CN102715111A - 一种用钩虾进行沉积物加标毒理试验的溶解氧控制方法 - Google Patents

一种用钩虾进行沉积物加标毒理试验的溶解氧控制方法 Download PDF

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孙卫玲
蒋博峰
邓宝山
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Abstract

一种用钩虾进行沉积物加标毒理试验的溶解氧控制方法，包括下列步骤：将试验容器密封，仅留一小换气口，并采用气泵在水面表层进行曝气，调节曝气速率使溶解氧达到6mg/L左右。本发明在进行毒理试验的过程中对体系进行相对密封，这样一方面极大降低了由于上覆水的蒸发所导致的水中污染物含量的波动，另一方面也极大降低了上覆水与空气之间的氧气交换速率，使溶解氧更容易控制。另外，在表层水面曝气使曝气对沉积物的搅动最小。并且，本发明确定了最优溶解氧浓度为6mg/L左右，在此溶解氧浓度下做96h和10d钩虾毒理试验，空白对照样品钩虾的存活率较高，满足毒理试验的要求。

Description

一种用钩虾进行沉积物加标毒理试验的溶解氧控制方法
技术领域
本发明涉及用钩虾进行沉积物加标毒理试验时的曝气方法，具体包括曝气方式的选择，以及曝气速率的控制。
背景技术
水体沉积物是河流湖泊等的重要组成部分，也是水体底栖生物的主要生活场所和食物来源。作为污染物的“汇”和“源”，当其受到污染时，不仅会对底栖生物造成直接的危害，还会通过食物链的累积作用，对食物链上端的动物和人类造成间接的危害。因此，保护沉积物不受污染对维持一个良好的水生生态环境至关重要。
沉积物加标毒理试验是一种基于沉积物中污染物浓度与生物效应之间关系的方法。其实质是向清洁的沉积物中加入已知数量的特定污染物，测定水生生物的急性毒性或慢性毒性效应指标，建立污染物和水生生物之间的剂量-效应关系，以此来了解沉积物中污染物对生物的危害，并达到监测和科学管理沉积物污染的目的。该方法适用于所有污染物和沉积物类型，并且与其它方法相比，该方法可以得到污染物的剂量-效应关系，也可用来验证其它方法建立的基准值，因此具有很广阔的应用前景。
目前，沉积物加标毒理试验广泛使用钩虾作为试验生物。钩虾属于端足目，钩虾科，甲壳纲动物，为本目约80个科中最大的科，具有端足类的基本体型，体两侧扁平，头部有一对长触角，胸部有7对步足，腹肢6对，前对用于游泳，后3对用于在硬物上行动。尾部有一对后足在身体弯曲时可以帮助摄食。钩虾只见于北半球，多在淡水中，少数在咸淡水和沿海。其具有重要的经济价值，不少种类是经济鱼、蟹类、鲸等的重要饵料。同时，作为水生生态系统中的重要类群，其在水生生态系统能量传递和物质循环中起重要作用，同时具有对沉积物污染物毒性具有较高的敏感性、直接与沉积物接触和能耐受不同性质沉积物等特点，因此已被广泛地运用于沉积物毒理学试验。其对于沉积物污染的监测具有广泛的应用前景，其监测对象可以包括农药，重金属离子，有机污染物等。
通常，很多研究选择96h或10d作为沉积物加标毒理试验的持续时间。在进行试验时，除了试验生物的选择外，试验条件的控制对结果的影响也很大。温度、光周期和溶解氧等参数都会影响到钩虾的生物指标（存活率、生长状况、繁殖能力等）。目前，国内并无沉积物加标毒理试验的标准方法，而美国材料与试验协会（American Society for TestingMaterial,ASTM）则提出了用钩虾进行10d沉积物加标毒理试验的标准方法（E 1706-05ε1）。温度、光周期等参数较易控制，并且在方法中有严格的规定——温度控制在23℃，光周期为16L：8D。方法中规定溶解氧要通过曝气来维持并控制在2.5mg/L以上，但对于如何曝气和究竟维持怎样的溶解氧浓度并无详细描述。然而，水中溶解氧是底栖生物获得氧气的来源，是其生存不可缺少的条件。因此，具体如何曝气和维持怎样的溶解氧浓度，是值得研究的问题。
发明内容
发明目的：本发明针对毒理试验过程中溶解氧控制的问题，提供了一种溶解氧的控制方法和最佳溶解氧控制浓度，以便更好的进行试验。
技术方案：在毒理试验的过程中，将试验容器密封，仅留一小换气口。之后用气泵在表层水面曝气，调节曝气量使水中溶解氧控制在6mg/L左右。
优点：本发明在进行毒理试验的过程中对体系进行相对密封，这样一方面极大降低了由于上覆水的蒸发所导致的水中污染物含量的波动，另一方面也极大降低了上覆水与空气之间的氧气交换速率，使溶解氧更容易控制。另外，在表层水面曝气使曝气对沉积物的搅动最小。并且，本发明确定了最优溶解氧浓度为6mg/L左右，在此溶解氧浓度下，钩虾的存活率较高。
附图说明
图1为实施例1条件下水中溶解氧和钩虾存活率的变化情况。
图2为实施例2条件下水中不同溶解氧浓度情况下，钩虾96h和10d存活率的变化情况。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步的描述，但本发明不止限于这些实例。采用的钩虾采自北京郊区，之后运回试验室后饲养，使之适应实验室条件后再进行试验。钩虾以石英砂或清洁沉积物为基质，在去氯的自来水中饲养，隔一天饲喂不含色素的金鱼饵料一次。选择用作试验的钩虾的生命阶段和体长要相似。
实施例1
在300mL烧杯中加入清洁沉积物（常规处理方案）45g，上覆水180mL，使水土比达到4:1，温度控制在23℃左右，光周期为16L：8D，pH为中性。投入15只钩虾，将烧杯密封，不曝气，进行10d（240h）毒理试验。试验前72h每隔12h测一次水中溶解氧，并记录一次钩虾存活情况。之后每隔24h测一次水中溶解氧，并记录一次钩虾存活情况。测试结果如图1所示，水中溶解氧经过12h便由开始的7-8mg/L，降低到4mg/L左右。经过36-48h后，水中溶解氧基本稳定在3-4mg/L左右。此后，在168-192h后，溶解氧再一次下降到3mg/L以下。另外，当溶解氧经过36-48h，从7-8mg/L降低并稳定在3-4mg/L时，钩虾的存活率也经历了一个降低并稳定的过程。而在168-192h后钩虾的存活率随着溶解氧的降低再一次降低。因此，钩虾的存活率与水中溶解氧浓度相关。这也说明溶解氧的控制对毒理试验的重要性。
实施例2
在300mL烧杯中加入清洁沉积物45g，上覆水180mL，使水土比达到4:1，温度控制在23℃左右，光周期为16L：8D，pH为中性。投入15只钩虾，将烧杯密封，控制气泵曝气量获得一系列溶解氧浓度含量（3-8mg/L），进行10d（240h）毒理试验。试验前72h每隔12h测一次水中溶解氧，并记录一次钩虾存活情况。之后每隔24h测一次水中溶解氧，并记录一次钩虾存活情况。由此获得钩虾96h和10d毒理试验的测试结果（图2）。如图所示，当溶解氧浓度在6mg/L左右时，钩虾的96h和10d的存活率最高。当溶解氧浓度低于或高于该溶解氧浓度时，钩虾的存活率都较低。并且，当溶解氧控制在6mg/L左右时，钩虾的96h存活率大于90%，10d存活率大于80%，满足毒理试验空白组钩虾存活率应大于80%的要求。

Claims (3)

1.一种用钩虾进行沉积物加标毒理试验的溶解氧控制方法，其特征在于包括下列步骤：在进行96h和10d毒理试验时，将清洁沉积物与水配置4:1的培养环境，温度控制在23℃左右，光周期为16L：8D，pH为中性，将试验容器相对密封，仅留一小换气口，同时在水面表层曝气，调节曝气量达到最优溶解氧浓度。
2.根据权利要求1所述用钩虾进行沉积物加标毒理试验的溶解氧控制方法，所述在水面表层曝气为用气泵在水面表层进行曝气。
3.根据权利要求1或2所述用钩虾进行沉积物加标毒理试验的溶解氧控制方法，其特征在于给出了最优溶解氧浓度为6mg/L。
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