基于文蛤生物標(biāo)志物的尾水-海水混合體系綜合污染評價.pdf

1、城市污水處理廠(MSTPs)尾水的不斷排放對受納水體生態(tài)系統(tǒng)健康的威脅越來越嚴(yán)重。采用生物學(xué)方法研究尾水對生物的復(fù)合污染，直觀反映其綜合毒性，進(jìn)而判定受納水體總體水質(zhì)，要比單純檢測污染物含量或濃度更具有實際意義。因此，本研究以2013年秋季采自團島污水處理廠排污口的尾水(TME)為原料，文蛤(Meretrix meretrix)為模式生物，設(shè)置了尾水體積比(EVR)分別為0％、1％、5％、10％、20％、30％和40％的梯度實驗，室內(nèi)暴

2、露培養(yǎng)15d，同步測定文蛤體內(nèi)8種生物標(biāo)志物(血細(xì)胞的溶酶體膜穩(wěn)定性(LMS)和微核千分率(MF);鰓和內(nèi)臟中谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)、還原型谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽還原酶(GR)、乙酰膽堿酯酶(AChE)、金屬硫蛋白(MTs)、丙二醛(MDA)隨TME濃度和暴露時間的變化特征，根據(jù)生物標(biāo)志物響應(yīng)的靈敏性和相關(guān)性分析，篩選出適于指示尾水受納海域水質(zhì)的敏感生物標(biāo)志物，建立綜合評價受納海域水質(zhì)的生化指標(biāo)體系，進(jìn)而計算得到綜合生物標(biāo)志

3、物響應(yīng)(IBRv2)指數(shù)，用于區(qū)分混有不同體積尾水的海水污染程度。最后，根據(jù)健康狀態(tài)指數(shù)(HSI)提出的生物健康狀態(tài)分類依據(jù)，建立了基于IBRv2指數(shù)的尾水-海水混合體系污染分級標(biāo)準(zhǔn)，并成功應(yīng)用于本研究中設(shè)置的不同TME濃度梯度的污染程度評價。所得到的主要結(jié)論如下:
　　(1)不同體積比的市政尾水暴露3d時即表現(xiàn)出敏感響應(yīng)的生物標(biāo)志物主要有:LMS（降低39.28％-55.62％）、鰓和內(nèi)臟GPx、內(nèi)臟GSH、內(nèi)臟MDA，這些生物

4、標(biāo)志物可作為尾水短期暴露的敏感生物標(biāo)志物;研究期間MF（最高增加316.50％）、鰓和內(nèi)臟MTs變化顯著，可作為指示尾水污染的敏感標(biāo)志物;GR和AChE在暴露期間的變化不明顯。
　　(2)尾水的暴露對文蛤鰓和內(nèi)臟造成了不同程度的氧化損傷，鰓組織在EVR1％、30％和40％下受到氧化損傷，內(nèi)臟組織除了EVR20％處理組保持對照水平，其它處理組均受到尾水的氧化損傷。GSH氧化還原系統(tǒng)、MTs、AChE的聯(lián)合解毒作用，共同抵抗尾水中復(fù)雜

5、污染物的脅迫，暴露末期文蛤鰓和內(nèi)臟均未發(fā)生脂質(zhì)過氧化。
　　(3)雖然在文蛤暴露于TME期間進(jìn)行了多期生物標(biāo)志物分析，但是只有第9、12d有較多種類的生物標(biāo)志物對TME濃度具有靈敏的相關(guān)性響應(yīng)，滿足構(gòu)建基于生物標(biāo)志物的復(fù)合污染體系評價指標(biāo)體系要求。由此建立了針對兩個暴露時間的評價指標(biāo)體系各1套:第9d——血細(xì)胞LMS、內(nèi)臟GPx、內(nèi)臟MTs和內(nèi)臟AChE(評價指標(biāo)體系Ⅰ，EIS-Ⅰ);第12d——血細(xì)胞LMS、血細(xì)胞MF、鰓GSH

6、和鰓AChE(評價指標(biāo)體系Ⅱ，EIS-Ⅱ)。
　　(4)根據(jù)上述評價指標(biāo)體系中生物標(biāo)志物的響應(yīng)值，計算得到TME濃度0％、1％、5％、10％、20％、30％和40％的混合體系對應(yīng)的IBRv2指數(shù)值如下:第9d——0.00、0.61、1.32、1.37、1.48、2.28、2.65;第12d——0.00、0.79、0.80、1.45、1.72、1.76、2.64。IBRv2指數(shù)值越大，表明污染壓力越大，可見，IBRv2指數(shù)法可清晰分

7、辨混合體系中的尾水污染水平。
　　(5)根據(jù)HSI提出的不同生物健康狀態(tài)對應(yīng)的生物標(biāo)志物響應(yīng)幅度，以及評價指標(biāo)體系中生物標(biāo)志物在零濃度組的實測值，確定生物標(biāo)志物在每級健康狀態(tài)水平上的臨界值，由此計算得到IBRv2指數(shù)值作為綜合反映混合體系污染程度的分級閾值(0.29、0.96、2.23)，進(jìn)而將綜合污染水平劃分為清潔、輕污染、中污染和重污染4個等級。在本研究所設(shè)置的TME濃度梯度下，混合體系的EVR≥40％時，水質(zhì)為重污染等級;E