固体培养得到的发光菌菌种接种到液体LB培养基中，在20-25℃下振荡培养16-24h；
（3） 制备菌悬液：取上述步骤（2）的含发光菌的液体培养基，进行离心分离，然后用无菌生理盐水进行悬浮，得OD值为0.4-0.9的菌悬液，待用；
（4） 将菌悬液与不同浓度Cr6+溶液进行发光菌毒性试验，得不同浓度铬离子对发光菌的发光抑制率；
（5） 以Cr6+浓度为横坐标，发光抑制率为纵坐标，绘制Cr6+对发光抑制率的标准曲线；
（6） 将待测水样与菌悬液混合进行发光菌毒性试验，得发光菌抑制率，将待测水样的发光菌抑制率代入上述标准曲线，以Cr6+浓度表示该水样的水质毒性。
上述方法中，进行发光菌毒性试验时，菌悬液与铬离子溶液或与待测水样的体积比为1:1，反应时间为10-15min。
上述方法所用的发光菌为青海弧菌。
上述方法中，步骤（3）中离心分离的转速为3000-4000r/min。
上述方法中，液体培养时发光菌的接种量满足所得发光菌的发光量在105-106的要求。
进一步的，上述方法中，步骤（1）的培养条件为：温度22℃，时间24h；步骤（2）的培养条件为：温度22℃，时间22h。
为了使结果更加精确，上述方法中，待测水样进行发光菌毒性试验时，设定3组平行样，取平均值。
本发明的有益效果是：选择Cr6+为标准毒性物质，通过Cr6+对发光强度抑制率的曲线实现对水质毒性的定量化评价，本发明的方法结果统一，重现性好，且通过对发光菌的处理使有机毒性物质和无机毒性物质均能够抑制发光菌的发光强度，对水质综合毒性的判断更加准确，能够对水质污染状况做出判断，为突发性水质污染和水厂的水处理技术提供支持，降低由于饮用水暴露导致的风险。
附图说明
图1为本发明实施例2中Cr6+浓度对发光抑制率的标准曲线。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行进一步的阐述，应该明白的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
本发明所用的LB固体培养基的配方如下: 胰蛋白胨10g/L 、酵母提取物5g/L 、氯化钠10g/L、琼脂粉18g/L。
本发明所用的LB液体培养基的配方如下: 胰蛋白胨10g/L 、酵母提取物5g/L 、氯化钠10g/L。
实施例1
以青海弧菌为发光菌，检测其进行前处理和不进行处理时对同一种物质的发光抑制率情况：
青海弧菌通过以下方法进行前处理：将青海弧菌在LB固体培养基上于22℃培养24h，将30个单菌落菌种接种到150ml液体LB培养基中，22℃振荡培养20h；将含有发光菌的液体培养基在4000r/min的离心条件下进行离心分离，再用无菌生理盐水进行悬浮，得OD值为0.9的菌悬液；
未经处理的青海弧菌直接配成OD值为0.9的菌悬液。
利用上述处理后的青海弧菌菌悬液和未经处理的菌悬液分别与0.1mg/L的三氯甲烷、0.001mg/L的微囊藻毒素和0.01mg/L的挥发酚、0.002mg/L的林丹按体积比1:1的比例混合，在曝光10min后检测发光抑制率，其结果见表1。
从上述表格可以看出，经本发明方法处理后的发光菌其检测结果比未经处理的准确。
实施例2
本具体实施例采用如下步骤：
（1）将青海弧菌在LB固体培养基上于22℃培养24h，将30个单菌落菌种接种到150ml液体LB培养基中，22℃振荡培养20h；
（2）将含有发光菌的液体培养基在4000r/min的离心条件下进行离心分离，再用无菌生理盐水进行悬浮，得OD值为0.9的菌悬液；
（3）将铬离子在0.0025-0.025mg/L之间选择5个浓度点，分别为：0.0025mg/L,0.005mg/L,0.01mg/L,0.02mg/L,0.025mg/L，将菌悬液与不同浓度Cr6+溶液以1:1的体积比例进行混合，菌种的曝光反应时间统一控制在10min，反应10min后进行发光量的测定，测得不同铬离子的发光量的抑制率分别为18.4%，45%，64.2%，87.9%，93.9%，以Cr6+浓度为横坐标，发光抑制率为纵坐标，绘制Cr6+对发光抑制率的曲线，见图1；
（4）采集日常城市水厂的进厂水，设3个平行，将菌悬液与水样以1:1的比例进行混合，菌种的曝光反应时间统一控制在10min，反应10min后进行发光量的测定，测得待测水样三个平行样的发光抑制率分别为47.8%、46.7%、48.9%，平均发光抑制率为47.8%，将实验结果代入Cr6+对发光抑制率的曲线，得水样的水质毒性相当于0.12mg/L铬离子溶液的毒性。
采用没有经过处理的青海弧菌对日常城市水厂的进厂水进行发光菌毒性试验，所得的发光菌抑制率为10%，由此可以，未经处理的发光菌在检测水质综合毒性时存在很大的偏差。
实施例3
本具体实施例采用如下步骤：
（1）将青海弧菌在LB固体培养基上于20℃培养22h，将单菌落菌种接种到液体LB培养基中，25℃振荡培养16h，液体培养时发光菌的接种量满足所得发光菌的发光量在105-106的要求；
（2）将含有发光菌的液体培养基在3500r/min的离心条件下进行离心分离，再用无菌生理盐水进行悬浮，得OD值为0.7的菌悬液；
（3）将铬离子在0.0025-0.025mg/L之间选择5个浓度点，分别为：0.0025mg/L,0.005mg/L,0.01mg/L,0.02mg/L,0.025mg/L，将菌悬液与不同浓度Cr6+溶液以1:1的体积比例进行混合，菌种的曝光反应时间统一控制在15min，反应15min后进行发光量的测定，测得不同铬离子的发光量的抑制率分别为16.4%，42.4%，63.1%，85.8%，92.8%，以Cr6+浓度为横坐标，发光抑制率为纵坐标，绘制Cr6+对发光抑制率的曲线；
（4）采集日常饮用水，设3个平行，将菌悬液与水样以1:1的比例进行混合，菌种的曝光反应时间统一控制在15min，反应15min后进行发光量的测定，测得待测水样三个平行样的发光抑制率分别为42.4%、43.5%、42.2%，平均发光抑制率为42.7%，将实验结果代入Cr6+对发光抑制率的曲线，得水样的水质毒性相当于0.0053mg/L铬离子溶液的毒性。
实施例4
本具体实施例采用如下步骤：
（1）将青海弧菌在LB固体培养基上于25℃培养20h，将单菌落菌种接种到液体LB培养基中，20℃振荡培养24h，接种量满足所得发光菌的发光量在105-106的要求；
（2）将含有发光菌的液体培养基在3000r/min的离心条件下进行离心分离，再用无菌生理盐水进行悬浮，得OD值为0.4的菌悬液；
（3）将铬离子在0.0025-0.025mg/L之间选择5个浓度点，分别为：0.0025mg/L,0.005mg/L,0.01mg/L,0.02mg/L,0.025mg/L，将菌悬液与不同浓度Cr6+溶液以1:1的体积比例进行混合，菌种的曝光反应时间统一控制在12min，反应12min后进行发光量的测定，测得不同铬离子的发光量的抑制率分别为15.6%，44%，65.2%，88%，90.2%，以Cr6+浓度为横坐标，发光抑制率为纵坐标，绘制Cr6+对发光抑制率的曲线；
（4）采集某水库存水，设3个平行，将菌悬液与水样以1:1的比例进行混合，菌种的曝光反应时间统一控制在12min，反应12min后进行发光量的测定，测得待测水样三个平行样的发光抑制率分别为45.7%、43.8%、44.3%，平均发光抑制率为44.6%，将实验结果代入Cr6+对发光抑制率的曲线，得水样的水质毒性相当于0.11mg/L铬离子溶液的毒性。
Claims (3)
1.一种定量检测水质毒性的方法，其特征是包括以下步骤：
（1）固体培养：将发光菌在LB固体培养基中进行固体培养，培养条件为：温度20-25℃，时间20-24h；
（2）液体培养：将固体培养得到的发光菌菌种接种到液体LB培养基中，在20-25℃下振荡培养16-24h；
（3）制备菌悬液：取上述步骤（2）的含发光菌的液体培养基，进行离心分离，然后用无菌生理盐水进行悬浮，得OD值为0.4-0.9的菌悬液，待用；
（4）将菌悬液与不同浓度Cr6+溶液进行发光菌毒性试验，得不同浓度Cr6+对发光菌的发光抑制率；
（5）以Cr6+浓度为横坐标，发光抑制率为纵坐标，绘制Cr6+对发光抑制率的标准曲线；
（6）将待测水样与菌悬液混合进行发光菌毒性试验，得发光菌抑制率，将待测水样的发光菌抑制率代入上述标准曲线，以Cr6+浓度表示该水样的水质毒性；
所述发光菌为青海弧菌，进行发光菌毒性试验时，菌悬液与Cr6+溶液或与待测水样的体积比为1:1，反应时间为10-15min。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤（3）中离心分离的转速为3000-4000r/min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤（1）的培养条件为：温度22℃，时间24h；步骤（2）的培养条件为：温度22℃，时间22h。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征是：待测水样进行发光菌毒性试验时，设定3组平行样，取平均值。
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