重金屬污染土壤的發(fā)光菌法研究
摘要：綜述了發(fā)光細(xì)菌法的原理及在土壤重金屬毒性檢測(cè)中的影響因素, 并比較了該方法與傳統(tǒng)檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：發(fā)光細(xì)菌; 有效毒性; 重金屬
隨著工業(yè)生產(chǎn), 特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展, 農(nóng)村環(huán)境迅速 惡化, 污水灌溉、工廠排放的廢氣飄塵、汽車尾氣中的鉛鎘 污泥和城市垃圾農(nóng)用等原因造成農(nóng)業(yè)生態(tài)領(lǐng)域的重金屬污 染日益嚴(yán)重 [1-2] 。進(jìn)入土壤的重金屬因其不可降解的性質(zhì)而 在土壤中累積, 達(dá)到一定程度后就會(huì)影響植物的生長(zhǎng)和發(fā) 育, 進(jìn)而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量, 并通過各種途徑對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危 害, 甚至污染食物鏈, 危害人類健康, 所以土壤的重金屬污 染及其控制引起了人們的廣泛關(guān)注 [3] 。因此, 建立有效的重 金屬污染檢測(cè)技術(shù)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、質(zhì)量評(píng)價(jià)以及污染治理等 都有重要作用。在環(huán)境污染物毒性評(píng)價(jià)中, 重金屬的生物 有效毒性能反映出重金屬對(duì)環(huán)境的危害,而發(fā)光細(xì)菌法能 夠很好地反映出土壤重金屬的生物有效毒性。目前已得到 廣泛的應(yīng)用。為此, 筆者對(duì)重金屬污染土壤的發(fā)光菌法進(jìn)行 了綜述。
1 重金屬生物有效毒性
在環(huán)境污染物毒性評(píng)價(jià)中, 重金屬的生物有效毒性比 重金屬的總量更能反映出重金屬對(duì)環(huán)境的危害。Farrell 等 證實(shí), 重金屬對(duì)生物體產(chǎn)生的毒害作用取決于生物可利用 態(tài)的重金屬而非重金屬總量 [4] 。也有研究者利用 EDTA 或 乙酸來提取土壤中可溶態(tài)重金屬,認(rèn)為抽提出來的重金屬量 就是生物可利用的重金屬量 [5-6] 。但是可溶性的重金屬和有效 生物毒性重金屬完全是 2 個(gè)不同的概念, 它能否正確表示 重金屬對(duì)生物造成的實(shí)際影響尚存爭(zhēng)議。
植物指示法雖然能準(zhǔn)確檢測(cè)出土壤中重金屬對(duì)植物體 引發(fā)的毒性效應(yīng), 但由于植物的生長(zhǎng)周期比較長(zhǎng), 而且易受 外界因素的干擾等原因, 不適合于土壤污染的快速診斷。動(dòng) 物法主要是將原生動(dòng)物飼養(yǎng)在污染的土壤中, 通過其生理、 生化和死亡等指標(biāo), 進(jìn)行污染土壤的毒性研究。該類方法受 到動(dòng)物本身的影響而費(fèi)用昂貴, 且費(fèi)時(shí)較多, 不能準(zhǔn)確反映 出土壤重金屬污染的毒性 [7] 。傳統(tǒng)的微生物法利用細(xì)菌的生 長(zhǎng)狀況或死亡率作為測(cè)定環(huán)境中毒物的指標(biāo)也需要較長(zhǎng)的 時(shí)間。因此, 發(fā)展新的快速、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)各類污染物的毒性的 有效方法顯得非常迫切、必要。
發(fā)光菌法通過檢測(cè)發(fā)光菌的發(fā)光強(qiáng)度來反映檢測(cè)體系 中的污染狀況。凡能夠干擾或破壞發(fā)光細(xì)菌呼吸、生長(zhǎng)、新 陳代謝等生理過程的任何有毒物質(zhì)都可以根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度的 變化來測(cè)定。表 1 從檢測(cè)范圍和靈敏度 2 個(gè)方面對(duì)發(fā)光細(xì) 菌法和原子吸收法進(jìn)行比較。由表 1 可知, 與儀器分析相 比, 發(fā)光菌法檢測(cè)重金屬含量的檢測(cè)范圍比較大, 靈敏度 比較高, 在較低濃度時(shí)就可以檢測(cè)到毒性污染物的存在。 Bontidean 比較了發(fā)光細(xì)菌法、植物檢測(cè)法和化學(xué)分析法 的相關(guān)性, 認(rèn)為發(fā)光菌檢測(cè)法與 AAS 檢測(cè)的相關(guān)性優(yōu)于 傳統(tǒng)植物學(xué)方法 [8] 。但是, 由于發(fā)光菌法能很好地檢測(cè)出土 壤中重金屬的生物有效毒性, 且有毒物質(zhì)僅干擾發(fā)光細(xì)菌 的發(fā)光系統(tǒng), 具有快速、簡(jiǎn)便、靈敏、成本低、檢測(cè)下限低等 優(yōu)點(diǎn), 所以利用發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光強(qiáng)度作為指標(biāo)來監(jiān)測(cè)有毒 物質(zhì), 在國(guó)內(nèi)外越來越受到重視。我國(guó)于 1995 年將這一方法 列為環(huán)境毒性檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法( GB/r15441!1995) [9] 。
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2 發(fā)光細(xì)菌法檢測(cè)原理
3 發(fā)光菌法檢測(cè)重金屬的影響因素
4 展望
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