CN106771020A - 一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法 - Google Patents

Abstract

一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法，具体步骤如下：1.霍甫水丝蚓的驯养；2.沉积物-水体毒性系统的模拟；3.暴露试验；4.结果分析。本发明具有以下优点：1.本发明提供一种简单易操作的沉积物-水体毒性系统的模拟方法，采用常见的生物试验方法，试验装置简单合理，操作简单，可保证霍甫水丝蚓毒性试验的顺利有效开展，能够反映沉积物对霍甫水丝蚓的毒性大小，大多数实验室条件都可满足本试验的要求，可以普及使用。2.本发明的试验方法可为其他底栖寡毛类生物沉积物-水体毒性测试提供有力的参考和补充，可为我国沉积物环境基准的制定以及生态评估的有效开展提供可靠的技术支撑。

Description

一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法

技术领域：

本发明属于化学品的生物系统效应测试方法的技术领域，具体涉及一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法。

背景技术：

污染物通过直接排放、地表径流、干湿沉降等过程进入水体后，将在水体沉积物中逐步富集，成为污染物的蓄积库，对生活在其中的生物产生危害，在一定条件下，再次释放到水体，造成二次污染。因此，水体沉积物对污染物在水生生物中的富集以及在水环境中迁移转化起到了至关重要的作用，与整个生态系统以及人类健康有着密切的联系。重金属和持久性有机污染物能在水体沉积物中累积到很高的水平，具有重大的安全隐患。

沉积物质量基准是底栖生物免受特定化学物质危害的保护性临界水平，是化学物质和底栖生物之间剂量-效应关系的反映。沉积物质量基准不仅是对水质基准的完善，同时也是沉积物质量评估和对水生态系统风险评价的基础。计算沉积物质量基准需要大量的基础性毒性数据，尤其是沉积物中底栖生物的毒性试验数据。

在沉积物内，内底栖生物对沉积物结合物质呈现高暴露性。水生寡毛类生物作为内底栖生物，在水生系统的沉积物中扮演重要角色。通过生物扰动和被捕食，内底栖生物影响着污染物对其他生物的生物可利用性，如底栖鱼类。与表层底栖生物相比，内底栖寡毛类生物穴居在沉积物中，摄食沉积物颗粒，能够通过各种可能的途径暴露于污染物中，如接触并摄食污染沉积物，通过孔隙水和上覆水吸收沉积物。因此，底栖寡毛类生物是国际上推荐的沉积物毒性试验的模式生物。而在中国霍甫水丝蚓分布广泛，容易获得，容易在实验室内培养，能耐受的沉积物类型比较广泛，有对污染物敏感的生物终点指示指标，适合用于沉积物-水体毒性测试。

因此，设计有效的研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法，不仅可为其他底栖寡毛类生物沉积物-水体毒性测试提供有力的参考和补充，也可为我国沉积物环境基准的制定以及生态评估的有效开展提供可靠的技术支撑。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的最优试验方案，有效评价霍甫水丝蚓对沉积物结合污染物的延长暴露效应。本发明采用的技术方案是：一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法，所述方法包括以下步骤：

1.霍甫水丝蚓的驯养

霍甫水丝蚓必须保证单一种培养，保证培养，尤其是试验用水丝蚓无可见的疾病和畸形。试验前需完成受试生物的驯养。在实验室内长期持久培养至少1个月，水温23℃，水体pH(7.8±0.2)，自然光照(16∶8h)，每月投饵(玉米粉)两次，每周换水一次，持续温和曝气。于底部铺有脱脂棉基质的玻璃缸内驯养，保证最适的驯养环境，期间存活率不受影响，接近100％。试验前，挑出于曝气水中清肠24h。

2.水体-沉积物毒性系统模拟

集中采集干净均匀无污染沉积物，过筛，4℃恒温保存。确定沉积物性质，如TOC、pH、水分含量、粒度分布等。少量沉积物风干、研磨、过筛。对干燥的沉积物加标染毒，与湿沉积物搅拌混合，得到特定浓度的加标沉积物。加标之前，往沉积物中加入适量食物源。将沉积物与上覆水加入试验容器中，沉积物高度1.5～3cm，沉积物与上覆水的体积比1∶3.5～1∶4.5范围内，上覆水采用经曝气48h以上的优质自来水，实验室内稳定1～4周。

3.暴露试验

试验容器为容量至少250mL的玻璃容器。用化学分析方法测定沉积物实际加标浓度，每个容器投放至少10只清肠后，健康无损、尾部完整、体长一致的霍甫水丝蚓，试验设置空白组、至少5个浓度组，每组至少4个平行。室温下，自然光照(16∶8h)，低光照强度环境下进行。暴露时间在21～28d范围内，静态系统，期间不换水，不喂食。每天用吸管沿容器壁加去离子水，补足挥发水分。上覆水温和曝气(2～4个气泡/s)，通过固定于沉积物表面上至少2cm的巴斯德移液管以最大程度降低对沉积物的干扰。溶解氧不小于30％空气饱和值(ASV)。控制空气供给，工作日内每天调节。

4.结果分析

试验期间观察记录挖掘、筑巢、沉积物回避行为，暴露试验结束后，过筛沉积物，回收水丝蚓，记录存活数和生物量。采用数理统计方法，计算半数致死浓度LC₅₀、x％效应浓度ECx和无观察效应浓度NOEC值。

本发明具有如下优点：

1.霍甫水丝蚓作为我国常见的内底栖生物，分布广泛，易获得，易驯养，对于沉积物中结合污染物暴露充分，行为形态对毒性敏感，能够较好反映沉积物的毒性。

2.本发明提出了一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法，能够较好地反映沉积物的毒性，获得有效的沉积物毒性数据；开发了一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验系统，温和曝气，避免扰动系统中沉积物，为其他寡毛类生物沉积物毒性测试提供有力的参考和补充。该方法简单易行，基本上大多数实验室都可满足本试验的要求，适用于多种受试污染物，可以普及使用。

3.本发明的毒性试验方法可为我国沉积物环境基准的制定以及生态评估的有效展开提供合理的技术支撑。

附图说明：

附图为毒性试验容器的结构示意图：

其中：1、透明的烧杯；2、沉积物；3、上覆水；4、巴斯德吸管；5、橡皮筋；6、纱网；7、开口，加水口；8、接口，连接曝气装置。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

1.霍甫水丝蚓的驯养

根据实验要求选择单一种霍甫水丝蚓蠕虫，在实验室铺有脱脂棉的玻璃缸内驯养1个月，室温，自然光照，每周换水一次，每月投饵(玉米粉)两次，持续用曝气泵带动曝气头温和曝气，观察霍甫水丝蚓存活生长情况，存活率不得低于95％，将近100％最佳。试验前于曝气清水中清肠24h。

2.暴露试验

试验容器：容积为250mL的烧杯，沉积物高2cm，沉积物与上覆水体积比为1∶4，上覆水高约为8cm，巴斯德吸管口距离沉积物表面4cm处，曝气速度2～4个气泡/s。按照要求容器口用纱网覆盖，橡皮筋固定，留有斜面开口，便于每天用去离子水补足挥发水分。弱光照处实施。

实验室内模拟沉积物-水体中林丹对霍甫水丝蚓的毒性试验，以丙酮作为助溶剂给沉积物加标，加标前加入合适的食物源。试验设有空白浓度组、试剂空白组和浓度组，每组4个平行，对照组设5个平行。上覆水采用经曝气48h的优质自来水，每个容器投放12只清肠后健康无损，尾部完整，体长一致的霍甫水丝蚓。试验周期为28d，温和曝气，不更换上覆水，每天用吸管沿容器壁加去离子水，补足挥发水分。每天观察霍甫水丝蚓行为状态变化。

3.结果分析

28d暴露试验结束后，侧面、正面拍照，记录霍甫水丝蚓挖掘、筑巢和沉积物回避行为，之后过筛沉积物，回收存活霍甫水丝蚓，分别记录存活数量、尾部自断数量，以及水丝蚓干重，采用统计方法，计算林丹对霍甫水丝蚓的28d LC₅₀、自断效应浓度EC₅₀、生长抑制效应浓度ECx，甚至NOEC值。

Claims (5)

1.一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法，所述方法包括以下步骤：

1)霍甫水丝蚓的驯养

实验室内培养一个月以上，期间存活率接近100％，无可见的疾病和畸形，无异常反应。

2)沉积物-水体毒性系统的模拟

试验用沉积物洁净无污染，确定来源与性质，混合均匀，保证暴露试验内对照生物的存活和繁殖。沉积物高度1.5～3cm，沉积物与上覆水的体积比为1∶3.5～1∶4.5，稳定时间1～4周。

3)暴露试验

确定沉积物加标浓度，将霍甫水丝蚓投放在试验系统中。采用静态、半静态或动态系统，在沉积物中加入食物或试验期间定期喂食，暴露时间21～28d。

4)结果分析

试验期间观察记录挖掘、筑巢、沉积物回避行为，暴露试验结束后，过筛沉积物，同收霍甫水丝蚓，记录存活数和生物量。采用数理统计方法，计算半数致死浓度LC₅₀、x％效应浓度ECx和无观察效应浓度NOEC值。

2.如权利要求1所述的一种沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法，其特征在于：单一种培养，试验前禁食24h。

3.如权利要求1所述的一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法，其特征在于：沉积物加标前加入选定的食物源，暴露试验开始之前和结束之后测定沉积物中毒物的实际染毒浓度。

4.如权利要求书1所述的一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法，其特征在于：所述步骤3)暴露试验中，沉积物高度1.5～3cm，沉积物与上覆水加入容积至少250mL的玻璃试验装置中，温和曝气。

5.如权利要求4所述的一种研究沉积物-水体中霍甫水丝蚓毒性的试验方法，其特征在于：每个容器投放至少10只健康无损的霍甫水丝蚓，试验设置至少4个平行，试验期间每天用吸管沿器壁加去离子水，补足挥发的水分。