第03章 污染物的生物效应检测1.ppt

第三章 污染物的生物效应检测 内容提要：本章介绍了生物测试和测试方法的基本概念以及表示污染物毒性的基本参数。系统地介绍了毒性试验、致突变试验、致癌试验、致畸试验和微宇宙试验的基本概念、基本原理和基本方法。 第一节 生物测试及方式 生物测试的定义 生物测试的方式 生物测试的标准化 一、生物测试的定义 生物测试（Bioassay）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。 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。 污染物对生物的影响非常复杂。 常规的物理和化学的检测只能测定污染物浓度，不能测定污染物对生物机体的影响—无法提供毒性效应、毒性强弱的信息。。 生物测试还可提供其他的信息 环境状况对水中生命的适合度。 各种环境因素例如溶解氧（DO）、酸碱度（pH）、温度、、盐度、混浊度等对水中生命的有利及不利的浓度或强度。 环境因素对于废物毒性的影响。 废物对某一被测试生物种的毒性。 各种水生生物对某种排放废水或污染物的相对敏感性。 为满足水污染控制的要求，废水所应处理的程度，以及废水处理方法的有效程度。 允许的废水排放量和允许的污染物排放浓度。 有关水质标准、对废水的要求和排放许可之间的一致性。 生物测试 水污染的生物测试常常被称为毒性试验（Toxicity Test）， 对大气污染的生物测试常被称为植物人工熏气（Artificial Fumigation for Plant）。 生物测试的优势 方法简单，不需要特殊仪器设备; 能综合反映污染物对生态系统的影响或污染状况 生物测试意义和价值： 监测环境质量的变化； 确定单一污染物的安全浓度； 研究多种污染物的联合作用的生物效应； 制定排污标准和环境质量标准 污染物的生态风险评价（Ecological Risk Assessment）等。 二、生物测试的方式 生物测试的分类 受试生物的选择 生物测试的分类1 根据生物测试所经历的时间长短可以分为 短期测试方式 中期测试方式 长期测试方式 根据试验溶液或试验气体的给予方式分为 静止式生物测试 流动式生物测试 在水污染生物测试中，流动式生物测试又可分为 重复循环式 更新式 在大气污染生物测试中，流动式又可分为 室内动态熏气 开顶式熏气 田间全开放式熏气 生物测试的分类2 根据生物测试中所用测试生物的物种可分为 单物种生物测试 多物种生物测试 模拟生态系统生物测试。 根据测试目的有多种分法： 例如，水污染的生物测试根据目的可分为排放水的品质测试、相对毒性测试、相对敏感性测试、味或臭气测试、生长率测试等等。 根据生物测试中所测试的生物效应性质分为 毒性试验 积累试验 行为试验 “三致”（致癌、致畸、致突变）试验 DNA损伤试验等等。 短期测试方式 中期测试方式 长期测试方式 短期生物测试1 短期的生物测试（Short Term Bioassays）——被测试的生物在短时间内暴露于高浓度的污染物下，测定污染物对生物机体的影响。 主要用于测定 半数致死浓度（LC50） 半数抑制浓度（IC50） 半数效应浓度（EC50） 这种试验也可指示出在做中期或长期试验时所应使用的毒物浓度。 根据所用测试生物（受试生物）物种的不同，其测试时间也不同。 例如水污染的短期生物测试中，一般来说，藻类72h；水蚤类＜48 h、鱼类＜96h其最长不超过8d。 短期生物测试2 短期生物测试的实用价值或目的: 快速估计污染物的毒性 评定几种不同的毒物或废物对某种生物的相对毒性 评定不同生物对不同的条件如温度、pH的相对敏感性等 短期生物测试应注意的问题—避免其他因素干扰测试结果 大多数采用静止式，但如遇下列情况应采用流动式: 对于易挥发或不稳定污染物应采用流动式 因为在试验过程中污染物浓度会降低，受试生物对污染物的暴露程度会逐渐减少。 对于代谢速率快的受试生物在短期测试中也不用静止式而应该用流动式 因为排出代谢废物较多，代谢废物的累积和分解会产生不适当的高浓度二氧化碳和氨，从而影响试验结果。 对于BOD较高的工业废水和生活污水应采用流动式 因为溶解氧的耗尽会对受试生物造成压迫 中期生物测试 中期生物测试（Interinediate Term Bioassays）是介于短期和长期之间的一类生物测试。 在短期与中期或在中期与长期之间，没有严格的区分。 一般来说，8d之内算做短期，8d到90 d的算做中期。 中期的试验可以是静止式和流动式，但在大多数情况下采用流动式。 长期生物测试1 长期生物测试（Long Teim Bioassays）——指在低浓度污染物作用下，暴露时间要尽可能长达受试生物的整个生活史的一类生物测试，又称为全部生活史的生物测试（Complete Life-