重金属污染土壤的发光菌法研究
摘要：综述了发光细菌法的原理及在土壤重金属毒性检测中的影响因素, 并比较了该方法与传统检测方法的优缺点。
关键词：发光细菌; 有效毒性; 重金属
随着工业生产, 特别是乡镇企业的发展, 农村环境迅速 恶化, 污水灌溉、工厂排放的废气飘尘、汽车尾气中的铅镉 污泥和城市垃圾农用等原因造成农业生态领域的重金属污 染日益严重 [1-2] 。进入土壤的重金属因其不可降解的性质而 在土壤中累积, 达到一定程度后就会影响植物的生长和发 育, 进而影响农作物的产量, 并通过各种途径对环境产生危 害, 甚至污染食物链, 危害人类健康, 所以土壤的重金属污 染及其控制引起了人们的广泛关注 [3] 。因此, 建立有效的重 金属污染检测技术对环境监测、质量评价以及污染治理等 都有重要作用。在环境污染物毒性评价中, 重金属的生物 有效毒性能反映出重金属对环境的危害,而发光细菌法能 够很好地反映出土壤重金属的生物有效毒性。目前已得到 广泛的应用。为此, 笔者对重金属污染土壤的发光菌法进行 了综述。
1 重金属生物有效毒性
在环境污染物毒性评价中, 重金属的生物有效毒性比 重金属的总量更能反映出重金属对环境的危害。Farrell 等 证实, 重金属对生物体产生的毒害作用取决于生物可利用 态的重金属而非重金属总量 [4] 。也有研究者利用 EDTA 或 乙酸来提取土壤中可溶态重金属,认为抽提出来的重金属量 就是生物可利用的重金属量 [5-6] 。但是可溶性的重金属和有效 生物毒性重金属完全是 2 个不同的概念, 它能否正确表示 重金属对生物造成的实际影响尚存争议。
植物指示法虽然能准确检测出土壤中重金属对植物体 引发的毒性效应, 但由于植物的生长周期比较长, 而且易受 外界因素的干扰等原因, 不适合于土壤污染的快速诊断。动 物法主要是将原生动物饲养在污染的土壤中, 通过其生理、 生化和死亡等指标, 进行污染土壤的毒性研究。该类方法受 到动物本身的影响而费用昂贵, 且费时较多, 不能准确反映 出土壤重金属污染的毒性 [7] 。传统的微生物法利用细菌的生 长状况或死亡率作为测定环境中毒物的指标也需要较长的 时间。因此, 发展新的快速、准确评价各类污染物的毒性的 有效方法显得非常迫切、必要。
发光菌法通过检测发光菌的发光强度来反映检测体系 中的污染状况。凡能够干扰或破坏发光细菌呼吸、生长、新 陈代谢等生理过程的任何有毒物质都可以根据发光强度的 变化来测定。表 1 从检测范围和灵敏度 2 个方面对发光细 菌法和原子吸收法进行比较。由表 1 可知, 与仪器分析相 比, 发光菌法检测重金属含量的检测范围比较大, 灵敏度 比较高, 在较低浓度时就可以检测到毒性污染物的存在。 Bontidean 比较了发光细菌法、植物检测法和化学分析法 的相关性, 认为发光菌检测法与 AAS 检测的相关性优于 传统植物学方法 [8] 。但是, 由于发光菌法能很好地检测出土 壤中重金属的生物有效毒性, 且有毒物质仅干扰发光细菌 的发光系统, 具有快速、简便、灵敏、成本低、检测下限低等 优点, 所以利用发光细菌的发光强度作为指标来监测有毒 物质, 在国内外越来越受到重视。我国于 1995 年将这一方法 列为环境毒性检测的标准方法( GB/r15441!1995) [9] 。
………………
2 发光细菌法检测原理
3 发光菌法检测重金属的影响因素
4 展望
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