发光细菌法在国内水质监测中的应用进展

发光细菌法在国内水质监测中的应用进展摘要：发光细菌法由于具有快速、灵敏、成本低廉且其操作方式简便、测量结果一目了然等诸多优点，近些年来受到了相关科研工作者及企业的广泛关注。本文在查阅了大量文献的基础上，对发光细菌法在我国水环境检测中的应用进展做了相关综述，并例举了相关应用实例。关键词：发光细菌；水质监测Abstract:themethodofblinkingbacteriabecauseofthefast,sensitive,lowcostandeasytooperatethewaythebeclearataglance,measurementresults,andmanyotheradvantages,inrecentyearsbytherelevantscientificresearchworkandenterprisewideconcern.Basedonconsultingalargenumberofliterature,andonthebasisofblinkingbacteriainourcountrylawofwaterenvironmentoftheprogressintheapplicationoftestingtherelatedbrieflyreviewed,andtheapplicationexamplesrelatedexamples.Keywords:blinkingbacteria;Waterqualitymonitoring中图分类号：X131.2文献标识码：A文章编号：前言发光细菌法是利用灵敏的光电测量系统测定毒物对发光细菌发光强度的影响。发光细菌含有荧光素、荧光酶、ATP等发光要素,在有氧条件下通过细胞内生化反应而产生微弱荧光。当细胞活性升高,处于积极分裂状态时,其ATP含量高,发光强度增强。发光细菌在毒物作用下,细胞活性下降,ATP含量水平下降,导致发光细菌发光强度的降低。实验显示,毒物浓度与菌体发光强度呈线性负相关关系,因而,可以根据发光细菌发光强度判断毒物毒性大小,用发光度表征毒物所在环境的急性毒性1,2。近年来，水污染问题日益严重，严重威胁人类生命健康，日渐成为世界性的环境治理难题。与此同时研究者们也开发出许多灵敏、有效的环境监测方法，这些方法可以划分为两类：分析技术和生物监测。其中分析技术常常用于废水常规指标的测试，但不能反应水质综合毒性的大小。传统的生物监测以水蚤、藻类或鱼类为受试对象，虽然能反映毒物对生物的直接影响，但是这些方法的最大缺点是实验周期长，实验过程比较繁琐。针对传统生物毒性检测方法的不足，做为一种新型的生物监测技术，发光细菌法表现出了灵敏度高、相关性好、反应速度快、成本低廉、自动化程度高等诸多优点，且其不仅能测试理化所能测定的单因子指标，还能快速准确的测出环境的综合毒性指标，具有理化法无可比拟的优势，因此，发光细菌法近年来受到了环境工作者的广泛关注3-5。一、国内研究情况自1672年R.Boyle观察到发光的菌体所发出的光易被化学物质抑制后，许多科学家相继对细菌的发光效应进行了大量的研究。上世纪70年代至80年代初，国外科学家首次从海鱼体表分离和筛选出对人体无害，对环境敏感的发光细菌，用于检测水体生物毒性，现已成为一种简单、快速的生物毒性检测手段。80年代初我国引进了这项技术，并先后分离出海水型和淡水型（青海弧菌）的发光细菌，用以检测环境污染物的急性生物毒性6。发光细菌属革兰氏阴性、兼性厌氧菌,最适生存温度2030，69的pH值,3%NaCL、0.3%的甘油对发光很有利。目前已发现的发光细菌分别属于-变形菌(Gammaproteobacteria)的弧菌属(Vibrio),发光杆菌属(Photobacterium),希瓦氏菌属(Shewanella)以及致病杆菌属(Xetorhabdus)。除了异短杆菌和青海弧菌属于淡水发光细菌，其它都是海洋细菌。发光细菌主要分布于海洋环境中7。在我国，利用发光细菌毒性试验检测环境污染物急性毒性备受重视,目前国内常用的3种发光细菌为：明亮发光杆菌、费氏弧菌、青海弧菌。1995年我国将这一方法列为国家标准水质急性毒性的测定发光细菌法(GB/T15441-1995)8,并由中国标准出版社出版，其所应用的发光细菌为明亮发光杆菌；中国科学院南京土壤研究所长期以来一直推广类似测试方法,并设计制造了专用发光测定仪(GDJ系列)；华东师范大学教授朱文杰和徐亚同带领的团队完成了利用青海弧菌检测水质的快速检测饮用水中有害物质综合毒性的传感仪研制课题。该项成果现已转化投产,进入市场。利用淡水发光细菌进行毒性物质检测,这在世界上尚属首例。目前，该检测技术已经广泛应用于测试化学品、污水、沉积物和土壤等的毒性，能够在短时间内反映水质的综合毒性状况，同时，对检测结果进行评价，判断水体是否适于作为饮水水源。此外，发光细菌法在教学领域也得到了应有的应用：配合水和废水监测分析方法（第四版）中关于发光菌应用方面的实验，同济大学已率先开设了此项实验。二、应用实例1)在汶川地震中对饮用水的监测9,102008年5月12日，四川汶川地区发生了里氏8.0级特大地震，此次地震对灾区居民的饮水安全问题带来了严重威胁，必须对饮用水源进行监测,保障灾区居民的饮水安全。地震灾区的水质应急监测不同于常规的水质监测，也不同于其他突发性污染事故的应急监测，由于地震的毁灭性破坏无法得知进入水体的污染物类型、污染范围和污染物浓度。在监测目标物未知的水体中，利用常规物理化学分析方法，很难确定监测的项目参数，只能选取具有代表性的水质参数进行监测；同时，灾区水源地每天供应当地居民的用水必须当天采集样品进行监测分析，这就要求监测必须准确、简单、快速，不可能按照常规饮用水水质标准，将所有的水质检测参数进行测定11；此外，需要一种能够综合反映水质污染状况的检测技术来判断饮用水源是否安全。为解决上述问题，在地震灾区的水质检测中，引进了发光细菌综合检测技术。在地震灾区饮用水源的应急监测中,长江流域水环境监测中心应用发光细菌综合毒性检测技术,利用移动监测车在监测常规理化指标的同时,使用Deletox(便携)或Microtox(台式)检测系统,检测了汶川地震灾区12个市县的200多个城镇、乡镇集中式供水水源地及灾区群众临时安置供水点的饮用水源水质综合毒性状况,通过计算,直接测定样品的综合毒性；同时,进行了水质理化指标的监测,主要包括水温、pH值、电导率、浊度、氨氮、亚硝酸盐氮、CODMn