CN104849425A - 一种测定水质生物毒性的方法 - Google Patents

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李梅
贾瑞宝
李汝
宋武昌
逯南南
张克峰
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Shandong Jianzhu University
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Abstract

本发明公开了一种测定水质生物毒性的方法，包括以下步骤：斑马鱼的驯养；驯养后斑马鱼的急性毒性试验，计算48h半致死浓度；驯养后斑马鱼的行为学试验，测定斑马鱼的运动速度变化，判断水质生物毒性。本发明将斑马鱼在水环境中的运动速度作为生物标志物进行评价污染物的生物毒性，对斑马鱼在水环境中的运动行为进行跟踪捕捉，直观的随时观察斑马鱼的运动轨迹，实时测定速度指标，实现利用斑马鱼运动速度变化测定水质生物毒性的定量化评价，短时间内将水质波动状况呈现出来，提高生物监测预警的及时性、灵敏性和准确性，为突发水体污染提供预警技术支持，保障供水水质安全。

Description

一种测定水质生物毒性的方法
技术领域
本发明涉及水质在线监测生物鱼领域，具体涉及一种测定水质生物毒性的方法，属于环境监测领域。
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。
水质生物在线监测涉及鱼类、水溞和发光菌，而鱼类作为进入食物链的主要水生经济物种已较早的被应用于水环境污染监测。对于水生鱼类而言，游泳能力与其摄食、回避灾害等生命活动密切相关，而游动速度是评价游泳能力的一项关键指标。将鱼类的生命活动变化用游动速度来体现更有利于将利用生物评价水质健康状况进行量化，实现利用斑马鱼游动速度变化测定水质生物毒性的定量表述。目前，大多数的检测方法是利用生物监测设备进行水质生物毒性，但仅作综合指标评定，是一项污染物整体对水生生物的作用结果，耗费大量的试验材料，极易造成忽略其对生物体本身某方面的影响，导致结果不准确，不灵敏，同时浪费大量的人力物力。
发明内容
本发明的目的是为解决上述现有技术中存在的不足，提供一种测定水质生物毒性的方法，该方法具有简单、快速、准确的优势。
本发明所采用的技术方案为：
一种测定水质生物毒性的方法，包括以下步骤：
（1）将斑马鱼在实验室条件下驯养；
（2）将驯养后斑马鱼置于标准稀释水和不同浓度的Cr6+溶液中，进行Cr6+胁迫下的急性毒性试验，统计斑马鱼的死亡率，计算48h半致死浓度；
（3）根据48h半致死浓度确定染毒单位，取驯养后斑马鱼进行斑马鱼行为学试验，测定斑马鱼的运动速度变化，进行显著性差异比较，判断水质生物毒性。
所述的，斑马鱼行为学试验包括以下步骤：
（1）选取48h的半致死浓度为一个染毒单位，即1TU；
（2）采用标准稀释水配制不同染毒单位的Cr6+溶液；
（3）以标准稀释水为对照组，不同染毒单位的Cr6+溶液为试验组，取驯养后斑马鱼进行试验，使用水质毒性生物监测仪48h连续监测对照组和实验组中斑马鱼的运动速度变化；
（4）将对照组和试验组斑马鱼的运动速度变化进行显著性差异比较，判断水质生物毒性。
所述的，斑马鱼行为学试验中，Cr6+溶液的浓度为染毒单位的0.01、0.1、0.5、1倍。
所述的，急性毒性试验中，Cr6+溶液的浓度为25mg/L、40mg/L、50mg/L、75mg/L和100 mg/L，均为标准稀释水配制。
所述的，斑马鱼在实验室条件下驯养为将斑马鱼置于室温25℃、连续曝气的标准稀释水中，每天喂食、清除粪便及食物残渣，驯养时间为7天，试验前一天停止喂食；驯养期间须保证斑马鱼的死亡率低于10%，若斑马鱼的死亡率高于10%，则更换一批鱼驯养。
所述的，标准稀释水是由去离子水配制的氯化钙溶液、硫酸镁溶液、碳酸氢钠溶液和氯化钾溶液所制备的，pH7.8±0.2，硬度为250mg/L（以碳酸钙计）。
本发明的有益效果：污染物进入水体环境造成斑马鱼某一项生命指标发生变化，而可能影响不到整体的生物生命指标，为弥补常规生物监测中利用生物鱼进行水质生物毒性综合评价的不灵敏性、耗费大量试验材料等缺陷，本发明将斑马鱼在水环境中的运动速度作为生物标志物进行评价污染物的生物毒性，对斑马鱼在水环境中的运动行为进行跟踪捕捉，直观的随时观察斑马鱼的运动轨迹，实时测定速度指标，实现利用斑马鱼运动速度变化测定水质生物毒性的定量化评价，短时间内将水质波动状况呈现出来，提高生物监测预警的及时性、灵敏性和准确性，为突发水体污染提供预警技术支持，保障供水水质安全。
附图说明
图1为实施例1中行为学试验在不同时间对斑马鱼运动速度抑制率的曲线。
具体实施方式
为了理解本发明，下面以实施例进一步说明本发明，但本发明并不限制于此。
本发明的斑马鱼参照GB/T13267-91（水质-物质对淡水鱼（斑马鱼）急性毒性测定方法）筛选，鱼体长30±5mm，体重0.3±0.1g，选自同一驯养池中规格大小一致的幼鱼，试验鱼无明显的疾病和肉眼可见的畸形。
本发明标准稀释水的配制方法参照GB/T13267-91（水质-物质对淡水鱼（斑马鱼）急性毒性测定方法）进行配制。
本发明斑马鱼急性毒性试验方法参照GB/T13267-91（水质-物质对淡水鱼（斑马鱼）急性毒性测定方法）进行静水式试验。
本发明斑马鱼行为学试验方法参照GB/T13267-91（水质-物质对淡水鱼（斑马鱼）急性毒性测定方法）进行半静态式流水试验，进水流速保持1L/h。
实施例1
一种测定水质生物毒性的方法，包括以下步骤：
（1）将斑马鱼置于室温25℃、连续曝气的标准稀释水中，每天喂食、清除粪便及食物残渣，驯养时间为7天，试验前一天停止喂食；驯养期间须保证斑马鱼的死亡率低于10%，若斑马鱼的死亡率高于10%，则更换一批鱼驯养；
（2）将驯养后斑马鱼置于标准稀释水和标准稀释水配制的不同浓度的Cr6+溶液中，Cr6+溶液的浓度为25mg/L、40mg/L、50mg/L、75mg/L和100 mg/L，共计6组实验，每组设置3个平行组，每组斑马鱼的数量为5条，进行Cr6+胁迫下的急性毒性试验，统计48h内斑马鱼的死亡率，数理统计软件SPSS计算48h半致死浓度，结果如表1所示；
（3）根据48h半致死浓度确定染毒单位，取驯养后斑马鱼进行斑马鱼行为学试验，测定斑马鱼的运动速度变化，进行显著性差异比较，以P值作为衡量重金属对斑马鱼速度影响大小的比较，判断水质生物毒性，结果如表2所示。
斑马鱼行为学试验包括以下步骤：
（1）选取48h的半致死浓度为一个染毒单位，即1TU；
（2）采用标准稀释水配制不同染毒单位的Cr6+溶液，Cr6+溶液的浓度为染毒单位的0.01、0.1、0.5、1倍；
（3）以标准稀释水为对照组，不同染毒单位的Cr6+为试验组，共计5组试验，每组设置3个平行组，每组斑马鱼的数量为5条，取驯养后斑马鱼在养殖箱内进行试验，采用蠕动泵连续注水进行半静态式流水试验，进水流速保持1L/h，水温恒定为25℃，使用水质毒性生物监测仪48h连续监测对照组和实验组中斑马鱼的运动速度变化；所有试验鱼加入养殖箱内时间间隔最长不得超过30min，尽可能保证鱼体不受磕碰和掉地危险，试验数据采用5条斑马鱼速度变化的平均值为测定数据。
（4）将对照组和实验组斑马鱼的运动速度变化通过数理统计软件SPSS进行显著性差异比较，判断水质生物毒性。
标准稀释水是由去离子水配制的氯化钙溶液、硫酸镁溶液、碳酸氢钠溶液和氯化钾溶液所制备的，pH7.8±0.2，硬度为250mg/L（以碳酸钙计），溶解氧8 mg/L。
表1  Cr6+胁迫下斑马鱼急性毒性试验结果
污染物/（mg/L） 胁迫时间/h 半致死率LC50/（mg/L） 95%的置信区间
Cr6+ 48 72.2 63.88-82.00
由表1可知，Cr6+胁迫48h的半致死率为72.2mg/L，确定行为学试验中Cr6+溶液的1个染毒单位为70mg/L。
表2 行为学试验中斑马鱼运动速度差异性比较
注：“—”表示污染物抑制鱼体行为变化，“**”表示污染物作用极其显著。
由表2可知，与对照组相比，实验组斑马鱼的运动速度具有显著差异性，因此可以利用斑马鱼运动速度指标参数进行水质生物毒性评价。行为学试验中，随着Cr6+溶液浓度的增大，斑马鱼的运动速度呈现明显的下降趋势，说明Cr6+的浓度与运动速度变化具有一定的相关性。
上述对比情况表明，通过斑马鱼在水环境中运动速度变化可以进行水质生物毒性定量化评价，为突发水体污染提供预警技术支持，保障供水水质安全。

Claims (6)

1.一种测定水质生物毒性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将斑马鱼在实验室条件下驯养；
（2）将驯养后斑马鱼置于标准稀释水和不同浓度的Cr6+溶液中，进行Cr6+胁迫下的急性毒性试验，统计斑马鱼的死亡率，计算48h半致死浓度；
（3）根据48h半致死浓度确定染毒单位，取驯养后斑马鱼进行斑马鱼行为学试验，测定斑马鱼的运动速度变化，进行显著性差异比较，判断水质生物毒性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述斑马鱼行为学试验包括以下步骤：
（1）选取48h的半致死浓度为一个染毒单位，即1TU；
（2）采用标准稀释水配制不同染毒单位的Cr6+溶液；
（3）以标准稀释水为对照组，不同染毒单位的Cr6+溶液为试验组，取驯养后斑马鱼进行试验，使用水质毒性生物监测仪48h连续监测对照组和实验组中斑马鱼的运动速度变化；
（4）将对照组和试验组斑马鱼的运动速度变化进行显著性差异比较，判断水质生物毒性。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述Cr6+溶液的浓度为染毒单位的0.01、0.1、0.5、1倍。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Cr6+溶液的浓度为25mg/L、40mg/L、50mg/L、75mg/L和100 mg/L，均为标准稀释水配制。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述斑马鱼在实验室条件下驯养为将斑马鱼置于室温25℃、连续曝气的标准稀释水中，每天喂食、清除粪便及食物残渣，驯养时间为7天，试验前一天停止喂食；驯养期间须保证斑马鱼的死亡率低于10%，若斑马鱼的死亡率高于10%，则更换一批鱼驯养。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述标准稀释水是由去离子水配制的氯化钙溶液、硫酸镁溶液、碳酸氢钠溶液和氯化钾溶液所制备的，pH7.8±0.2，硬度为250mg/L（以碳酸钙计）。
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