垃圾滲濾液毒性評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及廢水檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種垃圾滲濾液毒性評(píng)價(jià)方法；包括以下步驟：(1)取垃圾滲濾液，制備測(cè)試樣液；(2)通過重組基因芽孢對(duì)測(cè)試樣液進(jìn)行體外生物毒性定量評(píng)價(jià)；(3)以早期發(fā)育的魚類為受試生物材料，暴露于測(cè)試樣液中，檢查魚類的生長(zhǎng)發(fā)育繁殖和基因轉(zhuǎn)錄變化情況，獲得垃圾滲濾液生物毒性真實(shí)定量檢測(cè)結(jié)果；(4)以斜生柵藻－多刺裸腹溞－斑馬魚為受試模擬生態(tài)系統(tǒng)，暴露于測(cè)試樣液中，評(píng)價(jià)垃圾滲濾液毒性物質(zhì)的生物富集、世代傳遞效應(yīng)，獲得相關(guān)檢測(cè)結(jié)果；本發(fā)明所述方法具有快速高效、精確量化、真實(shí)可靠、多層次評(píng)價(jià)等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。
【專利說明】垃圾滲濾液毒性評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種垃圾滲濾液毒性評(píng)價(jià)方法，用于垃圾滲濾液的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)人體健康危害的評(píng)估。
【背景技術(shù)】
[0002]垃圾滲濾液是指垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實(shí)、發(fā)酵等生物化學(xué)降解作用，同時(shí)在降水和地下水的滲流作用下產(chǎn)生了一種高濃度的有機(jī)或無機(jī)成份的液體。
[0003]隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，垃圾量與日俱增，垃圾滲濾液的污染問題日益嚴(yán)峻，引起了政府和民眾的廣泛關(guān)注。如何實(shí)現(xiàn)我國(guó)城市垃圾的減量化、無害化、資源化是擺在我們面前的一項(xiàng)重要的社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略任務(wù)。由于衛(wèi)生填埋處理方法具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單易行、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，一直是國(guó)內(nèi)外城市固體廢物的主要處置方式。中國(guó)有95%以上的城市生活垃圾采用填埋處理，但是由于資金和技術(shù)手段的限制，絕大多數(shù)填埋場(chǎng)只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的填埋處理，大多未經(jīng)科學(xué)的設(shè)計(jì)與防護(hù)處理，有的甚至直接露天堆放或簡(jiǎn)單掩埋，造成了周圍樹木、植被枯死，土壤干裂，地表水、地下水污染等諸多生態(tài)環(huán)境問題，嚴(yán)重影響城市環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)文明建設(shè)。
[0004]眾所周知，垃圾填埋所產(chǎn)生的垃圾滲濾液因組分復(fù)雜、毒性大、處理困難，成為目前人們最為關(guān)注的環(huán)境污染問題。垃圾滲濾液具有高濃度、高毒性的特點(diǎn)，通常含有大量的有毒有機(jī)化合物、高濃度的含氮化合物、各種金屬離子，以及各種病原體。近年來，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、塑料制品的大量使用，多個(gè)國(guó)家和地區(qū)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中檢出含有鄰苯二甲酸酯、雙酚A、烷基酚、有機(jī)錫化合物、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚、二噁英類物質(zhì)和多環(huán)芳烴等多種具有內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的物質(zhì)。同時(shí)，隨著大量藥物的使用和廢棄，如避孕藥類、類固醇類藥物、抗生素等，最終隨垃圾進(jìn)入環(huán)境中，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]目前，針對(duì)垃圾滲濾液中單一有毒化合物的化學(xué)分析方法屢見不鮮，生物毒性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)也不乏報(bào)道。然而，缺乏對(duì)于成分復(fù)雜、有毒物質(zhì)種類繁多的垃圾滲濾液的聯(lián)合生物毒性的定量評(píng)價(jià)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法在評(píng)價(jià)垃圾滲濾液的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)人體健康危害等方面存在的不足而提供的一種垃圾滲濾液毒性評(píng)價(jià)方法。
[0007]為達(dá)到上述功能，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0008]一種垃圾滲濾液毒性評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟:
[0009](I)、取垃圾滲濾液，制備測(cè)試樣液；
[0010](2)、通過重組基因芽孢對(duì)所述測(cè)試樣液進(jìn)行體外生物毒性定量評(píng)價(jià)，獲得生物毒性評(píng)價(jià)量化檢測(cè)結(jié)果；
[0011](3)、以早期發(fā)育的魚類為受試生物材料，暴露于所述測(cè)試樣液中，檢查所述魚類的生長(zhǎng)發(fā)育繁殖和基因轉(zhuǎn)錄變化情況，通過解剖鏡檢觀察早期發(fā)育的所述魚類對(duì)所述測(cè)試樣液中存在的有毒污染物的選擇性攝食作用和代謝分解作用，剔除步驟(2)中檢測(cè)結(jié)果中的假陽(yáng)性結(jié)果，修正檢測(cè)結(jié)果，獲得垃圾滲濾液生物毒性真實(shí)的定量檢測(cè)結(jié)果。
[0012](4)、將斜生柵藻長(zhǎng)期暴露于所述測(cè)試樣液中，再以所述斜生柵藻為飼料，喂養(yǎng)初級(jí)消費(fèi)者多刺裸腹潘，受污染的多刺裸腹潘繼續(xù)喂養(yǎng)次級(jí)消費(fèi)者斑馬魚，形成斜生柵藻一多刺裸腹潘一斑馬魚三層級(jí)生態(tài)系統(tǒng)，觀察斑馬魚子代的存活率、平均繁殖量、不同子代對(duì)垃圾滲濾液有毒有機(jī)物的生物富集系數(shù)和遺傳基因變化，評(píng)價(jià)垃圾滲濾液毒性物質(zhì)的生物富集、世代傳遞效應(yīng)，獲得相關(guān)檢測(cè)結(jié)果。
[0013]優(yōu)選地，步驟(I)中所述測(cè)試樣液為垃圾滲濾液的原液、稀釋10倍的稀釋液和稀釋100位的稀釋液。
[0014]優(yōu)選地,步驟(2)中所述的重組基因芽孢為er α，vtg, cypl9alb, rxr y雌激素受體基因轉(zhuǎn)染的枯草芽孢桿菌，經(jīng)營(yíng)養(yǎng)匱乏條件培養(yǎng)后繁殖，形成芽孢；重組基因芽孢在垃圾滲濾液暴露過程中，芽孢中的雌激素受體基因(era，vtg，cypl9alb，rxrY)被垃圾滲濾液中的雌激素活性物質(zhì)激活，從而在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄和合成過程中，基因Lac-Z也同時(shí)被激活，轉(zhuǎn)錄成β_半乳糖苷酶，通過測(cè)定β_半乳糖苷酶活性定量表征垃圾滲濾液的生物毒性。
[0015]優(yōu)選地，步驟(3)中所述的魚類為斑馬魚或紅鱒魚。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:
[0017]1、芽孢的天然抗性，較其他細(xì)菌載體更加適應(yīng)垃圾滲濾液的高鹽、高毒性，采用轉(zhuǎn)染雌激素受體基因的芽孢，可以更加準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)定量評(píng)價(jià)垃圾滲濾液的生物毒性，屏蔽其他毒性干擾，很好地解決了垃圾滲濾液成分復(fù)雜、體外生物評(píng)價(jià)載體選擇困難，無法檢測(cè)聯(lián)合生物毒性的緊迫問題；
[0018]2、本發(fā)明采用早期斑馬魚體內(nèi)生物毒性評(píng)價(jià)方法，更加真實(shí)地模擬了水體被垃圾滲濾液污染后，水生動(dòng)物在攝取、代謝過程中的生物毒性效應(yīng)，更加真實(shí)反映垃圾滲濾液的實(shí)際污染情況和水生動(dòng)物毒性效應(yīng)，可以彌補(bǔ)體外生物毒性評(píng)價(jià)方法的不足，修正其假陽(yáng)性結(jié)果，使得垃圾滲濾液的生物毒性評(píng)價(jià)結(jié)果更加真實(shí)可靠；
[0019]3、本發(fā)明所采用的三層級(jí)模擬生態(tài)系統(tǒng)，更加真實(shí)地再現(xiàn)了垃圾滲濾液污染后水體中，污染物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)生物鏈傳遞過程中的生物富集效應(yīng)和世代傳遞效應(yīng)，貼近生態(tài)環(huán)境真實(shí)情況，可以更加準(zhǔn)確地評(píng)估垃圾滲濾液污染對(duì)區(qū)域生態(tài)污染的風(fēng)險(xiǎn)，為決策者提供有力的工具手段。
[0020]綜上，本發(fā)明所述方法具有快速高效、精確量化、真實(shí)可靠、多層次評(píng)價(jià)等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景，有望成為控制垃圾滲濾液污染的重要評(píng)價(jià)檢測(cè)手段。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)有某簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)滲濾液原液排放至下游河流，采樣經(jīng)檢測(cè)COD為2800mg/L，氨氮為2130mg/L，采用本發(fā)明方法對(duì)該垃圾滲濾液的生物毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0022]首先，提取該垃圾滲濾液并根據(jù)該垃圾滲濾液制作以下三種測(cè)試樣液:垃圾滲濾液原液、稀釋10倍稀釋液、稀釋100倍的稀釋液。
[0023]眾所周知，垃圾滲濾液具有高鹽度、高化學(xué)毒性、高生物毒性等特點(diǎn)，而芽孢與其他細(xì)菌載體相比，具有天然的抗性，而且繁殖速度快、特異性強(qiáng)，適合作為雌激素受體基因的載體。因此，可以轉(zhuǎn)染er α，vtg, cypl9alb, rxr Y雌激素受體基因至枯草芽孢桿菌體內(nèi)，經(jīng)營(yíng)養(yǎng)匱乏條件培養(yǎng)后繁殖形成芽孢。在本實(shí)施例中，采用重組era基因芽孢，分別暴露于此垃圾滲濾液原液、稀釋10倍稀釋液、稀釋100倍的稀釋液各IL的測(cè)試樣液中72h，取出通過熒光光度計(jì)，暴露于垃圾滲濾液原液、稀釋10倍稀釋液、稀釋100倍稀釋液的試樣分別測(cè)定酵母蛋白中β -半乳糖苷酶活性定量表征垃圾滲濾液的生物毒性，以17-β -雌二醇為標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)物，其生物毒性平均值相當(dāng)于66.4ng/L(17-13 -雌二醇雌活性當(dāng)量)，結(jié)論是垃圾滲濾液具有內(nèi)分泌干擾毒性，排入環(huán)境水體中對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)具有外源性內(nèi)分泌干擾風(fēng)險(xiǎn)，可以導(dǎo)致人體內(nèi)分泌失調(diào)、生殖障礙、基因突變、畸變等疾病。
[0024]對(duì)于成分復(fù)雜的垃圾滲濾液，重組基因芽孢法可能在評(píng)價(jià)過程中存在假陽(yáng)性結(jié)果，因此，綜合采用具有代表性的水生生物，早期發(fā)育斑馬魚作為體內(nèi)生物毒性評(píng)價(jià)方法的受試生物，對(duì)垃圾滲濾液的內(nèi)分泌干擾毒性更加敏感，可以準(zhǔn)確模擬垃圾滲濾液污染水體后，水生動(dòng)物在攝取、代謝過程中的生物毒性效應(yīng)，更加貼近實(shí)際污染情況和毒性效應(yīng)，所得結(jié)果可以修正重組基因芽孢法評(píng)價(jià)的假陽(yáng)性結(jié)果，使得垃圾滲濾液的生物毒性評(píng)價(jià)結(jié)果更加真實(shí)可靠。因此，采用20只早期發(fā)育雄性斑馬魚暴露于滲濾液原液、稀釋10倍稀釋液、稀釋100倍稀釋液，十二天后，暴露于原液和稀釋10倍稀釋液的全部致死，暴露于稀釋100倍垃圾滲濾液，早期發(fā)育雄性斑馬魚生長(zhǎng)卵巢，孵化率下降70%，雌激素受體基因era轉(zhuǎn)錄水平提高73%，復(fù)核體外生物毒性評(píng)價(jià)結(jié)果，結(jié)論正確。
[0025]最后，以分別暴露于滲濾液原液、稀釋10倍稀釋液、稀釋100倍稀釋液12天生長(zhǎng)的斜生柵藻為飼料，喂養(yǎng)多刺裸腹潘，選取成年受污染潘繼續(xù)喂養(yǎng)斑馬魚，與空白組相比，斑馬魚子代的存活率分別下降了 55%、36%、33%，第一代和第二代生物富集系數(shù)分別為
0.86和0.83，染色體數(shù)目異常，發(fā)現(xiàn)遺傳基因毒性。
[0026]因此，通過本發(fā)明的方法能對(duì)成份復(fù)雜的垃圾滲濾液的生物毒性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，并能夠評(píng)價(jià)污染物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)生物鏈傳遞過程中的生物富集效應(yīng)和世代傳遞效應(yīng)，貼近生態(tài)環(huán)境真實(shí)情況，可以更加準(zhǔn)確地評(píng)估垃圾滲濾液對(duì)區(qū)域生態(tài)污染的風(fēng)險(xiǎn)，為決策者提供有力的工具手段。
[0027]以上所述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)例，并非來限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種垃圾滲濾液毒性評(píng)價(jià)方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)、取垃圾滲濾液，制備測(cè)試樣液； (2)、通過重組基因芽孢對(duì)所述測(cè)試樣液進(jìn)行體外生物毒性定量評(píng)價(jià)，獲得生物毒性評(píng)價(jià)量化檢測(cè)結(jié)果； (3)、以早期發(fā)育的魚類為受試生物材料，暴露于所述測(cè)試樣液中，檢查所述魚類的生長(zhǎng)發(fā)育繁殖和基因轉(zhuǎn)錄變化情況，對(duì)步驟(2)中檢測(cè)結(jié)果的假陽(yáng)性部分進(jìn)行修正，獲得垃圾滲濾液生物毒性真實(shí)的定量檢測(cè)結(jié)果； (4)、將斜生柵藻長(zhǎng)期暴露于所述測(cè)試樣液中，再以所述斜生柵藻為飼料，喂養(yǎng)初級(jí)消費(fèi)者多刺裸腹潘，受污染的多刺裸腹潘繼續(xù)喂養(yǎng)次級(jí)消費(fèi)者斑馬魚，形成斜生柵藻一多刺裸腹潘一斑馬魚三層級(jí)生態(tài)系統(tǒng)，觀察斑馬魚子代的存活率、平均繁殖量、不同子代對(duì)垃圾滲濾液有毒有機(jī)物的生物富集系數(shù)和遺傳基因變化，評(píng)價(jià)垃圾滲濾液毒性物質(zhì)的生物富集、世代傳遞效應(yīng)，獲得相關(guān)檢測(cè)結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液毒性評(píng)價(jià)方法，其特征在于:步驟(I)中所述測(cè)試樣液為垃圾滲濾液的原液、稀釋10倍的稀釋液和稀釋100位的稀釋液。
3.如權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液毒性評(píng)價(jià)方法，其特征在于:步驟(2)中所述的重組基因芽孢為er α，vtg, cypl9alb, rxr y雌激素受體基因轉(zhuǎn)染的枯草芽孢桿菌，經(jīng)營(yíng)養(yǎng)匱乏條件培養(yǎng)后繁殖，形成芽孢。
4.如權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液毒性評(píng)價(jià)方法，其特征在于:步驟(3)中所述的魚類為斑馬魚或紅鱒魚。
【文檔編號(hào)】G01N33/50GK104034877SQ201410221885
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】陸鋼, 劉鵬, 崔海波 申請(qǐng)人:東莞道匯環(huán)?？萍加邢薰?br>