第一篇：洛陽(yáng)理工學(xué)院東校區(qū)中水處理站水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)

環(huán)境監(jiān)測(cè)課程設(shè)計(jì)

姓 名：

學(xué) 號(hào)：

班 級(jí)：

專 業(yè)：

指導(dǎo)老師：

洛陽(yáng)理工學(xué)院環(huán)境工程與化學(xué)學(xué)院

二〇一五年五月

題目：校園中水回用工程污水處理站水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)

目錄

第一章 監(jiān)測(cè)背景......................................................................................1 第二章 基礎(chǔ)資料收集..............................................................................1 第三章 采樣點(diǎn)的設(shè)置..............................................................................3 第四章 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定..........................................................................3 第五章 采樣時(shí)間和采樣頻率的確定......................................................3 5.1采樣時(shí)間的確定............................................................................3 5.2采樣頻率的確定............................................................................3 第六章 樣品的采集與保存......................................................................3 第七章 樣品的預(yù)處理..............................................................................4

7.1 濁度的測(cè)定...................................................................................4

7.2 化學(xué)需氧量的測(cè)定.......................................................................4 7.3 總磷的測(cè)定...................................................................................7 7.4 總氮的測(cè)定..................................................................................11 第八章 評(píng)價(jià)方法、質(zhì)量保證和實(shí)施計(jì)劃............................................14 8.1評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)...................................15 8.2質(zhì)量保證措施.....................................15 8.3計(jì)劃實(shí)施時(shí)間.....................................15 參考文獻(xiàn)..................................................................................................16 附錄..........................................................................................................17 校園中水回用工程污水處理站水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)

第一章 監(jiān)測(cè)背景

中國(guó)是一個(gè)水資源貧乏的國(guó)家，屬世界上13個(gè)貧水國(guó)之一，人均水資源是世界平均水平的1/4。同時(shí)，我國(guó)水資源時(shí)空分布不均，致使部分地區(qū)供求矛盾加劇。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，用水亮增多，城市缺水問(wèn)題尤為突出。目前我國(guó)共有1400余所各級(jí)各類高校，在校學(xué)生4000余萬(wàn)人。從有關(guān)資料看高校學(xué)生消耗清潔水源410萬(wàn)m3/天。而校園綠化、學(xué)生公寓沖廁消耗大量自來(lái)水，造成能源和資源的浪費(fèi)。為建設(shè)節(jié)水型校園，洛陽(yáng)理工學(xué)院王城校區(qū)已經(jīng)實(shí)施中水回用工程多年，為我們節(jié)約了大量的自來(lái)水和能源。

“中水”一詞是相對(duì)于上水〔給水〕、下水〔排水〕而言的。中水回用技術(shù)系指將小區(qū)居民生活廢〔污〕水（沐浴、盥洗、洗衣、廚房、廁所）集中處理后，達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)回用于小區(qū)的綠化澆灌、車輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等，從而達(dá)到節(jié)約用水的目的。

在此，我們將對(duì)校園中水回用工程污水處理站進(jìn)、出水的多個(gè)有機(jī)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果結(jié)合《城市污水再生利用——城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[7]以及中水處理站處理效率作出評(píng)價(jià)。

第二章 基礎(chǔ)資料收集

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范：

《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838--2002 《地面水環(huán)境影響評(píng)價(jià) 導(dǎo)則》HJ/T 2.3-93 《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》HJ/T 91—2002 《水質(zhì) 采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》HJ 495－2009 《水質(zhì) 采樣技術(shù)指導(dǎo)》 HJ 494－2009 《水質(zhì) 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》HJ 493－2009 《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/1 18920-2002 《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ 25.1-89 《再生水回用用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ/T95-2000 《水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》GB 11893-89

《水質(zhì) 總氮的測(cè)定 堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》GB 11894-89 《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法》GB 11914-89 課題小組將先通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等途徑對(duì)中水回用系統(tǒng)進(jìn)行了解，了解中水處理工作 的原理、目前中水回用的概況等；然后到學(xué)校中水回用工程中水處理站作進(jìn)一步了解校園中水處理站中水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；然后，根據(jù)《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[7]選定本次監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)的四個(gè)指標(biāo)，進(jìn)而參考《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[3]、《水質(zhì) 采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》[4]、《水質(zhì) 采樣技術(shù)指導(dǎo)》[5]和《水質(zhì) 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》[6]擬定本次檢測(cè)前的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)藥品準(zhǔn)備和配制；最后，大家檢測(cè)任務(wù)進(jìn)行分配、實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而根據(jù)《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[7]對(duì)校園中水處理站進(jìn)、出水水質(zhì)作出評(píng)價(jià)。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、實(shí)地 根據(jù)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)選定監(jiān)測(cè)指標(biāo)、采樣

分配任務(wù)、實(shí)驗(yàn)藥品準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，處理數(shù)據(jù)

評(píng)價(jià)校園中水處理站進(jìn)、出口水質(zhì)狀況

了解等途徑了解中水回用系圖2-1 洛陽(yáng)理工學(xué)院東校區(qū)中水處理站水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)

圖2-2 高校生活污水集中處理中水回用系統(tǒng)圖

任務(wù)分配：

表2-1 監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)任務(wù)分配

姓名 學(xué)號(hào)

任務(wù)

查詢資料、方案擬定、水樣采集、監(jiān)測(cè)化學(xué)需氧量（COD）及濁度和對(duì)實(shí)倪吉祥 B12070828 驗(yàn)檢測(cè)評(píng)價(jià)。孫 琳 B120708 水樣采集,藥品配制，檢測(cè)總磷（TN），并對(duì)相應(yīng)的指標(biāo)作簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)； 任美琪 B120708 水樣采集,藥品配制，檢測(cè)總磷（TN），并對(duì)相應(yīng)的指標(biāo)作簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)； 劉凌卓 B12070827 藥品配制，檢測(cè)總磷，記錄檢測(cè)結(jié)果，并對(duì)相應(yīng)的指標(biāo)作簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)。孫尚波 B12070811 藥品配制，檢測(cè)總磷，記錄檢測(cè)結(jié)果，并對(duì)相應(yīng)的指標(biāo)作簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)。水樣采集，監(jiān)測(cè)化學(xué)需氧量（COD），簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，記錄檢測(cè)于寶祺 B12070814 結(jié)果，對(duì)此次監(jiān)測(cè)作評(píng)價(jià)。

第三章 采樣點(diǎn)的設(shè)置

根據(jù)本次監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)的是校園中水回用工程污水處理站的情況，監(jiān)測(cè)小組需要監(jiān)測(cè)中水處理站進(jìn)水和出水水質(zhì)。所以，監(jiān)測(cè)小組確定采樣點(diǎn)位置為：洛陽(yáng)理工學(xué)院王城校區(qū)（東校區(qū)）中水處理站中水回用系統(tǒng)中格柵前取水（進(jìn)水）和清水池取水（出水）。

第四章 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定

根據(jù)《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[7]中的項(xiàng)目和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[1]中基本項(xiàng)目，考慮到校園生活污水中污染物的主要種類以及監(jiān)測(cè)小組目前的能力和檢測(cè)條件，最終，確定此次監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)的項(xiàng)目為：

項(xiàng)目一：濁度

項(xiàng)目二：化學(xué)需氧量（COD）項(xiàng)目三：總磷（TP）項(xiàng)目四：總氮(TN)

第五章 采樣時(shí)間和采樣頻率的確定

5.1采樣時(shí)間的確定

此次課程設(shè)計(jì)的時(shí)間為第10周（2014年5月04日-2014年5月10日），根據(jù)老師安排和監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)任務(wù)量，監(jiān)測(cè)小組采樣時(shí)間為2014年5月05日下午。

5.2采樣頻率的確定

通常需要水質(zhì)可能發(fā)生變化的全過(guò)程的資料，為此要不時(shí)地采樣，使所采樣品足以反映水質(zhì)及其變化，但也要考慮到成本要小。相反，按主觀想象確定采樣頻率或者僅從分析和采樣的工作量考慮，會(huì)導(dǎo)致盲目采樣或過(guò)于頻繁的采樣。當(dāng)非正常狀態(tài)出現(xiàn)的時(shí)候，有必要增加采樣的頻次，例如，在植物開始生長(zhǎng)的過(guò)程中或者在一條河的漲潮期和水華時(shí)期等。為了統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展趨勢(shì)，需要增加采樣的頻次，這樣采集的樣品結(jié)果才是可以利用的。

對(duì)于污染治理、環(huán)境科研、污染源調(diào)查和評(píng)價(jià)等工作中的污水監(jiān)測(cè)，其采樣頻次可以根據(jù)工作方案的要求另行確定。

參考《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[7]中城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)采樣檢測(cè)頻率規(guī)定，以及監(jiān)測(cè)小組監(jiān)測(cè)的具體項(xiàng)目，第六章 樣品的采集與保存

從管道中采樣：用適當(dāng)大小的管子（如抽取多相液體時(shí)，管的最小公稱內(nèi)徑為25 mm）從管道中抽取樣品。液體在管中的線速度要大，足夠保證液體呈湍流的 特征，避免液體在管內(nèi)水平方向流動(dòng)。

第七章 樣品的預(yù)處理

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確定本監(jiān)測(cè)方案所選監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的預(yù)處理方法和具體操作步驟。如表7-1。

表7-1 測(cè)定項(xiàng)目分析方法

測(cè)定項(xiàng)目 濁度 COD TP TN

測(cè)定方法 濁度儀 重鉻酸鉀法 鉬酸銨分光光度法

堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

GB 11914-89 GB 11893-89 GB 11894-89 7.1 濁度的測(cè)定

水樣 進(jìn)水 出水 第一次測(cè)

20（21稀釋至84，4倍）

0.052

第二次測(cè)

14.19（20稀釋至100,5倍）

0.5

濁度 75.475 0.051

7.1 化學(xué)需氧量的測(cè)定

化學(xué)需氧量（CODCr）的測(cè)定（GB11914-89重鉻酸鉀法）[12] 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>

（1）熟練掌握化學(xué)需氧量（COD）測(cè)定方法及原理（2）鞏固《環(huán)境監(jiān)測(cè)》（第四版）第二章第八節(jié)相關(guān)內(nèi)容

2.原理 重鉻酸鉀法測(cè)定COD的原理是：在強(qiáng)酸性溶液中，用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì)，過(guò)量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據(jù)硫酸亞鐵銨的用量算出水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。測(cè)定結(jié)果因加入氧化劑的種類及濃度、反應(yīng)溶液的酸度、反應(yīng)溫度和時(shí)間，以及催化劑的有無(wú)而不同，因此，化學(xué)需氧量亦是一個(gè)條件性指標(biāo)，其測(cè)定必須嚴(yán)格按步驟進(jìn)行。

酸性重鉻酸鉀氧化劑氧化性很強(qiáng)，可氧化大部分有機(jī)物，加入硫酸銀作催化劑時(shí)，直鏈脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有機(jī)物卻不易被氧化，吡啶不被氧化，揮發(fā)性直鏈脂肪族化合物、苯等有機(jī)物存在于蒸氣相，不能與氧化劑液體接觸，氧化不明顯。氯離子能被重鉻酸鉀氧化，并且能與硫酸銀作用產(chǎn)生沉淀，影響測(cè)定結(jié)果，故在回流前向水樣中加入硫酸汞，使之成為絡(luò)合物以消除干擾。氯離子含量高于2000mg/L的樣品應(yīng)作定量稀釋，使含量降低至2000mg/L以下，再行測(cè)定。用0.25mol/L的重鉻酸鉀溶液可測(cè)定大于50mg/L的COD。用0.025mol/L的重鉻酸鉀溶液可測(cè)定5～50mg/L的COD，但準(zhǔn)確度較差。3.儀器與試劑

（一）儀器

（1）回流裝置：帶250ml磨口錐形瓶的回流裝置（2）加熱裝置：電熱板或變阻電爐（3）酸式滴定管：50ml。

（二）試劑

除另有說(shuō)明外，所用試劑君威分析純?cè)噭?/p>

（1）重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(1/6K2Cr2O7)=0.2500mol/L]：稱取預(yù)先在120℃烘干2h的基準(zhǔn)或優(yōu)級(jí)純重鉻酸鉀12.258g溶于水中，移入1000mL容量瓶，稀釋至標(biāo)線，搖勻。（2）試亞鐵靈指示劑：稱取1.485g一水合鄰菲羅啉（C12H8N2·H2O，1.10-phenanthroline），0.695g七水合硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）溶于水中，稀釋至100mL，貯于棕色瓶?jī)?nèi)。（3）硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液{c[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.1mol/L}：稱取39.5g六水合硫酸亞鐵溶于水中，邊攪拌邊緩慢加入20mL濃硫酸，冷卻后又移入1000mL容量瓶中，加水稀釋至標(biāo)線，搖勻。林用錢，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。標(biāo)定方法：準(zhǔn)確吸取10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL錐形瓶中，加水稀釋至110mL左右，緩慢加入30mL濃硫酸，混勻。冷卻后，加入3滴試亞鐵靈指示劑（約0.15mL），用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)。

c[(NH4)2Fe(SO4)2] =（0.250*10.00）/V（7-1）式中：c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

V——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mL； 0.2500——重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L； 10.00——重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL。（4）硫酸-硫酸銀溶液：于2500mL濃硫酸中加入25g硫酸銀，放置1～2d,不時(shí)搖動(dòng)使其溶解（如無(wú)2500ml容器，可在500mL濃硫酸中加入5g硫酸銀）（5）硫酸汞：結(jié)晶或粉末

4.實(shí)驗(yàn)步驟（1）取20.00mL混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至20.00mL）于250mL磨口錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒小玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上口慢慢加入30mL硫酸-硫酸銀溶液，輕輕搖動(dòng)磨口錐形瓶使溶液搖勻，加熱回流2h（自沸騰開始計(jì)時(shí)）。（2）冷卻后，用90mL水沖洗冷凝管壁，取下磨口錐形瓶。溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大，滴定重點(diǎn)不明顯。（3）溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。（4）測(cè)定水樣的同時(shí)，以20.00mL重蒸餾水，按同樣操作步驟做空白試驗(yàn)。記錄滴定空白溶液時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理 根據(jù)測(cè)定空白溶液和樣品溶液消耗的硫酸亞鐵銨溶液體積和水樣體積按下式計(jì)算水樣COD：

COD（O2，mg/L）=[（V0-V1）*c*8*1000]/V（7-2）式中：c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

V0——滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL； V1——滴定水樣時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL； V——水樣的體積，mL；

8——氧（1/4O2）的摩爾質(zhì)量，g/mol。

6.注意事項(xiàng)（1）使用0.4g硫酸汞絡(luò)合氯離子的最高量可達(dá)40mg，如取用20.00mL水樣，即最高可絡(luò)合2000mg/L 氯離子的水樣。若氯離子濃度較低，亦可少加硫酸汞，使保持m(硫酸汞)：m（氯離子）=10：1。若出現(xiàn)少量氯化汞沉淀，并不影響測(cè)定。（2）取水樣體積可為10.00～50.00mL，但試劑用量及濃度需按表7-2進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，也可得到滿意的結(jié)果。

表7-2 取水樣體積和試劑用量

取水樣 體積/mL 0.2500mol/L 1/6K2Cr2O7 標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30 45 60 75

H2SO4-Ag2SO4溶液體積

/mL

HgSO4 質(zhì)量/g

（NH4）（SO4）2Fe

2標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度

滴定前 總體積/mL

（mol/L）

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500

210 280 350（3）對(duì)于化學(xué)需氧量小于50mg/L的水樣，應(yīng)改用0.0250mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，回滴時(shí)用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。

（4）水樣加熱回流后，溶液中重鉻酸鉀剩余量應(yīng)為加入量的1/5～4/5為宜。（5）用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查試劑的質(zhì)量和操作技術(shù)時(shí)，由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論COD為1.176g，所以溶解0.425g鄰苯二甲酸氫鉀（HOOCC6H4COOK）于重蒸餾水中，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶，用重蒸餾水稀釋至標(biāo)線，使之成為500,g/L的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液。用時(shí)新配。

（6）COD的測(cè)定結(jié)果應(yīng)保留三位有效數(shù)字。

（7）每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定，室溫較高時(shí)尤其應(yīng)注意其濃度的變化。7.數(shù)據(jù)處理結(jié)果：

表7-2（NH4）2Fe（SO4）2標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定

初值 21.68

末值 47.50

（NH4）2Fe（SO4）2標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度mg/l

0.096824

表7-3化學(xué)需氧量檢測(cè)結(jié)果

編號(hào) 水樣 初值 3.10 0.50 5.18 0.25

末值 24.48 24.80 29.60 24.80

CODmg/l 1號(hào)磨口錐形瓶 進(jìn)水（10ml水樣+10ml蒸餾水）2號(hào)磨口錐形瓶 3號(hào)磨口錐形瓶 4號(hào)磨口錐形瓶

空白（20ml蒸餾水）出水（20ml水樣）空白（20ml蒸餾水）

226.18

50.35

7.2 總磷的測(cè)定

水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法 GB 11893--89[10]

1.主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用過(guò)硫酸鉀（或硝酸-高氯酸）為氧化劑，未經(jīng)過(guò)濾的水樣消解，用鉬酸銨分光光度測(cè)定總磷的方法。

總磷包括溶解的、顆粒的、有機(jī)的和無(wú)機(jī)磷。本標(biāo)準(zhǔn)適用于地面水、污水和工業(yè)廢水。

取25mL試料，本標(biāo)準(zhǔn)的最低檢出濃度為0.01mg/L，測(cè)定上限為0.6mg/L。在酸性條件下，砷、鉻、硫干擾測(cè)定。2.原理

在中性條件下用過(guò)硫酸鉀（或硝酸-高氯酸）使試樣消解，將所含磷全部轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽。在酸性介質(zhì)中，正磷酸鹽與鉬酸銨反應(yīng)，在銻鹽存在下生成磷鉬雜多酸后，立即被抗壞血酸還原，生成藍(lán)色的絡(luò)合物。3.試劑

本標(biāo)準(zhǔn)所用試劑除另有說(shuō)明外，均應(yīng)使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分析試劑和蒸餾水或同等純度的水。

（1）硫酸（H2SO4)，密度為1.84g/mL（2）硝酸（HNO3），密度為1.4g/mL（3）高氯酸（HClO4），優(yōu)級(jí)純，密度為1.68g/mL（4）硫酸（H2SO4），1+1（5）硫酸，約c（?H2SO4）=1mol/L：將27mL硫酸（1）加入到937mL水中。（6）氫氧化鈉（NaOH），1mol/L溶液：將40g氫氧化鈉溶于水并稀釋至1000mL（7）氫氧化鈉（NaOH），6mol/L溶液：將240g氫氧化鈉溶于水并稀釋至1000mL（8）過(guò)硫酸鉀，50g/L溶液：將5g過(guò)硫酸鉀（K2SO4）溶于水，并稀釋至100mL 抗壞血酸，100g/L溶液：溶解10g抗壞血酸（C6H8O6）于水中，并稀釋至100mL（9）此溶液貯于棕色的試劑瓶中，在冷處可穩(wěn)定幾周。如不變色可長(zhǎng)時(shí)間使用。（10）鉬酸鹽溶液：溶解13g鉬酸銨[（NH4）6MO7O24*4H2O]與100mL水中。溶解0.35g酒石酸銻鉀[KSbC4H4O7*?H2O]于100mL水中。在不斷攪拌下把鉬酸銨溶液徐徐加到300mL硫酸（4）中，加酒石酸銻鉀溶液并且混合均勻。此溶液貯存于棕色試劑瓶中，在冷處可保存二個(gè)月。

（11）濁度-色度補(bǔ)償液：混合兩個(gè)體積硫酸（4）和一個(gè)體積抗壞血酸（3.9）。使用當(dāng)天配制

（12）磷標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：城區(qū)0.2197±0.001g于110℃干燥2h在干燥器中放冷的磷酸二氫鉀（KH2PO4），用水溶解后轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，加入大約800mL水、加5mL硫酸（4）用水稀釋至標(biāo)線并混勻。1.00mL此標(biāo)準(zhǔn)溶液含50μg磷。本溶液可在玻璃瓶中可貯存至少六個(gè)月。

（13）磷標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：將10ml的磷標(biāo)準(zhǔn)溶液（3.12）轉(zhuǎn)移至250ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線并混勻。1.00ml此標(biāo)準(zhǔn)溶液2.0ug磷。使用當(dāng)天配制。（14）酚酞10g/L溶液；0.5g酚酞溶于50mL95%乙醇中。4.儀器

實(shí)驗(yàn)室常用儀器設(shè)備和下列儀器。

（1）醫(yī)用手提式蒸氣消毒器或一般壓力鍋（1.1-1.4kg/cm2).（2）50mL具塞（磨口）刻度管。（3）分光光度計(jì)。

注：所有玻璃器皿應(yīng)用稀鹽酸或稀硝酸浸泡。5.采樣和樣品

（1）采取500mL水樣后加入1mL硫酸3（1）調(diào)節(jié)樣品的pH值，使之低于或等于1，或不加任何試劑于冷處保存。

注：含磷量較少的水樣，不要用塑料瓶采樣，因易磷酸鹽吸附在塑料瓶上。（2）試樣的制備：

取25mL樣品5（1）于具塞刻度管中4（2）。取時(shí)應(yīng)仔細(xì)搖勻，以得到溶解部分和懸浮部分均具有代表性的試樣。如樣品中含磷濃度較高么事楊體積可以減少。6.分析步驟（1）空白試樣

按6（2）-（4）的規(guī)定進(jìn)行空白試驗(yàn)，用水代替試樣，并加入與測(cè)定時(shí)相同體積的試劑。（2）消解

過(guò)硫酸鉀消解：想5（2）試樣中加4mL過(guò)硫酸鉀3（8），將具塞刻度管的蓋塞緊后，用一小塊布和線將玻璃塞扎緊（或用其他方法固定），放在大燒杯中置于高壓蒸汽消毒器4（1）中加熱，待壓力達(dá)1.1kg/cm2，相應(yīng)溫度為120℃時(shí)，保持30min后停止加熱。待壓力表讀數(shù)降至零后，取出放冷。然后用水稀釋至標(biāo)線。（3）發(fā)色

分別向各份消解液中加入1mL抗壞血酸溶液3（9）混勻，30s后加2mL鉬酸鹽溶液3（10）充分混勻。

注：?如試樣中含有濁液或色度時(shí)，需配制一個(gè)空白試樣（消解后用水稀釋至標(biāo)線）然后向試料中加入3mL濁度--色度補(bǔ)償液3（11），但不加抗壞血酸溶液和鉬酸鹽溶液。然后從試料中扣除空白試料的吸光度。

?砷大于2mg/L干擾測(cè)定，用硫代硫酸鈉去除。硫化物大于2mg/L干擾測(cè)定，通氮?dú)馊コ?。鉻大于50mg/L干擾測(cè)定，用亞硫酸鈉去除。（4）分光光度測(cè)量

室溫下放置15min后，使用光程為30mm比色皿，在700nm波長(zhǎng)下，以水作參比，測(cè)定吸光度?？鄢瞻自囼?yàn)的吸光度后，從工作曲線6（5）上查得磷的含量。注：如顯色時(shí)室溫低于13℃，可在20-30℃水浴上顯色15min即可。（5）工作曲線的繪制

取7支具塞刻度管4（2）分別加入0.0,0.50,1.00,3.00,5.00,10.0,15.0mL磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液3（14）、加至25mL然后按測(cè)定步驟6（2）-（4）進(jìn)行處理。以水做參比，測(cè)定吸光度?？鄢瞻自囼?yàn)的吸光度后，和對(duì)應(yīng)的磷的含量繪制工作曲線。7.結(jié)果的表示

總磷含量以C（mg/L）表示，按下式計(jì)算：

C=m/V（7-3）式中：m---試樣測(cè)得含磷量，μg； V---測(cè)定用試樣體積，mL。8.檢測(cè)結(jié)果

（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液含量與吸光度

表7-4 標(biāo)準(zhǔn)溶液磷含量與吸光度

試管編號(hào) 磷酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積mL 含磷量μg 吸光度

0 0.519 0 0.5 1 3 5 10 15

0.008 0.015 0.026 0.06 0.101 0.322（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線

磷含量吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線磷含量μg***0.10.20.30.40.5y = 57.64x + 1.1682R2 = 0.9921系列1線性(系列1)0.6吸光度

注：5號(hào)試管數(shù)據(jù)已剔除

圖7-1磷含量標(biāo)準(zhǔn)曲線

（3）出水總磷檢測(cè)結(jié)果

表7-5進(jìn)出水總磷檢測(cè)結(jié)果 水樣 出水

吸光度 磷含量μg 總磷濃度mg/L

7.3 總氮的測(cè)定

水質(zhì) 總氮的測(cè)定堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法 GB 11894--89[11]

1.原理：

在60攝氏度以上的水溶液中，過(guò)硫酸鉀可分解產(chǎn)生硫酸氫鉀和原子態(tài)氧，硫酸氫鉀在溶液中離解而產(chǎn)生氫離子，故在氫氧化鉀的堿性介質(zhì)中可促使分解過(guò)程趨于完全。分解出的原子態(tài)氧在120~124攝氏度條件下，可以使水樣中的含氮化合物的氮元素轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。并且在此過(guò)程中有機(jī)物同時(shí)被氧化分解?？捎米贤夥止夤舛确ㄅc波長(zhǎng)于220和275mm處，分別測(cè)出吸光度A220及A275按式（1）校正吸光度A:

A=A220-A275---------(1)按A的值查校準(zhǔn)曲線并計(jì)算總氮（以NO3-N計(jì)）含量。2.試劑和材料

除非（2.1）另有說(shuō)明外，分析時(shí)均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分析純?cè)噭?.1無(wú)氨水。

2.1.1離子交換法：將蒸餾水通過(guò)一個(gè)強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂（氫型）柱，流出液收集在低啊有密封玻璃蓋的玻璃瓶中。

2.1.2蒸餾法：在1000ml蒸餾水中，加入0.10ml硫酸（ρ=1.84g/mL）。并在玻璃蒸餾器中重蒸餾，棄去前50ml餾出液，然后將餾出液收集在帶有玻璃塞的玻璃瓶中。

2.2氫氧化鈉溶液：200g/L：稱取20g氫氧化鈉溶于水中稀釋至100ml。2.3氫氧化鈉溶液，20g/L：將2.2溶液稀釋10倍而得。

2.4堿性過(guò)硫酸鉀溶液：稱取40g過(guò)硫酸鉀，另外稱取15g氫氧化鈉，溶于無(wú)氨水中，稀釋至1000ml溶液，儲(chǔ)存在聚乙烯瓶?jī)?nèi)，最長(zhǎng)可儲(chǔ)存一周。2.5鹽酸溶液，1+9。

2.6硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備液，cN=100m/L：硝酸鉀在105~110攝氏度烘箱中干燥3h,在干燥器中冷卻后，稱取0.7218G，溶于無(wú)氨水中，移至1000mL，用無(wú)氨水稀釋至表現(xiàn)在0~10攝氏度的暗處保存，或者加入1~2mL三氯甲烷保存，可穩(wěn)定6個(gè)月。

2.6.2硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液，C=10mg/L：將貯備液用無(wú)氨水稀釋10倍而得。使用時(shí)配制。

2.7硫酸溶液，1+35。3.儀器和設(shè)備

3.1常用實(shí)驗(yàn)室儀器和下列儀器。

3.2紫外分光光度計(jì)及10mm石英比色皿。

3.3醫(yī)用手提式蒸汽滅菌器或者家用壓力鍋（壓力為1.1~1.4kg/cm2），國(guó)內(nèi)溫度相當(dāng)于120~124攝氏度。3.4具玻璃磨口塞比色管，25mL。

所用玻璃器皿可以用鹽酸（1+9）或者硫酸（1+35）浸泡，清洗后再用無(wú)氨水沖洗數(shù)次。4.分析步驟 4.1測(cè)定

4.1.1用無(wú)分度吸管取10.00mL試劑（C超過(guò)100時(shí)，可減少取樣量并加無(wú)氨水稀釋至10mL）置于比色管中。

4.1.2試樣不含懸浮物時(shí)，按照下述步驟進(jìn)行。

a.加入5mL堿性過(guò)硫酸鉀溶液，塞進(jìn)磨口塞用布及繩等方法扎緊瓶塞，以防彈出。

b.將比色管置于醫(yī)用手提蒸汽滅菌鍋中，加熱滅菌使壓力表指針到1.1~1.4kg/㎝,此時(shí)溫度達(dá)到120~124攝氏度開始計(jì)時(shí)。保持此溫度加熱半小時(shí)。c.冷卻、開閥放氣，移去外蓋，取出比色管并冷卻至室溫。d.加鹽酸（1+9）1mL，用無(wú)氨水稀釋至25mL標(biāo)線，混勻。

e.移去部分溶液值10mm，石英比色皿中，在紫外分光光度計(jì)上，以無(wú)氨水作為參比，分別在波長(zhǎng)220與275nm處測(cè)吸光度，并用式（1）計(jì)算出校正吸光度A。

4.1.3.試樣含懸浮物時(shí)，先按上述4.1.2中a至d步驟進(jìn)行，然后帶澄清后移取上清液到石英比色皿中，再按照4.1.2中e步驟繼續(xù)進(jìn)行測(cè)定。4.2空白試驗(yàn)

空白試驗(yàn)除以10mL無(wú)氨水代替試料外，采用測(cè)定完全相同的試劑、用量和分析步驟進(jìn)行平行操作。

注：但測(cè)定在接近檢測(cè)線時(shí)，必須控制空白試驗(yàn)的吸光度A不超過(guò)0.03，超過(guò)此值，要檢查所用水、試劑、器皿和家用壓力鍋的壓力。4.3校準(zhǔn)

4.3.1校準(zhǔn)系列的制備：

a.用分度吸管向一組（10支）比色管中，分別加入硝酸氮標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0.0,0.10,0.30,0.50,0.70，1.00,3.00,5.00,7.00,10.00mL，加無(wú)氨水稀釋至10.00mL。

b.按照4.1.2中a至e步驟進(jìn)行測(cè)定。4.3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制： 2空白試驗(yàn)溶液和其他硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液制得的校準(zhǔn)系列完成全部分析步驟，與波長(zhǎng)220和275nm出測(cè)定吸光度后，分別按下式去除空白外其他校準(zhǔn)系列的校正吸光度Ag和空白的校正吸光度Aa及其差值A(chǔ)r

Ag=Ag220-Ag275(2)Ab=Ab220-Ab275(3)Ar=Ag-Ab(4)式中：Ag220----標(biāo)準(zhǔn)溶液在220nm波長(zhǎng)的吸光度； Ag275------標(biāo)準(zhǔn)溶液在275波長(zhǎng)處的吸光度； Ab220-----空白試驗(yàn)溶液在220nm波長(zhǎng)上的吸光度； Ab275-----空白試驗(yàn)溶液在275nm波長(zhǎng)上的吸光度； 按Ar值與相應(yīng)的NO3-N含量（μg）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。5結(jié)果的表示 5.1計(jì)算方法

按照式（1）計(jì)算得試樣校正吸光度Ar，在校準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的氮總數(shù)，總氮含量C(mg/L)按下式計(jì)算： C?m(5)（7-4）V式中：m------試樣測(cè)出的含氮量，μg； V-----測(cè)定使用的試樣體積，mL。6.檢測(cè)結(jié)果（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線

y=2.586x+0.0327（R2=0.9987）（7-5）式中：x--吸光度 y--濃度，mg/L。（2）檢測(cè)結(jié)果

表7-6 進(jìn)、出水及空白總氮檢測(cè)結(jié)果

水樣

進(jìn)水

275 出水

220

0.209 1.568

1.355

3.5367

波長(zhǎng)nm 220

吸光度 1.56

1.351

3.5264

Ax

總氮含量mg/L

275

空白

0.213

第八章 評(píng)價(jià)方法、質(zhì)量保證和實(shí)施計(jì)劃

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確定監(jiān)測(cè)結(jié)果的評(píng)價(jià)方法，質(zhì)量保證（數(shù)據(jù)處理、標(biāo)準(zhǔn)樣品和平行樣品的數(shù)量等質(zhì)量控制措施），本次為期5的課程設(shè)計(jì)的具體實(shí)施計(jì)劃。

8.1評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)：

分別計(jì)算進(jìn)、出水COD、TP、TN含量與各含量去除效率。

表8-1 中水處理站進(jìn)、出口COD、總磷、總氮含量 水樣 進(jìn)水 出水

COD（mg/L)

總磷mg/L

總氮mg/L

?(COD)=COD進(jìn)-COD出?100%=94.34%（8-1）

COD進(jìn) ?(TP)?TP進(jìn)?TP出?100%=76.57%（8-2）

TP進(jìn)出水水樣COD含量為9.2904mg/L，總磷含量為0.1136mg/L，根據(jù)《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ 25.1-890）[8]，COD含量達(dá)到廁所便器沖洗、城市綠化和洗車、掃除標(biāo)準(zhǔn)（50mg/L）；總磷含量符合《再生水回用用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T95-2000）[9]標(biāo)準(zhǔn)值（2.0mg/L）。

中水處理系統(tǒng)除去水中還原性物質(zhì)（以COD計(jì)算）效率達(dá)94.34%，除去磷的效率達(dá)76.57%。

中水處理站進(jìn)、出水總氮檢測(cè)結(jié)果可以看出結(jié)果有問(wèn)題，不能做出評(píng)價(jià)。分析出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因可能是：

水樣消解加入的堿性過(guò)硫酸鉀溶液量太少或水樣使用量取多，導(dǎo)致水樣中氮沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。

8.2質(zhì)量保證措施：

采樣方法，樣品處理和保存，實(shí)驗(yàn)室供應(yīng)（如蒸餾水、實(shí)驗(yàn)用氣、供電、通風(fēng)等）,儀器 15 設(shè)備的選擇和校準(zhǔn),器皿的選擇、洗滌和校準(zhǔn)，試劑的選擇、提純和檢驗(yàn),基準(zhǔn)物的選擇,標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定，分析方法的選定，分析測(cè)量程序均按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。

數(shù)據(jù)記錄、處理采用可靠方法。結(jié)果多次校訂，消除結(jié)果錯(cuò)誤帶來(lái)的評(píng)價(jià)不準(zhǔn)確。

8.3計(jì)劃實(shí)施時(shí)間：

5月5日：資料收集、方案制定與任務(wù)分配；

5月6日：中水處理站了解中水回用系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，采樣點(diǎn)確定； 5月6日：實(shí)驗(yàn)藥品準(zhǔn)備與配制（除現(xiàn)配現(xiàn)用的藥品）； 5月7日：水樣采集與監(jiān)測(cè)；

5月8日：檢測(cè)結(jié)果整理、中水處理站進(jìn)出口水質(zhì)評(píng)價(jià)，撰寫監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)書。

參考文獻(xiàn)

[1]《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838--2002 [2]《地面水環(huán)境影響評(píng)價(jià) 導(dǎo)則》HJ/T 2.3-93 [3]《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》HJ/T 91—2002 [4]《水質(zhì) 采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》HJ 495－2009 [5]《水質(zhì) 采樣技術(shù)指導(dǎo)》 HJ 494－2009 [6]《水質(zhì) 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》HJ 493－2009 [7]《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/1 18920-2002 [8]《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ 25.1-890 [9]《再生水回用用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ/T95-2000 [10]《水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》GB 11893-89

[11]《水質(zhì) 總氮的測(cè)定 堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》GB 11894-89 [12]《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法》GB 11914-89

附 錄

1.中水回用系統(tǒng)進(jìn)水口取水

2.中水回用系統(tǒng)出水口取水

第二篇：發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)中的應(yīng)用(精)

全國(guó)水體污染控制、治理技術(shù)與突發(fā)性水污染事故應(yīng)急處理高級(jí)研討會(huì) 發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 張綺王克波趙人王爭(zhēng)

南京２１００２９南京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院

摘要：發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)已廣泛應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)中。本文主要概述了發(fā)光細(xì)菌的分類、發(fā)光細(xì)菌毒性檢測(cè)原理及其在工業(yè)廢水、城市污水及河流等水域的水質(zhì)綜合毒性評(píng)價(jià)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：發(fā)光細(xì)菌；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；綜述

隨著工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，當(dāng)今世界面臨日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，水污染尤為突出。水中污染物種類繁多，性質(zhì)復(fù)雜，且污染物之間可發(fā)生協(xié)同、相加或拮抗等復(fù)雜作用。傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測(cè)雖能準(zhǔn)確定量分析污染物中主要成分及含量，但不能檢測(cè)水中各種污染物對(duì)環(huán)境和生物產(chǎn)生的綜合毒性。發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)因其獨(dú)特的生理特性，與現(xiàn)代光電檢測(cè)手段結(jié)合具快速、靈敏、簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果可反映水中污染物的綜合毒性，比測(cè)定單一組分污染物更具實(shí)際意義。１．發(fā)光細(xì)菌的分類及其生物毒性檢測(cè)用商品種類

發(fā)光細(xì)菌屬革蘭氏陰性、兼性厭氧菌，大小約０．４一１．Ｏ×１．０—２．５ｕｍ。無(wú)孢子、莢膜，有端生鞭毛一根或數(shù)根，最適溫度２０—３０＂Ｃ，ｐＨ６～９，ＮａＣｌ濃度３％，０．３％的甘油對(duì)發(fā)光反應(yīng)有利。其分類目前普遍采用美國(guó)學(xué)者ＥＢａｕｍａｎｎ的方法【ｌ’２１，見(jiàn)表１。

表１發(fā)光細(xì)菌的分類

大多用明亮發(fā)光桿菌、鯧魚發(fā)光桿菌及費(fèi)氏弧菌作有毒有害物急性毒性效應(yīng)的檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)測(cè)試體系中須加入較高濃度的鹽以維持其正常生存，大量氯離子的存在會(huì)在相當(dāng)程度上影響樣品中一些污染物的生物可利用性和毒性順序。由我國(guó)學(xué)者分離的淡水型發(fā)光青?；【鷦t具有較廣泛的酸堿和溫度適應(yīng)性，可在蒸餾水中正常發(fā)光，使測(cè)試體系得到簡(jiǎn)化【引。

發(fā)光菌除用于急性毒性效應(yīng)檢測(cè)外，其發(fā)光菌經(jīng)過(guò)處理以后的暗變異株在接觸致突變物后可恢復(fù)一定的發(fā)光能力，通?？墒拱底冎甑陌l(fā)光強(qiáng)度增加１０００倍左右。因此利用暗變異株恢復(fù)發(fā)光的現(xiàn)象可對(duì)各種遺傳毒物進(jìn)行篩選、檢測(cè)。這類菌株有鯧魚發(fā)光桿菌暗變株ＳＤ．１８、ＲＣ．９３，費(fèi)氏弧菌暗變異株Ｐｆ－１３，明亮發(fā)光菌暗變種＂１＂９１７１等。

目前發(fā)光細(xì)菌毒性檢測(cè)有３種方法，即發(fā)光菌新鮮培養(yǎng)物測(cè)定、發(fā)光菌冷凍干燥制劑測(cè)定及發(fā)光菌與海藻混合測(cè)定的方法。新鮮培養(yǎng)的發(fā)光細(xì)菌其培養(yǎng)條件很難限制在同一水平上，這會(huì)造成發(fā)光細(xì)菌對(duì)１３０

全國(guó)水體污染控制、治理技術(shù)與突發(fā)性水污染事故應(yīng)急處理高級(jí)研討會(huì)

有毒物質(zhì)的敏感性不一致，導(dǎo)致重復(fù)性差且操作麻煩。而發(fā)光細(xì)菌冷凍干燥制劑可以避免以上問(wèn)題，將其貯存于冰箱中，使用相對(duì)方便。２．發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)檢測(cè)原理

發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光現(xiàn)象是其正常的代謝活動(dòng)，不同種類的發(fā)光機(jī)理是相同的，其主要的過(guò)程概括如下：ＲＣＨＯ＋０２＋ＦＭＮＨ扣衛(wèi)＞ＲＣＯＯＨ＋ＦＭＮ＋Ｈ２０＋ｈｖ（４９０ｎｍ）

茵細(xì)胞內(nèi)由黃素單核苷酸（ＦＭＮＨ２）、長(zhǎng)鏈脂肪醛（ＲＣＨＯ）及氧（０２）參與。在細(xì)菌熒光素酶（Ｅ）的催化下發(fā)生生化反應(yīng)，產(chǎn)生波長(zhǎng)多為４６５～４９０ｎｍ的磷光。外界條件和培養(yǎng)基成分以及溫度、ｐＨ、氧濃度變化會(huì)影響細(xì)菌的發(fā)光。溫度影響細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率、生物吸收基質(zhì)過(guò)程和發(fā)光細(xì)菌的生理狀態(tài)。溫度越高，抑制濃度越低，即響應(yīng)越靈敏１４】。ｐＨ則影響發(fā)光細(xì)菌的代謝或造成化學(xué)品的水解，隨著ｐＨ的變化，化學(xué)品毒性表現(xiàn)出增加或減弱［５１。有毒的化學(xué)物質(zhì)、重金屬離子、抗生素、化學(xué)治療劑、農(nóng)藥等污染物質(zhì)也會(huì)影響細(xì)菌發(fā)光。這類物質(zhì)抑制細(xì)菌發(fā)光的途經(jīng)有兩個(gè)：一是直接抑制參與發(fā)光反應(yīng)的酶類活性；另一方面是抑制細(xì)胞內(nèi)與發(fā)光反應(yīng)有關(guān)的代謝過(guò)程。因此能夠干擾或破壞發(fā)光細(xì)菌呼吸、生長(zhǎng)、新陳代謝等生理過(guò)程的任何有毒物質(zhì)都可以根據(jù)發(fā)光程度的變化來(lái)測(cè)定。

發(fā)光細(xì)菌法【６】就是利用靈敏的光電測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定毒物對(duì)發(fā)光細(xì)菌發(fā)光強(qiáng)度的影響。毒物的毒性可以用ＥＣ５０表示，即發(fā)光細(xì)菌發(fā)光強(qiáng)度降低５０％時(shí)毒物的濃度。一般情況下有毒物質(zhì)和與發(fā)光菌接觸時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度立即發(fā)生變化。并隨著毒物濃度的增加而發(fā)光減弱，即發(fā)光抑制。因而可以根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度判斷毒物毒性大小。

３．發(fā)光細(xì)菌水質(zhì)檢測(cè)方法 ３．１樣品采集及處理

自美國(guó)上世紀(jì)７０年代首次分離到ＰｈｏｔａｂａｃｔｅｒｉｕｍＰｈｓｐｈｏｒｅｕｍ細(xì)菌并用于污水監(jiān)測(cè)獲得成功以來(lái)，３０多年中，成功用于多種類型污染物監(jiān)測(cè)【７１尤其是各類水質(zhì)毒性檢測(cè)。如工業(yè)廢水、城市污水、河流海洋水質(zhì)等。試驗(yàn)中樣品的采集及處理有直接采樣和半滲膜被動(dòng)式采樣（ＳＰＭ）兩種方式。直接采樣一般用四氟乙烯襯墊的塑料瓶采樣。采集一定水樣量后，根據(jù)需要對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理。如要可用ＮａＯＨ和ＨＣＩ調(diào)節(jié)水樣ｐＨ值在６．０～８．０之間，實(shí)驗(yàn)前將樣品稀成不同濃度直接測(cè)定。半滲膜被動(dòng)式采樣是用ＳＰＭＤ采樣器采樣。將ＳＰＭＤ采樣器固定于水面下ｌｍ處，暴露２８天，收回ＳＰＭＤ樣品，將水樣經(jīng)０．４５ｕｍ膜后，用二氯甲烷萃取，凈化和濃縮后用高純氮?dú)飧珊笥茫模停樱先芙?，低溫保存樣品。這種采樣技術(shù)可以富集到水樣中的

有機(jī)有毒污染物，從而評(píng)價(jià)樣品中有毒有機(jī)物含量及急性毒性的變化規(guī)律【８１。

３．２發(fā)光檢測(cè)儀器

２０世紀(jì)８０年代初美國(guó)Ｂｅｃｋｍａｎ公司推出功能完備的生物毒性測(cè)試儀，它具有應(yīng)用范圍廣，靈敏度高，相關(guān)性好，反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)廣泛使用。我國(guó)于１９９５年將發(fā)光細(xì)菌法列為環(huán)境檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法（ＧＢ／Ｔ１５４４１．１９９５），使用國(guó)產(chǎn)的ＤＸＹ．２型生物毒性測(cè)試儀，或ＳＨＧ．１型生物發(fā)光測(cè)量?jī)x。美國(guó)ＭＩＣＲＯＢＩＣＳＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ也推出Ｍｉｃｒｏｔｏｘ２０５５型毒物分析系統(tǒng)１９１。為克服細(xì)菌發(fā)光強(qiáng)度本底差異較大、檢測(cè)期間發(fā)光自然變化幅度寬、操作繁瑣、重現(xiàn)性不佳、誤差較大等不足，我國(guó)學(xué)者也研究細(xì)菌發(fā)光傳感器進(jìn)行污染物急性毒性快速檢測(cè)，將細(xì)胞固定化技術(shù)、生物傳感器技術(shù)與發(fā)光細(xì)菌毒性測(cè)試技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，改善了細(xì)菌發(fā)光的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)急性毒性的快速檢測(cè)ｌｌｏ】。３．３發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)結(jié)果表達(dá)

往往以相對(duì)發(fā)光率、相對(duì)抑光率、ＥＣ如表達(dá)發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)結(jié)果。相對(duì)發(fā)光率＝樣品光強(qiáng)度，對(duì)照光強(qiáng)度×１００％，相對(duì)抑光率＝（對(duì)照光強(qiáng)度．樣品光強(qiáng)度）／對(duì)照光強(qiáng)度×１００％。ＥＣｓｏ為相對(duì)抑光率達(dá)到５０％的樣品濃度（或稀釋度）。根據(jù)測(cè)定結(jié)果判定毒性待測(cè)樣品急性毒性的大小。其判定標(biāo)準(zhǔn)有三種方式：①有毒，無(wú)毒；②百分?jǐn)?shù)等級(jí)；③對(duì)數(shù)等級(jí)。國(guó)內(nèi)多數(shù)采用百分?jǐn)?shù)等級(jí)，百分?jǐn)?shù)等級(jí)可根據(jù)相對(duì)發(fā)光率的大小及等當(dāng)ＨｇＣｌ２溶液濃度來(lái)判定待測(cè)樣品的毒性大小，也可以用ＥＣｓｏ判定待測(cè)樣品的毒性大小，具體見(jiàn)表２、表３。１３１

全國(guó)水體污染控制、治理技術(shù)與突發(fā)性水污染事故應(yīng)急處理高級(jí)研討會(huì) 表２發(fā)光細(xì)菌試驗(yàn)相對(duì)發(fā)光率毒性百分?jǐn)?shù)等級(jí) 等級(jí) Ｉ ＩＩ ＩＩＩ

ＩＶ

Ｖ相對(duì)發(fā)光率（Ｌ）（％）Ｌ＞７０等當(dāng)?shù)模龋纾茫欤踩芤簼舛龋茫ǎ恚纾蹋茫龋纾迹埃埃范拘约?jí)別低毒中毒重毒高毒劇毒５ｔＹ＜Ｌ≤７０３０＜Ｌ≤５００＜Ｌ≤３００．０７、＜ＣＨｇ＜０．０９０．０９≤ＣＨｇ＜０．１２０．１２≤ＣＨｇ＜０．１６ＣＨｇ＞０．１６Ｌ卸 表３發(fā)光細(xì)菌試驗(yàn)ＥＣ５０或ＬＣｓｏ毒性百分?jǐn)?shù)等級(jí) ４．發(fā)光細(xì)菌毒性在水質(zhì)監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)中的具體運(yùn)用 ４．１工業(yè)廢水綜合毒性測(cè)定

工業(yè)廢水是導(dǎo)致水污染問(wèn)題不斷加重的原因，能否達(dá)標(biāo)排發(fā)，涉及到待測(cè)項(xiàng)目多、成本高、工作量大，尤其難以判定廢水的毒性大小，更無(wú)法判定多種有毒化合物的相互影響。生物方法的檢測(cè)可以彌補(bǔ)這些缺憾，國(guó)內(nèi)有多項(xiàng)研究運(yùn)用發(fā)光細(xì)菌毒性評(píng)價(jià)水質(zhì)毒性。于曉麗等用此評(píng)價(jià)了某油田不達(dá)標(biāo)采油污水的綜合毒性１１１）ｅ張秀君等運(yùn)用發(fā)光細(xì)菌法對(duì)遼寧１６個(gè)污染源廢水樣的毒性進(jìn)行測(cè)定，指出從行業(yè)分布來(lái)看，毒性最強(qiáng)為化纖業(yè)、化工業(yè)、黑色金屬冶煉業(yè)，其次是煤炭開采煉焦煤制品業(yè)，毒性最低的是醫(yī)藥、造紙、食品加工業(yè)ｎ２ｌ。董玉瑛等應(yīng)用發(fā)光細(xì)菌法對(duì)啤酒、釀造、印染、化纖、造紙廢水進(jìn)行的生物毒性測(cè)定其結(jié)果表明，不同行業(yè)廢水的生物毒性與其ＴＯＣ值之間不存在相關(guān)性，將二者相結(jié)合，能正確反映廢水的實(shí)際毒性大小【ｌ３１。周秀艷利用發(fā)光菌、斑馬魚和蠶豆根尖微核對(duì)遼寧典型２１家工業(yè)污染廢水進(jìn)行的急性生物毒性其結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)光菌相對(duì)抑光率的毒性等級(jí)在中等以上的占８１％，其中高毒及劇毒占６１．９％，工業(yè)廢水發(fā)光菌相對(duì)抑光率的毒性等級(jí)略高于相應(yīng)魚類ＬＣ５０值的毒性等級(jí)，建議在對(duì)污染源廢水生物毒性實(shí)行監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)該首選對(duì)污染物反應(yīng)敏感的發(fā)光菌進(jìn)行毒性試驗(yàn)【１４１。

運(yùn)用發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)對(duì)工業(yè)廢水水質(zhì)毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)，一般能較好地反映水質(zhì)狀況，并可根據(jù)結(jié)果評(píng)估其廢水安全排放的可靠性。楊碧波等檢測(cè)了以沈陽(yáng)冶煉廠為代表的冶金類行業(yè)廢水，結(jié)果顯示廢水毒性呈劇毒水平，處理后廢水盡管符合廢水排放標(biāo)準(zhǔn)但仍表現(xiàn)為低毒水平【ｌ５１。另外發(fā)光細(xì)菌法是一種定量表征污染水體毒性的生物監(jiān)測(cè)方法，它能對(duì)環(huán)境的總體作出反應(yīng)，有助于對(duì)水環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。喬鴻澤等用發(fā)光細(xì)菌測(cè)定法估算了兩城市污水對(duì)河道水體污染的分擔(dān)率，評(píng)價(jià)了工廠排放廢水的毒性，并據(jù)此確定污染源監(jiān)督管理中應(yīng)優(yōu)先治理的工廠（車間）廢水Ｉｌ們。

發(fā)光細(xì)菌進(jìn)行工業(yè)廢水毒性試驗(yàn)時(shí)也存在局限性。發(fā)光菌主要受廢水中有機(jī)或無(wú)機(jī)毒物影響，使其正常新陳代謝發(fā)生改變，從而使相對(duì)發(fā)光量發(fā)生變化的過(guò)程，當(dāng)水中存在某些無(wú)毒有機(jī)物，且未及時(shí)分解時(shí)，在短時(shí)間，反而可成為該細(xì)菌生長(zhǎng)、繁殖的營(yíng)養(yǎng)源，從而刺激其相對(duì)發(fā)光度的提高。因此，在食品加工、釀造等行業(yè)廢水監(jiān)測(cè)中，不宜采用該方法。

４．２河流海域等水質(zhì)監(jiān)測(cè)

用氯化汞作為參比毒物用發(fā)光菌試驗(yàn)對(duì)鞍山市三條河流的水質(zhì)及底泥進(jìn)行毒性分析其結(jié)果符合實(shí)際水質(zhì)狀況。從而據(jù)此可以判定河流水質(zhì)及底泥能否作為灌溉的依據(jù)【１７１。而杜惠文等用發(fā)光細(xì)菌的急性毒性試驗(yàn)對(duì)洹河斷面水質(zhì)同監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌發(fā)光檢測(cè)結(jié)果與理化檢測(cè)結(jié)果并不完全一致，但根據(jù)發(fā)光菌的檢測(cè)結(jié)果分析造成洹河毒性增大的因素之一是工業(yè)廢水的排入【ｌ引。１３２ 全國(guó)水體污染控制、治理技術(shù)與突發(fā)性水污染事故應(yīng)急處理高級(jí)研討會(huì)

海域水質(zhì)也可以用發(fā)光菌毒性試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)，吳偉等用發(fā)光菌檢測(cè)漁業(yè)水域污染物的急性毒性。張秀君等人研究了如何選擇污染水樣的稀釋液以避免海水非污染組分對(duì)菌體初始發(fā)光度的影響，確保測(cè)定精度【１９１。鄭天凌等采用發(fā)光細(xì)菌測(cè)試毒性法（ＭＩＣＲＯＴＯＸ）檢測(cè)了取自廈門大學(xué)海濱浴場(chǎng)、廈門大學(xué)醫(yī)院排污口、廈門大學(xué)東大溝排污口的海水水樣毒性并比較了四種稀釋液：３０％ｏＮａＣＩ溶液、陳海水、人工海水Ｉ及人工海水ＩＩ對(duì)發(fā)光菌發(fā)光強(qiáng)度的影響和在不同鹽度條件下發(fā)光強(qiáng)度的變化。結(jié)果表明前兩個(gè)站住水體無(wú)毒性反應(yīng)，后一個(gè)站住水體存在毒性物質(zhì)：除人工海水ｌＩ對(duì)發(fā)光菌有較強(qiáng)的抑制作用外，其它兩種稀釋液的活化作用與常用稀釋液（３０％０Ｎａｃｌ溶液）相近；當(dāng)鹽度變化在２５‰～４０％ｏ范圍時(shí)，對(duì)發(fā)光強(qiáng)度影響極?、?。

４．３城市污水毒性評(píng)價(jià)

城市污水一般是由工業(yè)廢水和生活污水組成的混合污水，污染成分復(fù)雜。但由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的原因，目前主要以處理后的化學(xué)需氧量、生化需氧量、懸浮固體等常規(guī)指標(biāo)的達(dá)標(biāo)為目的，很少對(duì)城市污水處理過(guò)程中的有害物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)出廠水質(zhì)進(jìn)行控制。運(yùn)用發(fā)光細(xì)菌急性毒性可評(píng)價(jià)城市污水的綜合毒性。黃滿紅等運(yùn)用發(fā)光細(xì)菌急性毒性測(cè)試比較了上海市幾個(gè)污水廠的毒性，分析了發(fā)光抑菌率與污水中有機(jī)物的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)光抑菌率隨著ｌｎ（ＣＯＤｎｂ／（ｍｇ．Ｌ－１））增大而增大，說(shuō)明水中難降解物質(zhì)對(duì)發(fā)光菌可能存在發(fā)光抑菌作用【２１１。

４．４水中污染物質(zhì)狀態(tài)對(duì)細(xì)菌發(fā)光毒性的影響

水中污染物的狀態(tài)及一些因素可影響某些物質(zhì)的生物毒性。有研究表明五氯酚鈉對(duì)發(fā)光細(xì)菌的ＥＣｓｏ值隨著ｐＨ值和硬度的增加而增加：而實(shí)驗(yàn)中常規(guī)有機(jī)污染物的存在對(duì)五氯酚鈉毒性測(cè)定的結(jié)果影響較小

【２２１?；瘜W(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同對(duì)發(fā)光菌的急性毒性也不同，胺類化合物質(zhì)對(duì)發(fā)光菌的毒性隨ｐＨ的升高而增大，酚類和茉甲酸類的毒性隨ｐＨ的升高而減少，這與不同ｐＨ下有機(jī)酸堿的電離程度有關(guān)。分析顯示有機(jī)酸堿的生物毒性主要是由分子態(tài)引起，但離子態(tài)作用不可忽略。４．５發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)與遺傳毒性評(píng)價(jià)

細(xì)菌發(fā)光急性毒性評(píng)價(jià)與遺傳毒性評(píng)價(jià)結(jié)合可較全面反應(yīng)水質(zhì)的情況。應(yīng)用細(xì)菌發(fā)光試驗(yàn)及Ａｍｅｓ試驗(yàn)對(duì)比研究了武漢市易家墩、黃孝河污灌區(qū)工業(yè)廢水的急性毒性及致突變性，同時(shí)應(yīng)用色質(zhì)譜（ＧＣ／ＭＳ）分離鑒定技術(shù)測(cè)定了工業(yè)廢水中有機(jī)污染物的化學(xué)組成。結(jié)果表明，羅家渠廢水的急性毒性、致突變活性在所研究廢水中最為嚴(yán)重：廢水中急性毒性物質(zhì)主要包括苯酚、苯甲酸苯甲酯等。致突變致癌物包括聯(lián)苯、萘等１２３１。

另外利用發(fā)光細(xì)菌的暗變種，也可直接檢測(cè)化學(xué)品的基因毒性，此技術(shù)稱為“Ｍｕｔａｔｏｒ＇’。Ｋｗａｎ等人將Ｍｕｔａｔｏｒ結(jié)合到一組生態(tài)毒性篩選試驗(yàn)中，在加拿大的Ｙａｍｅｓｋａ河流盆地監(jiān)測(cè)河水和沉積物的基因毒性，Ｈｏｋｅ等人在美國(guó)大湖地區(qū)運(yùn)用了Ｍｉｃｒｏｔｏｘ對(duì)沉積物和間隙水中的基因毒性進(jìn)行檢測(cè)，我國(guó)學(xué)者顧宗濂等人也從明亮發(fā)光桿菌Ｔ３小種分離到了自發(fā)的暗變種Ｔ９１７１菌株，并以此檢測(cè)了化學(xué)品致突變效應(yīng)。張秀君等用其檢測(cè)十種化合物，其中六種化合物呈致突變陽(yáng)性，二種化合物呈可疑陽(yáng)性，二種化合物呈陰性反映，該方法比傳統(tǒng)的Ａｌｎｅｓ試驗(yàn)檢測(cè)化合物的靈敏度高１２４１。趙華清等人用發(fā)光細(xì)菌法檢測(cè)苯酚、溴化乙錠、甲基磺酸乙酯的基因毒性顯示為陽(yáng)性、環(huán)磷酰胺、縮水甘油、硫酸二乙酯、黃曲霉素ＢＩ、硫酸鋅、重鉻酸鉀為可疑陽(yáng)性。對(duì)１４種環(huán)境樣品（某污水處理廠出廠黃浦江支流的檢測(cè)顯示）檢測(cè)結(jié)果顯示檢出２個(gè)環(huán)境樣品，７個(gè)可疑樣品，激活系統(tǒng)Ｓ９能極大地提高試驗(yàn)的靈敏度１２５１。實(shí)驗(yàn)顯示發(fā)光細(xì)菌法的靈敏度與Ａｍｅｓ試驗(yàn)相似。

發(fā)光細(xì)菌法對(duì)某些具有基因毒性的化合物的檢測(cè)不敏感，這主要與它的作用機(jī)理有關(guān)，發(fā)光細(xì)菌法是利用發(fā)光細(xì)菌暗變種在基因毒物的誘導(dǎo)下回復(fù)突變，恢復(fù)正常發(fā)光，移碼劑主要使發(fā)光細(xì)菌暗變種的發(fā)光系統(tǒng)阻遏物結(jié)合操縱子位置的能力發(fā)生改變。ＤＮＡ插入劑以共價(jià)鍵與發(fā)光細(xì)菌的ＤＮＡ結(jié)合，產(chǎn)生移碼突變，ＤＮＡ損傷劑啟動(dòng)“ＳＯＳ功能”，使發(fā)光系統(tǒng)阻遏物失物。因而，該方法一般僅對(duì)ＤＮＡ損傷劑、ＤＮＡ插入劑、ＤＮＡ合成抑制劑及引起堿基替代、移碼的直接誘變劑敏感，對(duì)基因毒物的篩選具有特異性。

５．發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)存在的問(wèn)題及運(yùn)用前景１３３

全國(guó)水體污染控制、治理技術(shù)與突發(fā)性水污染事故應(yīng)急處理高級(jí)研討會(huì)

目前發(fā)光細(xì)菌毒性測(cè)試方法中仍存在結(jié)果重現(xiàn)性不高，報(bào)告結(jié)果不統(tǒng)一，部分急性毒性評(píng)價(jià)使用劇毒物質(zhì)氯化汞作為毒性參照物容易造成環(huán)境污染等不足，且發(fā)光細(xì)菌法對(duì)某些具有基因毒性的化合物的檢測(cè)不敏感等。這一類問(wèn)題均需加以解決。如已有人通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)篩選出了ｚｌｌ２＋作為毒性參照物代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法中的劇毒物質(zhì)ＨｇＣｌ２，采用ｚｎ２＋作為參照物不僅可以方便地表征不同化學(xué)物質(zhì)的毒性，而且可以直觀地表征復(fù)雜環(huán)境樣品的毒性，是一種簡(jiǎn)便可行的方法【矧。

發(fā)光細(xì)菌毒性試驗(yàn)具快速、靈敏、簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)，并較好地反映綜合毒性，具有廣闊的運(yùn)用前景。今后可進(jìn)一步開展與人體健康關(guān)系等研究，發(fā)展對(duì)內(nèi)分泌、免疫及遺傳毒性等毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，通過(guò)生物傳感器開展在線監(jiān)測(cè)等。參考文獻(xiàn)

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