專利名稱：利用跳蟲繁殖輔助鑒定土壤污染的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土壤污染監(jiān)測與控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輔助鑒定土壤污染的方法，更具體來說是利用跳蟲繁殖的幼蟲數(shù)量輔助鑒定土壤污染。
背景技術(shù)：
土壤是生態(tài)環(huán)境的重要組成要素，近年來，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對各種化學(xué)品的需求與日俱增，導(dǎo)致許多有毒有害化學(xué)品在生產(chǎn)和使用過程中進入到土壤生態(tài)系統(tǒng)，土壤污染問題日益突出。土壤是地球化學(xué)循環(huán)不可缺少的重要載體，其與水體、大氣、生物等環(huán)境要素的相互作用，又導(dǎo)致了污染物在各個環(huán)境載體中的交叉循環(huán)。作為人類生存不可代替的自然資源，土壤一旦被污染會對生態(tài)環(huán)境造成重大影響，同時污染的土壤又會影響作物的正常生長發(fā)育，導(dǎo)致污染物質(zhì)隨食物鏈傳遞進入人體，危害人體健康。合理利用土壤是一個長期艱巨的任務(wù)，土壤污染診斷和風(fēng)險評價是其中一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，土壤環(huán)境污染問題日趨復(fù)雜，污染物的數(shù)量和種類在不斷增加，其中的交互作用形式也日益多樣化。例如近年來人們所關(guān)注的持久性有機污染物(POPs)，多具有“三致” 效應(yīng)和生物富集性，常以復(fù)合污染的形式在土壤環(huán)境中長期存在，盡管這類污染物在土壤中含量較低，但其長期的慢性毒性會對人體造成巨大的危害。傳統(tǒng)的化學(xué)分析成本高，且由于儀器方法的局限性僅能對部分污染物進行監(jiān)測，在很多情況下因而不能全面、科學(xué)地表征污染土壤的整體質(zhì)量特征。跳蟲又名彈尾蟲，是彈尾綱動物的俗稱，是一種分布極為廣泛的土壤節(jié)肢動物，與線蟲、螨蟲共同構(gòu)成3大土壤動物，是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的重要分解者，在土壤物質(zhì)循環(huán)、土壤發(fā)育及微團聚體形成、土壤理化特性和土壤生物群落的維護等方面均發(fā)揮了重要作用。 目前已發(fā)現(xiàn)和記錄的跳蟲種類多達(dá)6500種，是土壤中的優(yōu)勢物種之一，屬于中型土壤動物。跳蟲的活動、取食、繁殖及其他全部的生命活動范圍一般都在土壤的表層(0-25cm)內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用跳蟲繁殖輔助鑒定土壤污染的方法。本發(fā)明提供的輔助鑒定土壤污染的方法，包括如下步驟將待測土壤和人工標(biāo)準(zhǔn)土壤分別進行如下平行操作(1)將跳蟲置于土壤中飼養(yǎng)觀-35天；(2)統(tǒng)計跳蟲幼蟲的只數(shù)；如果采用待測土壤的跳蟲幼蟲只數(shù)低于采用人工標(biāo)準(zhǔn)土壤的跳蟲幼蟲只數(shù)，待測土壤為候選的存在污染的土壤。具體可采用t檢驗法對跳蟲幼蟲只數(shù)統(tǒng)計結(jié)果進行方差分析。當(dāng)待測土壤中的跳蟲幼蟲數(shù)量與人工標(biāo)準(zhǔn)土壤中的跳蟲幼蟲數(shù)量有極顯著差異(P <0.01)時，可以判斷土壤受到污染。待測土壤中跳蟲幼蟲數(shù)量與人工標(biāo)準(zhǔn)土壤中跳蟲幼蟲數(shù)量差異越大，說明土壤污染狀況越嚴(yán)重。
所述統(tǒng)計跳蟲幼蟲的只數(shù)的方法如下將步驟(1)的土壤和跳蟲倒入水中，對漂浮到水面的跳蟲幼蟲進行計數(shù)，即跳蟲幼蟲的只數(shù)。所述步驟(1)中，所述跳蟲具體可為蟲齡為10-12天的跳蟲。所述步驟O)中，所述跳蟲幼蟲具體可為蟲齡為7日齡以下的跳蟲。所述步驟(1)中，所述飼養(yǎng)過程中定期補充水分和食物(具體可每7天補充1次)。 所述食物具體可為酵母，如干酵母。所述步驟⑴中，所述飼養(yǎng)可在如下條件進行19-21 °C;光照黑暗比為12h 12h， 光照強度為400LUX ；空氣濕度為65-75%。所述步驟(1)中，所述飼養(yǎng)具體可在如下條件下進行20°C ；光照黑暗比為 12h 12h，光照強度為400Lux ；空氣濕度為70%。所述步驟(1)中，所述土壤的含水量可為40% -60%。所述步驟(1)具體是在容器中進行的，所述容器用封口膜封口。所述容器的容積可為100-150毫升(所述容器具體可為100毫升燒杯)，每個所述容器中可放置10只所述跳蟲和30g所述土壤。所述步驟(1)中，所述飼養(yǎng)過程中，每7天補充ImL水(如去離子水)和2mg酵母 (如干酵母)。所述步驟O)中，還可包括在所述水(如去離子水)中加入墨水的步驟。所述墨水具體可為碳素墨水。所述跳蟲具體可為白符跳(Folsomia Candida)。所述人工標(biāo)準(zhǔn)土壤具體可為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)人工土壤(1999)。所述人工標(biāo)準(zhǔn)土壤的制備方法具體如下將9質(zhì)量份草炭、20質(zhì)量份高嶺土、70質(zhì)量份石英砂和1質(zhì)量份CaCCV混合攪拌均勻。所述人工標(biāo)準(zhǔn)土壤的理化性質(zhì)為pH = 6.0士0.5，碳氮比為38. 5， 有機質(zhì)含量為12.4%，陽離子交換量為11.9mol/kg。所述土壤污染為化學(xué)物質(zhì)污染，如重金屬污染、有機物污染(如2環(huán)-6環(huán)的多環(huán)芳烴)等。所述土壤污染具體可為五氯酚污染。土壤中污染物種類繁多，污染程度復(fù)雜，用一般的物理、化學(xué)方法只能對已知的有限的污染物進行監(jiān)測，不能全面的反映土壤污染狀況。本發(fā)明提供的方法，基于跳蟲對土壤污染物的敏感性(跳蟲對污染物非常敏感，跳蟲在污染土壤中暴露，土壤污染物會對跳蟲生活產(chǎn)生影響，導(dǎo)致跳蟲繁殖力下降，不能正常產(chǎn)生下一代，進一步根據(jù)幼蟲數(shù)評價土壤污染情況)，可以輔助鑒定土壤污染，對土壤污染進行早期預(yù)警，對土壤總體的污染狀況進行全面監(jiān)測和評價。本發(fā)明提供的方法可用于各種化學(xué)物質(zhì)污染的土壤，可以早期預(yù)警，適用范圍廣， 比傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法靈敏度更高，操作更簡單，價格廉價。
具體實施例方式以下的實施例便于更好地理解本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為自常規(guī)生化試劑商店購買得到的。實施例中所用的人工標(biāo)準(zhǔn)土壤為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)人工土壤(1999)，制備方法如下將9質(zhì)量份草炭(105°C烘干，過40目篩)、20質(zhì)量份高嶺土、70質(zhì)量份石英砂和1 質(zhì)量份CaCO3(分析純，研磨，過40目篩)混合攪拌均勻。人工標(biāo)準(zhǔn)土壤的理化性質(zhì)為pH =6.0士0.5，碳氮比為38. 5，有機質(zhì)含量為12.4%，陽離子交換量為11.9mol/kg。人工標(biāo)
準(zhǔn)土壤密封室溫放置保存。草炭(pH5.0-6. 5，粒度l_8mm，含有機物85%、腐殖酸65%、全氮量5% )北京清原世紀(jì)花卉有限公司(北京清原世紀(jì)花卉有限公司的網(wǎng)址如下http://WWW. qysjhm. com/ productShow. asp ？ id = 210&productsort = 178)。高嶺土(高嶺石彡30% )國藥集團化學(xué)試劑有限公司，產(chǎn)品編號20020528。石英砂(粒徑50-200 μ m)西格瑪奧德里奇公司，產(chǎn)品編號274739_5KG。實施例中所用的跳蟲為白符跳(Folsomia Candida)公眾可以從中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心獲得；參考文獻Fountain MT,Hopkin SP =Folsomia Candida(Collembola) A" standard" soil arthropod. Annual Review of Entomology 2005,50:201-222·。實施例1、采用本發(fā)明的方法輔助鑒定土壤污染本實施例中的待測土壤為采自北京焦化廠的土壤(焦化廠排放的污染物通常主要為2環(huán)-6環(huán)的多環(huán)芳烴)。1、稱取150g待測土壤(或150g人工標(biāo)準(zhǔn)土壤)，分裝到5個IOOmL小燒杯中(每個小燒杯30g 土壤)，加適量去離子水，使土壤含水量為60%。2、向步驟1的每只小燒杯中加入10只同齡化的白符跳(蟲齡為10-12天)，然后將小燒杯用封口膜封口，放入人工氣候箱中培養(yǎng)(20°C;光照黑暗比為12h 12h，光照強度為400LUX ；空氣濕度為70% ) 天；每7天進行一次如下處理取下封口膜，用牙簽去除土壤表面的菌絲和雜質(zhì)，加約ImL去離子水，補充2mg干酵母，重新用封口膜封口。3、從人工氣候箱中取出小燒杯，將小燒杯內(nèi)的土壤和白符跳倒入250mL大燒杯中，加入150mL去離子水和兩滴碳素墨水，充分?jǐn)嚢?，觀察(存活的跳蟲可以憑借分泌的油脂漂浮在水面上，死亡的跳蟲不會浮出水面)，并對漂浮到水面的7日齡以下的白符跳幼蟲進行計數(shù)(可根據(jù)形態(tài)大小區(qū)分7日齡以下幼蟲和成蟲)。結(jié)果見表1。表1采用人工標(biāo)準(zhǔn)土壤與采用待測土壤跳蟲幼蟲的數(shù)量(單位只)
權(quán)利要求
1.一種輔助鑒定土壤污染的方法，包括如下步驟將待測土壤和人工標(biāo)準(zhǔn)土壤分別進行如下平行操作(1)將跳蟲置于土壤中飼養(yǎng)觀-35天；(2)統(tǒng)計跳蟲幼蟲的只數(shù)；如果采用待測土壤的跳蟲幼蟲只數(shù)低于采用人工標(biāo)準(zhǔn)土壤的跳蟲幼蟲只數(shù)，待測土壤為候選的存在污染的土壤。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述統(tǒng)計跳蟲幼蟲的只數(shù)的方法如下將步驟(1)的土壤和跳蟲倒入水中，對漂浮到水面的跳蟲幼蟲進行計數(shù)，即跳蟲幼蟲的只數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中，所述跳蟲的蟲齡為 10-12天；所述步驟O)中，所述跳蟲幼蟲的蟲齡為7日齡以下。
4.如權(quán)利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中，所述飼養(yǎng)是在如下條件下進行的19-21°C;光照黑暗比為12h 12h， 光照強度為400LUX ；空氣濕度為65-75% ；所述步驟(1)中，所述飼養(yǎng)具體是在如下條件下進行的20°C ；光照黑暗比為 12h 12h，光照強度為400Lux;空氣濕度為70%。
5.如權(quán)利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中，所述土壤的含水量為40% -60%。
6.如權(quán)利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于所述步驟(1)是在容器中進行的，所述容器用封口膜封口。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述容器的容積為100-150毫升，每個所述容器中放置10只所述跳蟲和30g所述土壤。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述步驟(1)的所述飼養(yǎng)的過程中，每7天補充ImL去離子水和2mg酵母。
9.如權(quán)利要求1至8中任一所述的方法，其特征在于所述步驟O)中，還包括在所述水中加入墨水的步驟，所述墨水具體為碳素墨水。
10.如權(quán)利要求1至9中任一所述的方法，其特征在于所述跳蟲為白符跳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用跳蟲繁殖輔助鑒定土壤污染的方法。本發(fā)明提供的方法包括如下步驟將待測土壤和人工標(biāo)準(zhǔn)土壤分別進行如下平行操作(1)將跳蟲置于土壤中飼養(yǎng)28-35天；(2)統(tǒng)計跳蟲幼蟲的只數(shù)；如果采用待測土壤的跳蟲幼蟲只數(shù)低于采用人工標(biāo)準(zhǔn)土壤的跳蟲幼蟲只數(shù)，待測土壤為候選的存在污染的土壤。本發(fā)明提供的方法可用于各種化學(xué)物質(zhì)污染的土壤，適用范圍廣，比傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法靈敏度更高，操作更簡單，價格廉價。
文檔編號G01N33/24GK102495198SQ201110402400
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者喬敏, 張偲, 張軒, 朱永官, 王光鵬 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心