海洋疏浚物生物毒性检测技术的研究
海洋疏浚物生物毒性检测技术的研究学位论文答辩日期: 指导教师签字: 答辩委员会成员签字: 万方数据独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名: 签字日期: 年月日--------------------------------------------------------------------- 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,并同意以下事项: 1、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。 2、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”KI《中国知识资源总库》, 授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。(保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名: 导师签字: 签字日期: 年月日签字日期: 年月日万方数据 i 海洋疏浚物生物毒性检测技术的研究摘要海洋倾废是一种利用海洋的自净能力和环境容量来处理废弃物质的方式,是海洋空间资源环境效益的重要体现。随着经济建设的快速发展,疏浚物海洋倾废活动日益频繁,如何快速有效的对海洋倾废疏浚物进行毒性监测,避免毒性疏浚物倾倒活动对海洋生态系统的严重损害成为生态环境保护的重要课题。本实验以海洋疏浚物为材料,进行生物毒性快速检测技术研究。通过研究发光细菌毒性检测法和数字基因表达谱测序方法,建立以发光细菌毒性半数效应浓度为依据的疏浚物毒性分级技术并从分子水平迅速确定污染疏浚物的潜在生物毒性效应,构建快速、高效的疏浚物生物毒性检测技术,完善当前倾废物生物检验方法,为海洋倾废管理提供技术支撑。主要研究内容如下: 1基于发光细菌的海洋疏浚物生物毒性检测技术的研究本实验参照我国《水质急性毒性测定-发光细菌法》(GB/T 15441-1995)标准办法,研究了pH、测量时间、助溶剂(DMSO)等测试条件以及检测样品中营养物质氨氮、总氮、总磷、总碳含量等对明亮发光杆菌和费氏弧菌发光强度的影响,从而建立了发光细菌微孔板毒性检测方法。(1)通过实验可以确定当检测体系pH分别在4-9和5-8范围之间时,酸碱度变化对明亮发光杆菌和费氏弧菌的发光强度不产生显著影响(P<),因此当待测疏浚物溶出液pH在7±1范围内时可直接对样品进行检测,无需调节pH; 以特征污染物为检测对象,反应进行到15min时EC 50逐渐开始趋于稳定,因此实验选取15min-EC 50作为反应判定终点;作为有机污染物助溶剂,DMSO对明亮发光杆菌和费氏弧菌毒性作用显著,%的DMSO对两种发光细菌的发光强度不具有抑制作用;氨氮、磷、碳和氮会对发光细菌产生微弱的刺激作用,而加标实验表明疏浚物溶出液体系中磷、碳和氮对发光细菌的相对发光强度影响不显著。(2)利用发光细菌微孔板毒性检测方法,测定了疏浚物中10种特征污染物对发光细菌的发光抑制毒性并对毒性数据进行非线性拟合和预测,结果表明 ZnSO 4 .7H 2O、K 2Cr 2O 7、HgCl 2、CdCl 2 . 2O、Pb(NO 3) 2、Na 2HAsO 4和CuSO 2O 七种重金属化合物的毒性作用关系均可以用Weibull模型或Logistic模型有效描万方数据 ii 述。几种重金属对明亮发光杆菌的毒性顺序为K 2Cr 2O 7<CuSO 2O<Na 2HAsO 4< CdCl 2<Pb(NO 3) 2<ZnSO 4 .7H 2O<HgCl 2,对费氏弧菌的的毒性顺序为 K 2Cr 2O 7<Na 2HAsO 4< CdCl 2<CuSO 2O < Pb(NO 3) 2< ZnSO 4 .7H 2O< HgCl 2,两种发光细菌毒性作用顺序基本一致。有机污染物多氯联苯(PCBs)、六六六(BHC) 和DDT对明亮发光杆菌和费氏弧菌毒性作用不显著。(3)为比较发光细菌与其它海洋生物对重金属毒性反应的灵敏度水平,选择海洋鱼类、贝类、虾蟹类和蚤类的毒性实验结果与相同条件下发光细菌毒性实验所得数据进行物种敏感度分析,结果证明发光细菌对7种重金属离子的EC 50 值分布在由其它海洋生物毒性效应值拟合的物种敏感度分布模型范围内。与海洋鱼类、蚤类、贝类和虾蟹类相比,明亮发光杆菌对Cu 2+的毒性灵敏度较差,但是对As 5+、Cd
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