專利名稱：水綿在測試受污染廢水的毒性中的應(yīng)用及其測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的環(huán)境毒理學(xué)測試方法，具體涉及利用淡水綠藻水綿(Spirogyrasp.)監(jiān)測環(huán)境污染物質(zhì)(如含重金屬、表面活性劑等的廢水)的生物毒性及種類的技術(shù)及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
堆肥，就是對固體垃圾中可生物降解的有機物部分進(jìn)行生物分解，并使之資源化、減量化和無害化。固體垃圾堆肥處理已經(jīng)成為一種常見的、廣泛使用的垃圾處理方法。在歐洲，目前大約有200個垃圾堆肥場在運轉(zhuǎn)，有24％的固體垃圾使用堆肥處理。堆肥產(chǎn)品的合理處置，是堆肥技術(shù)推廣應(yīng)用重要的制約因素之一。
堆肥的農(nóng)田利用已經(jīng)被越來越多的學(xué)者們認(rèn)為是解決這一問題的最合適的措施之一，既減少廢物，降低污染，同時又能增加土壤肥力、持水力和改良土壤結(jié)構(gòu)，尤其是在精耕地區(qū)，土壤中有機物含量嚴(yán)重缺乏，堆肥農(nóng)用顯示了較大的經(jīng)濟價值。有機堆肥可顯著提高土壤中總有機碳、腐殖酸物質(zhì)及有效N、P、K含量，可提高柑桔產(chǎn)量。堆肥的農(nóng)用還可降低土壤中氮素的損失，并被認(rèn)為是走可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)道路的良好選擇。
但是，堆肥中不僅含有大量的營養(yǎng)鹽，同時還含有高濃度的有毒污染物質(zhì)，如重金屬、表面活性劑等。含低濃度Cu、Zn的堆肥施用到農(nóng)田后，常被報道農(nóng)作物中Cu、Zn含量隨之升高。若含有大量有毒物質(zhì)的堆肥不經(jīng)有效處理而施用到農(nóng)田中，只會導(dǎo)致污染擴散，危害整個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，給人們的生命健康帶來極大的威脅。因此，堆肥的安全性是制約堆肥農(nóng)田利用的關(guān)鍵因素。
堆肥產(chǎn)品及堆肥滲濾液的毒理學(xué)檢測是判斷堆肥安全性的有效途徑，以便針對性地采取有效措施，降低污染物擴散。目前，用于檢測污染物毒性的方法主要有(1)、微核技術(shù)通過顯微觀察蠶豆、紫露草或大蒜根尖、葉尖及花等高等植物細(xì)胞中染色體斷裂后形成微核的數(shù)量，判斷環(huán)境污染物對生物的遺傳毒性。
(2)、電子顯微鏡技術(shù)利用電子顯微鏡來觀察動植物(通常為高等動植物類群)受污染物損傷后細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化，來檢測環(huán)境污染物對生物的毒性作用。
(3)、酶學(xué)診斷測定處理前后動、植物(通常為高等動植物類群)組織內(nèi)SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(過氧化氫酶)、POD(過氧化物酶)、脫氫酶、ATP酶等的活性變化來推斷污染物對生物的毒性。
(4)、急性毒性試驗高濃度的有毒污染物對浮游植物、浮游動物及小型魚類可能產(chǎn)生急性毒性，通過測定污染物對生物的半致死濃度(LD50)的大小來判定污染物的危害性。
高等動植物在長期進(jìn)化過程中，都形成了一定的抵抗污染、保護自身代謝活動正常進(jìn)行的一套完善的機制，要讓生物組織產(chǎn)生可見的染色體斷裂、細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化、保護酶活性變化及急性致死現(xiàn)象，一般都需要較高的污染物濃度，而且都是綜合污染效應(yīng)，缺乏針對某一污染物的特異癥狀。而且常規(guī)的對細(xì)胞結(jié)構(gòu)傷害癥狀觀察要在電子顯微鏡下才能進(jìn)行，其前處理工作相當(dāng)復(fù)雜，且需要昂貴的儀器——電子顯微鏡才能觀察，在一般的光學(xué)顯微鏡下，其傷害癥狀難以辨認(rèn)。因此，只能對少量樣品進(jìn)行檢測，而對于大量的環(huán)境樣品，則束手無策。而對于浮游植物、浮游動物，由于個體太小，難以操作。
由此可見，現(xiàn)有的實驗材料存在著對污染物的傷害癥狀特異性差、重復(fù)性差，對污染物不敏感，對實驗儀器要求高等缺點，操作也十分復(fù)雜，難以滿足實時快速監(jiān)測廢水及堆肥滲濾液毒性的要求，因此，難以為環(huán)境管理提供及時有效的服務(wù)，急于研究出新的、快速、實用的毒理學(xué)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能準(zhǔn)確、快速、靈敏地指示垃圾堆肥滲濾液及廢水對生物毒性的實驗材料，研究出一種操作簡便、經(jīng)濟、實用的環(huán)境污染毒理學(xué)測試方法，適于野外實時監(jiān)測，為排放廢水及堆肥中有毒污染物對環(huán)境可能產(chǎn)生的影響提供及時的預(yù)報。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。
水綿(Spirogyra sp.)是一種在未受污染的淡水中常見的綠藻。正常情況下，水綿植物體由長筒形細(xì)胞連成絲狀，不分枝。細(xì)胞內(nèi)有多條含有光合色素(葉綠素)、具有光合作用功能的帶狀載色體。這些載色體呈多股螺旋，規(guī)則地盤繞在細(xì)胞的內(nèi)表面。載色體上還有一列造粉核，細(xì)胞核一個，由微絲牽引懸掛于細(xì)胞的中央，細(xì)胞內(nèi)的其余空間，被一個中央大液泡所充填。水綿這種獨特的規(guī)則結(jié)構(gòu)，在自然界已知的生物類群中，是絕無僅有的。
當(dāng)環(huán)境受到不同種類的重金屬或表面活性劑污染時，水綿細(xì)胞會呈現(xiàn)出各自特異的傷害癥狀，且重復(fù)性好，根據(jù)水綿細(xì)胞的傷害癥狀，可以對污染物的種類作出定性判斷。
水綿植物體大小適中，易于操作處理。細(xì)胞透明，不用切片，就可在普通光學(xué)顯微鏡下直接觀察，減少了復(fù)雜的前處理工作。處于營養(yǎng)生長階段的水綿細(xì)胞對環(huán)境中的污染物非常敏感，由于細(xì)胞大而透明，在普通光學(xué)顯微鏡下，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化情況清晰可見；由于載色體的規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)，若細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生微小的改變，在顯微鏡下都可清晰可辨，其高靈敏度是其它生物材料所不可比的。水綿材料易得，實驗室培養(yǎng)也容易，便于隨時取材，不受季節(jié)的限制。因此，水綿不失為一種較理想的毒理學(xué)材料，適于對重金屬污染物(Cu2+、Ag+、Cd2+)及表面活性劑(陰離子型、非離子型表面活性劑)污染的環(huán)境樣品的檢測。
下面進(jìn)一步詳述本發(fā)明水綿在測試受重金屬及表面活性劑污染的廢水的毒性中的應(yīng)用。所述的水綿(Spirogyra sp.)生長在未受污染的水體中或室內(nèi)培養(yǎng)物。
利用水綿測試受重金屬及表面活性劑污染的廢水及堆肥滲濾液毒性的方法，其特征在于利用淡水綠藻——水綿Spirogyra sp.的細(xì)胞結(jié)構(gòu)形態(tài)改變?yōu)槟繕?biāo)物，監(jiān)測廢水及垃圾堆肥滲濾液中的污染物對生物的毒性，在不同的重金屬離子或表面活性劑污染物存在下，水綿細(xì)胞的結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著的特異性改變，在顯微鏡下直接觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化，判斷廢水及垃圾堆肥滲濾液對生物的毒性。
其具體步驟為4、實驗材料及前處理①、水綿從未受有毒物質(zhì)污染的水溝或池塘中采集處于營養(yǎng)生長階段、生長狀態(tài)良好的水綿，用蒸餾水充分洗凈，除去雜質(zhì)，置于盛有蒸餾水的大燒杯中備用。
②、處理液分別配制含不同種類重金屬或表面活性劑的溶液，如重金屬Cu2+、Ag+、Cd2+(配制濃度為3mg/L)；非離子型表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚(AE)或陰離子型表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)(配制濃度為10mg/L)的處理液于容量為50mL的小燒杯中，用稀鹽酸和稀氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值呈中性。
2、材料的處理分別取少量水綿(1-5g)，置于各盛有重金屬或表面活性劑處理液的小燒杯中，處理約15～240分鐘，制片、鏡檢。
3、制片和鏡檢取一片干凈的載玻片，在其中央加一滴蒸餾水。用鑷子取經(jīng)處理的水綿少量，分散于載玻片上的蒸餾水中，蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損情況，包括①載色體的顏色、形狀、空間結(jié)構(gòu)；②造粉核的形狀；③細(xì)胞表面的顏色、形狀等癥狀。并進(jìn)行顯微攝影。
4、傷害典型癥狀觀察①、正常水綿(Spirogyra sp.)
水綿屬于綠藻門結(jié)合藻目，是淡水中常見的不分枝絲狀綠藻，隸屬水綿科。正常情況下，水綿植物體由長筒行細(xì)胞連成絲，載色體呈帶狀，規(guī)則地螺旋盤繞在細(xì)胞的內(nèi)表面，載色體上含有一列造粉核，細(xì)胞中央為一大液泡。細(xì)胞核一個，位于細(xì)胞的中央。細(xì)胞壁為兩層內(nèi)層的纖維素層和外層的果膠質(zhì)層。
②、受Cu2+污染時的傷害癥狀水綿細(xì)胞呈現(xiàn)鮮艷的亮綠色，載色體以細(xì)胞核為中心橫向聚集，載色體的兩端與細(xì)胞間橫隔相連，因此呈現(xiàn)兩端散開的繩狀，細(xì)胞壁不皺縮。
③、受Ag+污染的傷害癥狀水綿細(xì)胞的顏色發(fā)生顯著變化，呈深棕紅色。載色體上的造粉核膨大，載色體的規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)不變，但在載色體的邊緣聚集大量的深紅褐色Ag+顆粒。細(xì)胞間的橫隔處，Ag+大量聚集，呈現(xiàn)深褐色，且細(xì)胞間的連接處逐漸向內(nèi)凹陷，最后完全分離。
④、受Cd2+污染的傷害癥狀水綿細(xì)胞的傷害癥狀為細(xì)胞顏色稍微加深，呈深綠色。載色體的螺旋結(jié)構(gòu)基本清晰可見，但將逐漸解體，色素外溢。細(xì)胞膨脹呈橢圓狀，使細(xì)胞間隔處縊縮。載色體與細(xì)胞壁間出現(xiàn)很大的空隙區(qū)。
⑤、受陰離子型表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉污染的傷害癥狀水綿中螺旋狀排列的載色體帶變成不規(guī)則卷曲，螺距減小，載色體的綠色加深變暗。造粉核仍然明顯。隨著損傷程度的加深，載色體會逐漸、造粉核會慢慢解體，載色體進(jìn)一步聚集，細(xì)胞質(zhì)膜皺縮，與細(xì)胞壁分離，出現(xiàn)較大的質(zhì)壁空隙。水綿細(xì)胞壁的外層果膠質(zhì)溶解而使細(xì)胞壁變薄，細(xì)胞壁僅剩內(nèi)部的纖維層。
⑥、受非離子型表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚污染的癥狀水綿中螺旋狀排列的載色體帶變成不規(guī)則卷曲，并逐漸解體，色素外溢，呈“溶解”狀，整個細(xì)胞呈現(xiàn)綠色。造粉核膨脹，也逐漸解體。水綿細(xì)胞壁的外層果膠質(zhì)溶解而使細(xì)胞壁變薄，細(xì)胞壁僅剩內(nèi)部的纖維層，細(xì)胞膨脹。
5、樣品處理用一小燒杯取少量待測樣品溶液，加水綿少量(1-5g)于溶液中處理，15～240分鐘制片、鏡檢(方法同3)，在顯微鏡下觀察記錄細(xì)胞受傷害情況及傷害癥狀，與典型癥狀對照，就可判斷樣品的毒性及污染物種類。
水綿對重金屬離子(Cu2+、Ag+、Cd2+)及表面活性劑(陰離子型、陽離子型)敏感，而對農(nóng)藥不敏感，因此，本毒理學(xué)測試方法適用于對受重金屬(Cu2+、Ag+、Cd2+)及(陰離子型、陽離子型)表面活性劑污染廢水及垃圾堆肥滲濾液的毒性測試。不能用于對農(nóng)藥污染廢水的毒理學(xué)檢測。
本發(fā)明的特點在于①、操作簡便、癥狀容易判斷。水綿植株是由單細(xì)胞縱向連接而形成的不分枝絲狀體，細(xì)胞大而透明，因此，不用切片可直接壓片，在普通光學(xué)顯微鏡下觀察。由于其載色體具有獨特的規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的微小變化，都能容易地觀察出。毒理學(xué)測試中常用的高等動植物細(xì)胞，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不規(guī)則，因此，一般需要經(jīng)過包埋、組織切片、染色等前處理，在電子顯微鏡下才能觀察出其傷害癥狀，且微小的結(jié)構(gòu)改變不容易被觀察出來。操作簡便、癥狀容易判斷是本方法的顯著特點之一。
②、靈敏度高，還可用于定性分析。水綿對重金屬離子(Cu2+、Ag+、Cd2+)及表面活性劑(陰離子型、陽離子型)敏感，其靈敏度比常規(guī)的急性毒性試驗提高2-10倍。水綿細(xì)胞對重金屬和表面活性劑的不同種類污染物，能表現(xiàn)出不同的典型癥狀，因此，可通過水綿的典型癥狀來定性分析污染物種類。而常規(guī)的毒理學(xué)分析方法，如急性毒性試驗、微核技術(shù)、酶學(xué)診斷及電子顯微鏡技術(shù)等，都是受試生物對污染物的綜合反應(yīng)，不能定性分析污染物的種類，且靈敏度比本測試方法低。
③、反應(yīng)速度快、省時。用水綿測試受重金屬離子(Cu2+、Ag+、Cd2+)及表面活性劑(陰離子型、陽離子型)污染的廢水，15-30分鐘內(nèi)，就可以反應(yīng)完全，出現(xiàn)典型癥狀，整個測試過程可以在40分鐘內(nèi)完成。常規(guī)的毒理學(xué)測試方法，一般都需要1-7天，甚至更長的時間才能完成。


圖1為正常狀態(tài)下水綿的細(xì)胞形狀；圖2為經(jīng)Cu2+污染的水樣處理后的水綿細(xì)胞形態(tài)；圖3為經(jīng)Ag+污染的水樣處理后的水綿細(xì)胞形態(tài)；圖4為經(jīng)Cd2+污染的水樣處理后的水綿細(xì)胞形態(tài)；圖5為經(jīng)陰離子型表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉處理后的水綿細(xì)胞形態(tài)；圖6為經(jīng)非離子型表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚處理后的水綿細(xì)胞形態(tài)。
圖中代號Ag銀顆粒；Cc載色體；CI細(xì)胞間橫隔；N細(xì)胞核；Pb造粉核；W細(xì)胞壁
具體實施例方式用水綿測試城市生活垃圾堆肥滲濾液、化工廠、紡織廠廢水中重金屬及表面活性劑等污染物的生物毒性，預(yù)測排放廢水對生態(tài)平衡的影響。
工作程序
1、實驗材料及前處理(1)、指示生物水綿水綿取自長沙市郊區(qū)一未受有毒物質(zhì)污染的溝渠，水綿生長狀態(tài)良好，處于營養(yǎng)生長期。經(jīng)蒸餾水清洗后，置于盛有蒸餾水的大燒杯(1000mL)中備用。
(2)、化學(xué)試劑硝酸銀、醋酸銅、醋酸鉻，陰離子型表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉、非離子型表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚，均為分析純。為觀察到典型癥狀，將各化學(xué)試劑分別用蒸餾水配制成下列濃度的溶液重金屬Ag+、Cu2+、Cd2+分別為3mg/L表面活性劑LAS、AE分別為10mg/L用稀鹽酸和稀氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值呈中性。
2、材料的處理分別取少量水綿(1-5g)，置于各盛有重金屬或表面活性劑溶液的小燒杯中，處理約15～240分鐘，制片、鏡檢。
3、制片和鏡檢取一片干凈的載玻片，在其中央加一滴蒸餾水。用鑷子取經(jīng)處理的水綿少量，分散于載玻片上的蒸餾水中，蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損情況，包括①載色體的顏色、形狀、空間結(jié)構(gòu)；②造粉核的形狀；③細(xì)胞表面的顏色、形狀等癥狀。并進(jìn)行顯微攝影。
4、傷害典型癥狀觀察①、正常水綿(Spirogyra sp.)水綿屬于綠藻門結(jié)合藻目，是淡水中常見的不分枝絲狀綠藻，隸屬水綿科。正常情況下，水綿植物體由長筒行細(xì)胞連成絲，載色體呈帶狀，規(guī)則地螺旋盤繞在細(xì)胞的內(nèi)表面，載色體上含有一列造粉核，細(xì)胞中央為一大液泡。細(xì)胞核一個，位于細(xì)胞的中央。細(xì)胞壁為兩層內(nèi)層的纖維素層和外層的果膠質(zhì)層。經(jīng)顯微攝影，照片見圖1。
②、受Cu2+污染時的傷害癥狀水綿細(xì)胞呈現(xiàn)鮮艷的亮綠色，載色體以細(xì)胞核為中心橫向聚集，載色體的兩端與細(xì)胞間橫隔相連，因此呈現(xiàn)兩端散開的繩狀，細(xì)胞壁不皺縮。經(jīng)顯微攝影，照片見圖2。
③、受Ag+污染的傷害癥狀水綿細(xì)胞的顏色發(fā)生顯著變化，呈深棕紅色。載色體上的造粉核膨大，載色體的規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)不變，但在載色體的邊緣聚集大量的深紅褐色Ag+顆粒。細(xì)胞間的橫隔處，Ag+大量聚集，呈現(xiàn)深褐色，且細(xì)胞間的連接處逐漸向內(nèi)凹陷，最后完全分離。經(jīng)顯微攝影，照片見圖3。
④、受Cd2+污染的傷害癥狀水綿細(xì)胞的傷害癥狀為細(xì)胞顏色稍微加深，呈深綠色。載色體的螺旋結(jié)構(gòu)基本清晰可見，但將逐漸解體，色素外溢。細(xì)胞膨脹呈橢圓狀，使細(xì)胞間隔處縊縮。載色體與細(xì)胞壁間出現(xiàn)很大的空隙區(qū)。經(jīng)顯微攝影，照片見圖4。
⑤、受陰離子型表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉污染的傷害癥狀水綿中螺旋狀排列的載色體帶變成不規(guī)則卷曲，螺距減小，載色體的綠色加深變暗。造粉核仍然明顯。隨著損傷程度的加深，載色體會逐漸、造粉核會慢慢解體，載色體進(jìn)一步聚集，細(xì)胞質(zhì)膜皺縮，與細(xì)胞壁分離，出現(xiàn)較大的質(zhì)壁空隙。水綿細(xì)胞壁的外層果膠質(zhì)溶解而使細(xì)胞壁變薄，細(xì)胞壁僅剩內(nèi)部的纖維層。經(jīng)顯微攝影，照片見圖5。
⑥、受非離子型表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚污染的癥狀水綿中螺旋狀排列的載色體帶變成不規(guī)則卷曲，并逐漸解體，色素外溢，呈“溶解”狀，整個細(xì)胞呈現(xiàn)綠色。造粉核膨脹，也逐漸解體。水綿細(xì)胞壁的外層果膠質(zhì)溶解而使細(xì)胞壁變薄，細(xì)胞壁僅剩內(nèi)部的纖維層，細(xì)胞膨脹。經(jīng)顯微攝影，照片見圖6。
5、樣品溶液的毒性檢測分別取待測廢水溶液或堆肥滲濾液10mL，用稀HCl和稀NaOH調(diào)節(jié)pH值呈中性，加入少量水綿(1-5g)于溶液中處理，15～240分鐘制片、鏡檢，觀察、記錄細(xì)胞傷害癥狀。結(jié)果見表1。
表1水綿經(jīng)樣品處理后的傷害癥狀及結(jié)果判定


以上事實說明，監(jiān)測的堆肥滲濾液及3種廢水對生物有毒性，排放后對生態(tài)環(huán)境可能造成破壞。同時也說明，水綿可以對重金屬或陰離子型、非離子型表面活性劑污染的廢水進(jìn)行毒理學(xué)監(jiān)測，還可對污染物種類進(jìn)行初步的定性分析。這充分表明了淡水綠藻水綿是一種比較理想的污染指示生物。
權(quán)利要求
1.水綿在測試受重金屬及表面活性劑污染的廢水的毒性中的應(yīng)用。
2.如權(quán)利要求1所述的水綿在測試受重金屬及表面活性劑污染的廢水的毒性中的應(yīng)用，其特征是所述的水綿(Spirogyra sp.)生長在未受污染的水體中或室內(nèi)培養(yǎng)物。
3.一種利用水綿測試受重金屬及表面活性劑污染的廢水及堆肥滲濾液毒性的方法，其特征在于利用淡水綠藻——水綿(Spirogyra sp.)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)形態(tài)改變?yōu)槟繕?biāo)物，監(jiān)測廢水及垃圾堆肥滲濾液中的污染物對生物的毒性，在不同的重金屬離子或表面活性劑污染物存在下，水綿細(xì)胞的結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著的特異性改變，在顯微鏡下直接觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化，判斷廢水及垃圾堆肥滲濾液對生物的毒性。
4.如權(quán)利要求3所述的利用水綿測試受重金屬及表面活性劑污染的廢水及堆肥滲濾液毒性的方法，其特征在于其具體步驟為A、實驗材料及前處理①、水綿從未受有毒物質(zhì)污染的水溝或池塘中采集處于營養(yǎng)生長階段、生長狀態(tài)良好的水綿，用蒸餾水充分洗凈，除去雜質(zhì)，置于盛有蒸餾水的大燒杯中備用；②、處理液分別配制含不同種類重金屬或表面活性劑的溶液配制濃度為3mg/L的重金屬Cu2+、Ag+、Cd2+；配制濃度為10mg/L的非離子型表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚AE或陰離子型表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉LAS的處理液于容量為50mL的小燒杯中，用稀鹽酸和稀氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值呈中性；B、材料的處理分別取少量水綿1-5g，置于各盛有重金屬或表面活性劑處理液的小燒杯中，處理約15～240分鐘，制片、鏡檢；C、制片和鏡檢取一片干凈的載玻片，在其中央加一滴蒸餾水；用鑷子取經(jīng)處理的水綿少量，分散于載玻片上的蒸餾水中，蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損情況，包括①載色體的顏色、形狀、空間結(jié)構(gòu)；②造粉核的形狀；③細(xì)胞表面的顏色、形狀癥狀；并進(jìn)行顯微攝影；D、傷害典型癥狀觀察①、正常水綿(Spirogyra sp.)水綿屬于綠藻門結(jié)合藻目，是淡水中常見的不分枝絲狀綠藻，隸屬水綿科；正常情況下，水綿植物體由長筒行細(xì)胞連成絲，載色體呈帶狀，規(guī)則地螺旋盤繞在細(xì)胞的內(nèi)表面，載色體上含有一列造粉核，細(xì)胞中央為一大液泡；細(xì)胞核一個，位于細(xì)胞的中央；細(xì)胞壁為兩層內(nèi)層的纖維素層和外層的果膠質(zhì)層；②、受Cu2+污染時的傷害癥狀水綿細(xì)胞呈現(xiàn)鮮艷的亮綠色，載色體以細(xì)胞核為中心橫向聚集，載色體的兩端與細(xì)胞間橫隔相連，因此呈現(xiàn)兩端散開的繩狀，細(xì)胞壁不皺縮；③、受Ag+污染的傷害癥狀水綿細(xì)胞的顏色發(fā)生顯著變化，呈深棕紅色；載色體上的造粉核膨大，載色體的規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)不變，但在載色體的邊緣聚集大量的深紅褐色Ag+顆粒；細(xì)胞間的橫隔處，Ag+大量聚集，呈現(xiàn)深褐色，且細(xì)胞間的連接處逐漸向內(nèi)凹陷，最后完全分離；④、受Cd2+污染的傷害癥狀水綿細(xì)胞的傷害癥狀為細(xì)胞顏色稍微加深，呈深綠色；載色體的螺旋結(jié)構(gòu)基本清晰可見，但將逐漸解體，色素外溢；細(xì)胞膨脹呈橢圓狀，使細(xì)胞間隔處縊縮；載色體與細(xì)胞壁間出現(xiàn)很大的空隙區(qū)；⑤、受陰離子型表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉污染的傷害癥狀水綿中螺旋狀排列的載色體帶變成不規(guī)則卷曲，螺距減小，載色體的綠色加深變暗，造粉核仍然明顯；隨著損傷程度的加深，載色體會逐漸、造粉核會慢慢解體，載色體進(jìn)一步聚集，細(xì)胞質(zhì)膜皺縮，與細(xì)胞壁分離，出現(xiàn)較大的質(zhì)壁空隙；水綿細(xì)胞壁的外層果膠質(zhì)溶解而使細(xì)胞壁變薄，細(xì)胞壁僅剩內(nèi)部的纖維層；⑥、受非離子型表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚污染的癥狀水綿中螺旋狀排列的載色體帶變成不規(guī)則卷曲，并逐漸解體，色素外溢，呈“溶解”狀，整個細(xì)胞呈現(xiàn)綠色；造粉核膨脹，也逐漸解體；水綿細(xì)胞壁的外層果膠質(zhì)溶解而使細(xì)胞壁變薄，細(xì)胞壁僅剩內(nèi)部的纖維層，細(xì)胞膨脹；E、樣品處理用一小燒杯取少量待測樣品溶液，加少量水綿1-5g于溶液中處理，15～240分鐘制片、鏡檢，方法同C，在顯微鏡下觀察記錄細(xì)胞受傷害情況及傷害癥狀，與典型癥狀對照，就可判斷樣品的毒性及污染物種類。
全文摘要
一種利用淡水綠藻－水綿(Spirogyra sp.)作為環(huán)境污染指示生物，測試受重金屬及表面活性劑污染的廢水和垃圾堆肥滲濾液的生物毒性。正常水綿細(xì)胞的載色體具有獨特的規(guī)則多股螺旋結(jié)構(gòu)。當(dāng)待測樣品中含一定濃度重金屬或表面活性劑時，水綿細(xì)胞的顏色、形狀及細(xì)胞內(nèi)的載色體結(jié)構(gòu)會呈特異的傷害癥狀。由于水綿細(xì)胞透明，利用普通光學(xué)顯微鏡就可清晰觀察到細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化。利用水綿細(xì)胞對重金屬和表面活性劑敏感的特性，可監(jiān)測廢水對生物的毒性。同時水綿對不同污染物的特異性傷害癥狀，可定性分析重金屬或表面活性劑污染物種類。本發(fā)明具有操作簡便、癥狀易判斷、靈敏度高、還可用于定性分析、反應(yīng)速度快、省時等特點，為環(huán)境管理提供及時有效的服務(wù)。
文檔編號G01N33/00GK1664579SQ20041004713
公開日2005年9月7日 申請日期2004年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月31日
發(fā)明者劉紅玉, 曾光明, 魯雙慶, 劉云國, 牛秋雅, 陳耀寧, 黃瑾輝 申請人:湖南大學(xué)