综合废水和环境水样遗传毒性评价新方法研究

摘要

综合废水中含有大量有毒有害的污染物，目前，国家检测综合废水的排放标准主要为色度、浊度、化学需氧量(COD)、pH等理化指标，缺乏毒性指标等生物监测，而理化指标只能反映污染物的瞬时浓度，无法反映污染物作用于环境的综合毒性效应和长期效应。众工业排放的废水虽然经过了复杂的排污处理，但是由于排放标准不完善，排放指标不完备，且废水中有毒物质往往具有“三致”效应，产生遗传毒性，对环境危害极大，而现有综合废水遗传毒性监测资料匮乏，将对我国的生态环境和经济的可持续发展以及人类健康带来严重的挑战和威胁，因此，对综合废水中遗传毒性物质的研究迫在眉睫。
　　通过阳性物重铬酸钾(K2Cr2O7)对草履虫急性毒性探究，并与标准水生指示生物大型蚤、斑马鱼对K2Cr2O7的急性毒性比较，得出草履虫的灵敏性与处于同一营养级的大型蚤相似，而高于斑马鱼。通过建立以草履虫为指示生物的遗传毒性试验，结果表明用草履虫作为水生指示生物进行生物毒性监测具有可行性。
　　本论文以印染废水、辽河流域代表性江段和大连市代表性河段水样为研究对象，采用草履虫作为指示生物，通过单细胞凝胶电泳试验(single cell gelelectrophoresis，SCGE)检测综合废水及环境水样的毒性特征及变化规律。印染废水急性毒性结果显示，原水、厌氧工段出水、排放水对草履虫的半数致死浓度(24h-LC50)分别为54％、41％、98％;遗传毒性结果显示，印染废水原水、经处理的排放水6.25％、12.25％稀释梯度下对草履虫造成的DNA损伤较对照组呈显著升高（p＜0.01），而排放水对草履虫的DNA损伤较原水无显著性差异。草履虫增殖速率结果显示，印染废水排放水50％稀释梯度以上对草履虫增殖速率有抑制作用。印染废水处理厂采用A/O工艺处理后，排放水符合国家印染行业废水排放标准，但排放水仍对草履虫产生急性毒性，且遗传毒性较原水没有显著降低。通过急性毒性指标与化学指标相关性分析，得出致死率与化学指标无显著相关性，以上结果表明水生生物毒性测试能有效补充化学分析，为印染废水行业全面达标排放提供依据。
　　本研究选取辽河流域4个代表性江段的水样进行综合毒性分析。急性毒性结果显示，除浑河流域下游沈阳段外其他三个采样点均无致死效应;遗传毒性结果显示，大伙房水库采样点对草履虫的DNA损伤与对照组相比无显著差异，而浑河流域上游抚顺段、浑河流域下游沈阳段、辽河流域盘锦段DNA损伤与对照组相比，均呈现极显著升高(p＜0.01)，该流域周边排放的工业废水和生活污水对水体产生较大污染。结果表明遗传毒性可以作为急性毒性的补充手段全面评价废水的毒性效应。
　　通过对大连市环境水样的四个采样点进行监测，急、亚慢性结果表明，四个采样点对草履虫不产生致死效应，无急、亚慢性毒性;增殖速率结果表明，四个采样点暴露于草履虫，对草履虫的增殖速率均无抑制作用。马栏河下游河段水质对草履虫的增殖抑制率大于马栏河上游，春柳河下游的增殖抑制率大于春柳河上游。以上结果说明，四个采样点水质较好，且两个河段上游水质均优于下游水质。
　　通过对比斑马鱼和草履虫分别作为指示生物暴露于印染废水产生的毒性特征表明，草履虫具有更高的灵敏性，且草履虫较易培养、省去单细胞悬浮液制备步骤、能准确分离活细胞和死细胞、所需样品量少等优点，说明草履虫可以作为良好的指示生物评价废水的综合毒性。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 综合废水和环境水样的毒性污染现状

1．1．1 水体污染现状

1．1．2 工业废水和生活污水

1．1．3 辽河流域

1．2 生物毒性测试

1．2．1 一般毒性

1．2．2 特殊毒性

1．3 水体毒性试验的指示生物

1．4 水质安全性评价

1．5 选题依据、，研究目的、意义与内容

1．5．1 选题依据和研究目的、意义

1．5．2 研究内容

2 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验生物培养

2．1．2 实验试剂

2．1．3 实验仪器

2．2 水样采集

2．2．1 印染废水的采集

2．2．2 辽河流域典型江段水样品的采集

2．2．3 大连市典型河段水样品的采集

2．3 试验方法

2．3．1 实验动物净化富集

2．3．2 实验动物生长曲线的确定

2．3．3 急性毒性试验

2．3．4 遗传毒性试验

2．3．5 增殖速率实验和游动行为试验

2．4 数据统计分析

3 印染废水不同处理工段的毒性研究

3．1 草履虫的生长曲线

3．2 阳性物对草履虫的急性毒性研究

3．3 印染废水不同处理工段出水的急性毒性

3．4 印染废水不同处理工段出水的遗传毒性

3．5 印染废水不同处理工段出水的的毒性指标与化学指标相关性分析

3．6 印染废水不同处理工段出水对草履虫增殖速率的影响

3．7 印染废水排放水对草履虫游动行为的影响

4 辽河流域采样点的毒性研究

4．1 辽河流域典型采样点的急、亚慢性毒性

4．2 辽河流域典型采样点的遗传毒性

5 大连市典型环境水样的毒性研究

5．1 大连市典型环境水样的急、亚慢性毒性

5．2 大连市典型环境水样对草履虫增殖速率的影响

6 比较草履虫和斑马鱼作为指示生物的灵敏性大小

6．1 对印染废水的急性毒性大小比较

6．2 对印染废水的遗传毒性大小比较

结论

参考文献

附录A 我国纺织印染行业废水排放标准(GB4287-1992)

附录B 彗星试验尾矩分析指标图解

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢