典型制药废水及其受纳水体的毒性研究

摘要

制药废水是我国工业废水重点处理处置目标。药物生产的全生命周期过程中，产生大量含有溶解性原材料、有机溶剂、有毒有害化学物质的废水。该废水具有难降解、组成复杂、COD值偏高的特点，并且废水中的有毒有害污染物质会导致严重的生态危害。我国以化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD5)、氨氮等理化指标作为制药行业废水排放管理标准，但是这些参数无法准确反映废水中残留的有毒有害物质对生态系统和人类的潜在毒害作用。生物毒性测试是监测水质安全的有效手段。利用水生生物进行水质毒性监测能够较好的反映综合废水中多种有毒物质复合暴露的实际毒性效应。本论文研究典型制药废水对水生生物的一般毒性和遗传毒性，以及水解酸化-好氧过程对该废水生物毒性的消减能力。比较研究制药废水受纳水体对国际标准模式生物-斑马鱼和本土物种-麦穗鱼的遗传毒性和氧化损伤作用，为控制制药废水的生态毒性和对人类健康的潜在危害提供科学依据。
　　比较制药废水对4个营养级别5种不同水生生物的一般毒性和遗传毒性，受试生物包括细菌（明亮发光杆菌）、浮游植物（斜生栅藻）、浮游动物（草履虫、大型蚤）和鱼类（斑马鱼）为受试生物。一般毒性结果显示，该制药废水处理过程水及排放水对斑马鱼致死效应的毒性单位(TU，100/LC50)在1.4～2.9，对大型蚤的活动抑制效应TU在1.0～2.7;草履虫致死效应TU在0～1.5;对斜生栅藻、发光细菌无明显生长抑制和发光抑制效应。4个营养级别生物对该制药废水毒性反应的灵敏性从高到低依次为，斑马鱼＞大型蚤＞草履虫＞明亮发光杆菌和斜生栅藻。提示该制药废水对高等生物毒性较强。斑马鱼肝细胞彗星实验结果显示，该制药废水在2％浓度下，即造成显著的DNA损伤作用。经过水解酸化-好氧法处理后，该制药废水水质达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》，但出水仍对草履虫、大型蚤和斑马鱼产生急性毒性作用，并对斑马鱼产生遗传毒性。
　　细河、蒲河是辽河流域制药行业污水排放的主要受纳水体。以国际通用物种斑马鱼和辽河流域本地物种麦穗鱼为受试生物进行细河、蒲河及二者汇入浑河后河段的毒性评价。各采样点对斑马鱼和麦穗鱼无致死作用。与对照组相比，细河上游、蒲河中游采样点对两种受试鱼类无显著遗传毒性。细河汇入浑河后下游、蒲河下游水体对受试鱼类表现为极显著的遗传毒性效应和氧化损伤作用。与通用物种斑马鱼相比，辽河流域本地物种麦穗鱼在DNA损伤和氧化损伤评价过程中，具有较高的生物灵敏性和稳定性，可作为辽河流域水质安全性评价的本土受试生物。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 制药废水生态效应和健康风险

1．1．1 制药废水的物理化学特征

1．1．2 制药废水的毒性特征研究

1．1．3 制药废水对受纳水体生态环境的影响

1．2 辽河流域制药行业废水排放及生态影响

1．2．1 制药废水对细河生态环境的影响

1．2．2 制药废水对蒲河生态环境的影响

1．3 综合废水水生生物毒性试验

1．3．1 综合废水毒性测试受试生物

1．3．1 综合废水毒性检测技术

1．3．3 毒性评价指标

1．4 选题依据、目的、意义及内容

2 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验试剂

2．1．2 试验仪器

2．1．3 水样采集

2．1．4 毒性试验受试生物

2．2 实验方法

2．2．1 理化指标的测定

2．2．2 急性毒性实验

2．2．3 遗传毒性实验

2．2．4 氧化应激性指标测定

2．2．5 质量控制／质量保证

2．3 数据分析

3 典型制药废水对水生生物的毒性效应

3．1 典型制药废水对5种生物急性毒性作用

3．2 典型制药废水对斑马鱼遗传毒性作用

3．3 小结

4 水解酸化-好氧处理制药废水的毒性消减效果评价

4．1 水解酸化-好氧法处理制药废水的一般毒性消减评价

4．1．1 明亮发光杆菌和藻类的毒性消减评价

4．1．2 草履虫急性毒性消减评价

4．1．3 大型蚤急性毒性消减评价

4．1．4 斑马鱼急性毒性消减评价

4．1．5 不同营养级别5种生物一般毒性灵敏性比较

4．1．6 毒性指标与理化指标变化的相关性分析

4．2 水解酸化-好氧处理后制药行业废水的遗传毒性消减评价

4．3 小结

5 辽河流域制药废水受纳水体-细河水质毒性评价

5．1 细河地表水遗传毒性特征

5．1．1 通用物种斑马鱼遗传毒性试验

5．1．2 本地物种麦穗鱼遗传毒性试验

5．1．3 地表水DNA损伤毒性指标与理化指标的相关性分析

5．1．4 斑马鱼与麦穗鱼遗传毒性效应的物种灵敏性

5．2 细河地表水氧化损伤毒性特征

5．2．1 通用物种斑马鱼肝脏氧化损伤作用

5．2．2 本地物种麦穗鱼肝脏氧化损伤作用

5．2．3 地表水氧化损伤毒性指标与理化指标的相关性分析

5．2．4 斑马鱼与麦穗鱼氧化损伤效应的物种灵敏性

5．3 小结

6 辽河流域制药废水受纳水体-蒲河水质毒性评价

6．1 蒲河地表水遗传毒性特征

6．2 蒲河地表水氧化损伤毒性特征

6．3 地表水毒性指标与理化指标的相关性分析

6．4 斑马鱼与麦穗鱼的遗传毒性和氧化损伤效应的物种灵敏性

6．5 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢