《环境生物技术》PPT课件

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1、第八章污染物生物毒性和致突变性的微生物学监测方法第一节污染物生物毒性的微生物监测方法第二节污染物致突变性的微生物监测方法生物测试（Bioassay）的概念：指系统地利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时所导致的影响或危害。注释1：所利用的生物反应包括分子、细胞、组织、器官、个体、种群、群落、生态系统各级水平上的反应。注释2：生物测试不同于常规的物理、化学检测。前者能够测定污染物对生物机体的影响，而后者只能测定污染物的浓度。例如：通过水污染的生物测试可获得以下数据：各种环境因素如DO、pH、温度、混浊度等对生命的有利以及不利的浓度或强度；污染物对受

2、测生物的毒性；各种水生生物对污染物的相对敏感性；废水所应处理的程度；允许的污染物排放浓度等。毒性试验常用参数致死剂量或致死浓度（LethalDose，LethalConcentration）绝对致死剂量或致死浓度（LD100、LC100）半数致死剂量或浓度（LD50、LC50）最小致死剂量或浓度（MLD、MLC）最大耐受剂量或浓度（LD0、LC0）最大无作用剂量（MaximumNo－effectLevel）每日容许摄入量（AcceptableDailyIntake）最高容许浓度（MaximumAllowableConcentration）毒作用带急性毒作用带（Acut

3、e－toxicEffectZone）慢性毒作用带（Chronic－toxicEffectZone）半数效应浓度（EC50）和半数抑制浓度（IC50）:影响或抑制微生物正常生理指标值50%所需的待测物浓度。检测毒性的手段：动物检测、微生物检测动物检测急性毒性：研究化学物质大剂量一次染毒或24小时内多次染毒动物所引起的毒性的试验。其目的是短期内了解该物质的毒性大小和特点，并为进一步开展其他毒性试验提供设计依据。急性毒性试验类型哺乳动物急性毒性试验水生生物急性毒性试验蚯蚓急性毒性试验观察时间为2周，以半数致死浓度LC50表示。微生物检测选择一项或几项生理指标为指征，根据代谢

4、物影响或抑制这些指征的程度来判断毒性的强度。评价指标多为EC50或IC50一、发光细菌—细菌生物发光抑制试验细菌生物发光的生物学机制：FMNH2+RCHO+O2FMN+H2O+RCOOH+光420-670nm的可见光细菌生物发光抑制试验是国际标准化组织认可，也列为我国水质评价的国家标准方法。第一节污染物生物毒性的微生物监测方法细菌荧光素酶（一）试验原理毒物→细菌荧光素酶活性或细胞呼吸受到抑制→发光能力减弱（比例关系）→光电测定装置→测出发光强度的变化菌株：应用最多的是明亮发光杆菌美国贝克曼(Beckman)公司制造的微量毒性分析仪就是一种发光细菌检测仪，操作极为方便，

5、测定一个样品不到半小时，所得结果与鱼类毒性试验一致。（Microtox）,国际通用，使用最为广泛的微生物学检测方法。冻干菌种：筛选、培养的明亮发光杆菌，真空冷冻干燥（加保护剂，缓冲物质，NaCl等），-20—25°C保存。（二）试验方法菌种复苏：2%NaCl，悬液样品处理：系列稀释，调pH6-8，渗透压2%NaCl毒性测定：测试管加入样品和菌液，以苯酚作阳性有机毒物对照，以ZnSO4.7H2O作阳性无机毒物对照，蒸馏水为阴性对照。15oC培养5min或15min。光量抑制百分率：（阴性对照组指标值-实验组指标值）阴性对照组指标值通过回归方程计算IR为50%时的样品剂量

6、，IC50质量控制：同一剂量平行管间的发光强度差异值小于20%，苯酚和硫酸锌的IC50有一定范围。x100%IR=（三）方法评价与传统鱼类96h毒性试验相比具有良好的一致性。1991年Diane对100种化学物质的毒性测试结果表明两者的相关系数达0.85。可以根据细菌生物发光试验的发光抑制率进行毒性分级。各实验室间结果的重现性好可用于生物传感器分析国际标准化组织将该方法作为检测化合物或废水毒性的标准方法之一（ISO9509）。（一）试验原理毒性污染物抑制硝化作用的酶类，导致对底物的利用能力或产物的生成量下降。通过测定底物或产物的变化来检测毒性作用的程度。利用亚硝化单胞

7、菌或硝化杆菌属，或用活性污泥。二、硝化细菌—硝化作用抑制试验（二）试验方法（以硝化杆菌属为例）增殖细菌至108个/ml。加入菌液、NaNO2溶液及样品（不同浓度），以蒸馏水为对照。培养（30oC4h)、检测NO2-比较样品组与对照组硝化作用强度，可得IC50与Microtox灵敏度相当，与鱼类毒性试验结果的相关性为0.45。美国国家环保局认可的毒性测试方法。（一）实验原理藻类对水体污染反应十分敏感。毒物抑制光合作用，藻类生长量减少。常用硅藻、栅藻、小球藻。（二）试验方法繁殖藻种配制培养基，灭菌。加入待测物，接种。培养。恒温（28-30°C），光照。测