淡水發(fā)光菌Q67在汶川地震災(zāi)區(qū)水質(zhì)急性毒性檢測(cè)中的應(yīng)用

王曉媛  代森林  王菁

（北京濱松光子技術(shù)股份有限公司，北京）

李志春

（成都疾控中心，成都）

朱文杰

（華東師范大學(xué)，上海）

The Application of Freshwater Luminescent Bacteria Vibrio qinghaiensis—Q67 on Supervision and Inspection of the Quality of Water in the Wenchuan earthquake

( BEIJING HAMAMATSU PHOTON TECHNIQUES INC, Bei Jing)

(East China Normal University , Shang Hai)

“5.12”汶川大地震發(fā)生后， 災(zāi)區(qū)多處管網(wǎng)遭受嚴(yán)重破壞，居民供水無(wú)法保障，水質(zhì)安全受到嚴(yán)峻考驗(yàn)，因此，能夠在短時(shí)間內(nèi)判定水中有無(wú)急性毒性的發(fā)光細(xì)菌法^[1][2]得到具體應(yīng)用。本文采用以新型淡水發(fā)光菌—青�；【鶴67（Vibrio qinghaiensis sp.nov—Q67）^[3]為檢測(cè)試劑的水質(zhì)毒性檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)災(zāi)區(qū)居民126個(gè)飲用水源進(jìn)行了急性毒性的測(cè)定，同時(shí)與當(dāng)?shù)貦z測(cè)部門的理化檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明現(xiàn)場(chǎng)急性綜合毒性快速檢測(cè)在這次突發(fā)事件中起到了樣品的毒性快速初篩的作用，在很大程度上及時(shí)保證了當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬎�安全，并讓�?dāng)?shù)丶部厝藛T大大減輕了工作負(fù)擔(dān)。

 

關(guān)鍵詞：預(yù)警系統(tǒng)，發(fā)光細(xì)菌法，青�；【�， 地震災(zāi)區(qū)

 

Disaster area suffered severe damage in various pipe network after the "5.12" Wenchuan earthquake, the residents can not guarantee the water supply and the quality and safety of waters has been severely tested, therefore, luminescent bacteria is a rapid biological method by which the general biotoxicity of drinking water can be evaluated and which can be applied in the pre-selection of polluted drinking water. In this paper, by using a new fresh water luminous bacteria - V. qinghaiensis Q67 for the detection of water toxicity ,we detected the toxicity of 126 water samples and their chemical composition .The results showed that the on-site rapid detection of toxicity by using Q67 played a role of sample screening and ensured the safety of drinking water of local residents, reduced the workload of Chinese Centers for Disease Control Prevention.

 

KEY WORD: Pre-alarming system, Luminescent bacteria, V. qinghaiensis Q67, Earthquake area

2008 年5 月12 日,四川汶川地區(qū)發(fā)生了里氏8.0級(jí)特大地震，給四川省的人民飲用水供給帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。如何快速準(zhǔn)確地對(duì)災(zāi)區(qū)飲用水源進(jìn)行監(jiān)測(cè)并迅速得出結(jié)果,從而保障災(zāi)區(qū)居民的用水安全這一重大問(wèn)題嚴(yán)峻地放在我們面前。地震災(zāi)區(qū)的水質(zhì)應(yīng)急監(jiān)測(cè)不同于常規(guī)的水質(zhì)監(jiān)測(cè),由于地震的毀滅性破壞，無(wú)法得知進(jìn)入水體的污染物類型、污染范圍和污染程度。對(duì)這類監(jiān)測(cè)目標(biāo)物未知的水體,利用常規(guī)物理化學(xué)分析方法,很難確定監(jiān)測(cè)的最必需項(xiàng)目。同時(shí),災(zāi)區(qū)水源地每天供應(yīng)當(dāng)?shù)鼐用竦挠盟�，必須快速、即時(shí)判斷能否飲用，以保障居民健康安全。常規(guī)的欽用水安全檢測(cè)方法顯然無(wú)法達(dá)到上述要求。

為解決上述問(wèn)題,在地震災(zāi)區(qū)的水質(zhì)檢測(cè)中,有關(guān)方面引進(jìn)了發(fā)光細(xì)菌綜合毒性快速檢測(cè)技術(shù)^[4][5]。華東師大與北京濱松公司正在合作研究將我國(guó)獨(dú)有的淡水發(fā)光菌檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于保障上海世博會(huì)飲用水安全的課題，遂與成都市疾控中心聯(lián)手將該課題的初步成果應(yīng)用于汶川災(zāi)區(qū)飲用水的安全性快速檢測(cè)。實(shí)際參與的還有國(guó)家疾控中心和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境監(jiān)測(cè)站等。

本文主要報(bào)道淡水發(fā)光細(xì)菌Q67綜合毒性檢測(cè)技術(shù)在汶川各地震災(zāi)區(qū)的應(yīng)用情況及與常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目結(jié)合后的初步分析探討。

1 材抖和方法

1.1 菌種、菌劑和其他試劑

   青海弧菌凍干粉試劑盒（北京濱松光子技術(shù)股份有限公司提供）

   NaCl，分析純

   硫代硫酸鈉，分析純

1.2      測(cè)光儀器

BHP9511水質(zhì)綜合毒性快速檢測(cè)儀（北京濱松光子技術(shù)股份有限公司研制）

1.3      測(cè)試方法

主要根據(jù)我國(guó)于1995年頒布的《水質(zhì)急性毒性的測(cè)定——發(fā)光細(xì)菌法》（GB/T 15441—1995）以及國(guó)家環(huán)保局2002年出版的《水和廢水的監(jiān)測(cè)分析方法》第四版中有關(guān)青�；【�的檢測(cè)方法，并加以適當(dāng)改變。

1.4  淡水發(fā)光菌檢測(cè)急性毒性程度的判斷：

     借助朱文杰等此前在牛奶及鮮肉安全檢測(cè)的發(fā)光菌檢測(cè)方法中提出的安全性指標(biāo)^[6]。以抑光率為指標(biāo)。

 

                                樣品發(fā)光強(qiáng)度

相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度（%）= —————————— ×100% ，    

                                 對(duì)照發(fā)光強(qiáng)度             

 

發(fā)光抑制率（%）= 1－相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度。

1.5 主要采樣點(diǎn)

   在成都、都江堰、彭州、綿陽(yáng)市平武縣、綿陽(yáng)市北川縣等地共采集126個(gè)水樣。

1.6 水樣采集方法

具體采樣方法參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采樣方法。

1.7 主要檢測(cè)指標(biāo)

常規(guī)指標(biāo)：色度、pH值、臭和味、肉眼可見物、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌數(shù)、大腸埃希氏菌、游離氯、氨氮、揮發(fā)性酚類、亞硝酸鹽、化學(xué)耗氧量、鋁、氰化物、苯、甲苯（部分項(xiàng)目24小時(shí)后出結(jié)果）。

水質(zhì)急性毒性：發(fā)光細(xì)菌相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的改變?yōu)橹饕�指�?biāo)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)并作出安全性判斷。

2 結(jié)果與討論

2.1  急性毒性與理化指標(biāo)檢測(cè)的25個(gè)水樣結(jié)果

對(duì)比如表1：

表1  25個(gè)水樣的急性毒性與理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

 

從表1可以看出，急性毒性檢測(cè)結(jié)果與當(dāng)?shù)丶部乩砘�指�?biāo)結(jié)果相吻合的占93%，有兩個(gè)水樣發(fā)光菌毒性檢測(cè)無(wú)規(guī)律，無(wú)法判斷毒性程度。這兩個(gè)水樣均為苯超標(biāo)，苯是一種不溶于水的有機(jī)物（通常為慢性毒性），極易揮發(fā)，目前尚不能直接用發(fā)光細(xì)菌法進(jìn)行急性毒性測(cè)定。

2.2  未進(jìn)行理化指標(biāo)檢測(cè)的101個(gè)水樣急性毒性的測(cè)定

結(jié)果如表2 ：

表2  未進(jìn)行理化分析的101個(gè)樣品測(cè)定結(jié)果

 

     101個(gè)水樣在測(cè)定過(guò)程中,當(dāng)?shù)丶部厝藛T以我們淡水發(fā)光菌的測(cè)定結(jié)果作為參考，在對(duì)當(dāng)?shù)氐乃�源情況很了解的前提下，如果我們測(cè)定的結(jié)果正常，他們就不再采水樣進(jìn)行理化分析，如果我們的結(jié)果判斷水樣不合格，他們會(huì)先讓當(dāng)?shù)厝送Ｖ癸嬘迷摲N水源水，然后采樣回去分析，因此，我們現(xiàn)場(chǎng)的急性綜合毒性快速檢測(cè)起到了樣品的毒性快速初篩的作用，在很大程度上先期保證了當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬎�安全，并讓�?dāng)?shù)丶部厝藛T減輕了工作負(fù)擔(dān)。

值得指出的是：在此次地震災(zāi)區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中,由于災(zāi)前發(fā)光細(xì)菌法的檢測(cè)技術(shù)還沒有實(shí)際的應(yīng)用，因此綜合毒性無(wú)災(zāi)前的對(duì)比數(shù)據(jù)，而只有災(zāi)后實(shí)際測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即使結(jié)果有問(wèn)題也無(wú)法確定是否是由于地震而引發(fā)，因此，平時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累就顯得尤為重要。這樣就體現(xiàn)了在線監(jiān)測(cè)的必要性，只有平時(shí)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)，才會(huì)隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做到預(yù)防與應(yīng)急相結(jié)合。

此外，我們認(rèn)為今后應(yīng)采用淡水發(fā)光菌Q67 綜合毒性檢測(cè)技術(shù)與常規(guī)理化檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的方式。因?yàn)榘l(fā)光菌綜合毒性快速檢測(cè)技術(shù)能夠很好地檢測(cè)水質(zhì)的綜合毒性效應(yīng),但并不能夠完全替代常規(guī)的理化檢測(cè)方法,兩種檢測(cè)方法各有優(yōu)勢(shì),水樣對(duì)發(fā)光菌的毒性效應(yīng)不僅可以同時(shí)反映一種或多種物質(zhì)的急性毒性,還可以反映水體中各種毒物效應(yīng)的相加、協(xié)同和拮抗等。但是,很難根據(jù)發(fā)光菌綜合毒性結(jié)果來(lái)確定產(chǎn)生毒性是哪種或哪幾種物質(zhì),。因此,將發(fā)光菌毒性檢測(cè)技術(shù)與有目的的理化檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合是解決應(yīng)急監(jiān)測(cè)問(wèn)題的最佳方案^[7]。本次地震災(zāi)區(qū)的水質(zhì)應(yīng)急監(jiān)測(cè)就是將發(fā)光菌毒性檢測(cè)技術(shù)和理化檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合,在利用發(fā)光細(xì)菌綜合毒性檢測(cè)技術(shù)的同時(shí),對(duì)水樣的理化指標(biāo)進(jìn)行分析,包括水溫、p H 值、電導(dǎo)率、濁度、氨氮、亞硝酸鹽氮、COD、六價(jià)鉻、氰化物和氟化物等指標(biāo),有效地保證了結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。本次檢測(cè)采用的青�；【鸀榈�水菌種，其較之海洋發(fā)光菌在水源水等方面的測(cè)試有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，在發(fā)光所需的環(huán)境條件上顯著不同：青海弧菌不需要Na⁺存在就可生長(zhǎng)發(fā)光良好，海洋發(fā)光菌必須要有Na⁺的存在，Na⁺濃度達(dá)3%時(shí)才能發(fā)光良好，這就是淡水型與海洋型細(xì)菌最根本的差別。有國(guó)外研究者發(fā)現(xiàn)，在淡水樣品添加NaCl達(dá)3%之后，有的樣品的毒性表現(xiàn)就明顯地跟魚類毒性試驗(yàn)不一致^［8`9］，這在重金屬污染的樣品中尤甚。推測(cè)造成這種不一致的原因是由于額外添加了太多的NaCl，其Na⁺或Cl^-離子均可能影響某些物質(zhì)生物學(xué)毒性的表現(xiàn)。其次，青海弧菌適應(yīng)的溫度和pH值范圍較海洋發(fā)光細(xì)菌寬，在環(huán)境溫度10~30 ℃ 均能正常工作(而海洋發(fā)光菌則不能超過(guò)25℃).因而其對(duì)陸地淡水樣品有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

感謝：本次入川進(jìn)行水質(zhì)綜合毒性快速檢測(cè)，得到了地震災(zāi)區(qū)各地疾控中心和環(huán)保部門的大力支持，在此對(duì)給與我們工作大力支持并合作過(guò)的國(guó)家疾控中心、成都疾控中心、彭州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站、內(nèi)江監(jiān)測(cè)站、平武縣疾控中心、北川縣疾控中心、山東疾控中心的各位工作人員表示感謝，同時(shí)他們恪盡職守，不畏艱難的工作精神也是我們學(xué)習(xí)的榜樣。

參考文獻(xiàn):

[1] 水質(zhì)急性毒性的測(cè)定——發(fā)光細(xì)菌法（GB/T 15441—1995）

[2] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局 《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì)編. 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）. 北京：2002年，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社， p729～740

[3] 朱文杰, 汪杰, 陳曉耘, 扎西次仁, 楊韻, 宋瑛. 發(fā)光細(xì)菌一新種——青�；【鶾J]. 海洋與湖沼, 1994, 25(3): 273～279.

[4] 方戰(zhàn)強(qiáng),陳中豪,胡勇有. 發(fā)光細(xì)菌在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用. 重慶環(huán)境科學(xué), 2003 ,25 (2) :56～58.

[5] 韓潤(rùn)平,余衛(wèi)鴻,蔣海濤. 利用生物毒性儀進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)的探討.遵義師范學(xué)院學(xué)報(bào), 2007 ,9 (1) :65～67.

[6] 朱文杰,徐亞同,吳淑杭,熊蔚蔚.檢測(cè)鮮肉鮮奶食品綜合毒性的方法.專利號(hào)：200710042074.1

[7] 楊旭光，郭文思. 發(fā)光細(xì)菌綜合毒性檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的首次應(yīng)用.,人民長(zhǎng)江，2008，39（22）：40～42.

[8]  Hinwood , A.L. and M.J. McCormick. The effect of ionic solutes on EC50 values measured using the Microtox test ,        Toxicity Assess. 1987  2:449-461.

[9]  Vasseur, P.  F. Bais, et al. Influence of physicochemical parameters on the Microtox test response . Toxicity Assess. 1986  1: 283-300.