一種基于斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)速度變化測(cè)定水質(zhì)生物毒性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)生物魚(yú)領(lǐng)域，具體涉及一種基于斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)速度變化測(cè) 定水質(zhì)生物毒性的方法，屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)涉及城市供水水質(zhì)管理過(guò)程中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)、預(yù)警部分，可提前預(yù)知 突發(fā)污染事件以及提供應(yīng)急處理措施。污染物對(duì)水生生物的影響作用水平從生物分子到 細(xì)胞器、細(xì)胞、組織、器官、器官系統(tǒng)、生物個(gè)體、生物種群、生物群落甚至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)等層 次，利用水生生物在受污染水體中的形態(tài)、生理和生化變化進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)可實(shí)現(xiàn)水環(huán)境水 質(zhì)的生物毒性評(píng)價(jià)。
[0003] 水質(zhì)生物在線(xiàn)監(jiān)測(cè)涉及魚(yú)類(lèi)、水潘和發(fā)光菌，而魚(yú)類(lèi)作為進(jìn)入食物鏈的主要水生 經(jīng)濟(jì)物種已較早的被應(yīng)用于水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)。對(duì)于水生魚(yú)類(lèi)而言，游泳能力與其攝食、回避 災(zāi)害等生命活動(dòng)密切相關(guān)，而游動(dòng)速度是評(píng)價(jià)游泳能力的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。將魚(yú)類(lèi)的生命活 動(dòng)變化用游動(dòng)速度來(lái)體現(xiàn)更有利于將利用生物評(píng)價(jià)水質(zhì)健康狀況進(jìn)行量化，實(shí)現(xiàn)利用斑馬 魚(yú)游動(dòng)速度變化測(cè)定水質(zhì)生物毒性的定量表述。目前，大多數(shù)的檢測(cè)方法是利用生物監(jiān)測(cè) 設(shè)備進(jìn)行水質(zhì)生物毒性，但僅作綜合指標(biāo)評(píng)定，是一項(xiàng)污染物整體對(duì)水生生物的作用結(jié)果， 耗費(fèi)大量的試驗(yàn)材料，極易造成忽略其對(duì)生物體本身某方面的影響，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確，不靈 敏，同時(shí)浪費(fèi)大量的人力物力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)速 度變化測(cè)定水質(zhì)生物毒性的方法，該方法具有簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為： 一種基于斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)速度變化測(cè)定水質(zhì)生物毒性的方法，包括以下步驟： (1) 將斑馬魚(yú)在實(shí)驗(yàn)室條件下馴養(yǎng)； (2) 將馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)置于標(biāo)準(zhǔn)稀釋水和不同濃度的Zn2+溶液中，進(jìn)行Zn2+脅迫下的急 性毒性試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)斑馬魚(yú)的死亡率，計(jì)算48h半致死濃度； (3) 根據(jù)48h半致死濃度確定染毒單位，取馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)進(jìn)行斑馬魚(yú)行為學(xué)試驗(yàn)，測(cè)定 斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)速度變化，進(jìn)行顯著性差異比較，判斷水質(zhì)生物毒性。
[0006] 所述的，斑馬魚(yú)行為學(xué)試驗(yàn)包括以下步驟： (1) 選取48h的半致死濃度為一個(gè)染毒單位，即ITU ; (2) 采用標(biāo)準(zhǔn)稀釋水配制不同染毒單位的Zn2+溶液； (3) 以標(biāo)準(zhǔn)稀釋水為對(duì)照組，不同染毒單位的Zn2+溶液為試驗(yàn)組，取馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)進(jìn)行 試驗(yàn)，使用水質(zhì)毒性生物監(jiān)測(cè)儀48h連續(xù)監(jiān)測(cè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)速度變化； (4) 將對(duì)照組和試驗(yàn)組斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)速度變化進(jìn)行顯著性差異比較，判斷水質(zhì)生物毒 性。
[0007] 所述的，斑馬魚(yú)行為學(xué)實(shí)驗(yàn)中，Zn2+溶液的濃度為染毒單位的0. 02、0. 03、1、2倍。
[0008] 所述的，急性毒性試驗(yàn)中，Zn2+溶液的濃度為10mg/L、15mg/L、20mg/L、40mg/L和60 mg/L，均為標(biāo)準(zhǔn)稀釋水配制。
[0009] 所述的，斑馬魚(yú)在實(shí)驗(yàn)室條件下馴養(yǎng)為將斑馬魚(yú)置于室溫25°C、連續(xù)曝氣的標(biāo)準(zhǔn) 稀釋水中，每天喂食、清除糞便及食物殘?jiān)Z養(yǎng)時(shí)間為7天，試驗(yàn)前一天停止喂食；馴養(yǎng)期 間須保證斑馬魚(yú)的死亡率低于10%，若斑馬魚(yú)的死亡率高于10%，則更換一批魚(yú)馴養(yǎng)。
[0010] 所述的，標(biāo)準(zhǔn)稀釋水是由去離子水配制的氯化鈣溶液、硫酸鎂溶液、碳酸氫鈉溶液 和氯化鉀溶液所制備的，pH7. 8±0. 2,硬度為250mg/L (以碳酸鈣計(jì))。
[0011] 本發(fā)明的有益效果：污染物進(jìn)入水體環(huán)境造成斑馬魚(yú)某一項(xiàng)生命指標(biāo)發(fā)生變化， 而可能影響不到整體的生物生命指標(biāo)，為彌補(bǔ)常規(guī)生物監(jiān)測(cè)中利用生物魚(yú)進(jìn)行水質(zhì)生物毒 性綜合評(píng)價(jià)的不靈敏性、耗費(fèi)大量試驗(yàn)材料等缺陷，本發(fā)明將斑馬魚(yú)在水環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)速 度作為生物標(biāo)志物進(jìn)行評(píng)價(jià)污染物的生物毒性，對(duì)斑馬魚(yú)在水環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行跟蹤 捕捉，直觀的隨時(shí)觀察斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)時(shí)測(cè)定速度指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)利用斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)速度變 化測(cè)定水質(zhì)生物毒性的定量化評(píng)價(jià)，短時(shí)間內(nèi)將水質(zhì)波動(dòng)狀況呈現(xiàn)出來(lái)，提高生物監(jiān)測(cè)預(yù) 警的及時(shí)性、靈敏性和準(zhǔn)確性，為突發(fā)水體污染提供預(yù)警技術(shù)支持，保障供水水質(zhì)安全。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為實(shí)施例1中行為學(xué)試驗(yàn)在不同時(shí)間對(duì)斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)速度抑制率的曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為了理解本發(fā)明，下面以實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限制于此。
[0014] 本發(fā)明的斑馬魚(yú)參照GB/T13267-91 (水質(zhì)-物質(zhì)對(duì)淡水魚(yú)(斑馬魚(yú)）急性毒性測(cè) 定方法)篩選，魚(yú)體長(zhǎng)30±5mm，體重0. 3±0. lg，選自同一馴養(yǎng)池中規(guī)格大小一致的幼魚(yú)，試 驗(yàn)魚(yú)無(wú)明顯的疾病和肉眼可見(jiàn)的畸形。
[0015] 本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)稀釋水的配制方法參照GB/T13267-91 (水質(zhì)-物質(zhì)對(duì)淡水魚(yú)(斑馬魚(yú)） 急性毒性測(cè)定方法）進(jìn)行配制。
[0016] 本發(fā)明斑馬魚(yú)急性毒性試驗(yàn)方法參照GB/T13267-91 (水質(zhì)-物質(zhì)對(duì)淡水魚(yú)(斑馬 魚(yú)）急性毒性測(cè)定方法）進(jìn)行靜水式試驗(yàn)。
[0017] 本發(fā)明斑馬魚(yú)行為學(xué)試驗(yàn)方法參照GB/T13267-91 (水質(zhì)-物質(zhì)對(duì)淡水魚(yú)(斑馬魚(yú)） 急性毒性測(cè)定方法）進(jìn)行半靜態(tài)式流水試驗(yàn)，進(jìn)水流速保持lL/h。
[0018] 實(shí)施例1 一種基于斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)速度變化測(cè)定水質(zhì)生物毒性的方法，包括以下步驟： (1) 將斑馬魚(yú)置于室溫25°C、連續(xù)曝氣的標(biāo)準(zhǔn)稀釋水中，每天喂食、清除糞便及食物殘 渣，馴養(yǎng)時(shí)間為7天，試驗(yàn)前一天停止喂食；馴養(yǎng)期間須保證斑馬魚(yú)的死亡率低于10%，若斑 馬魚(yú)的死亡率高于10%，則更換一批魚(yú)馴養(yǎng)； (2) 將馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)置于標(biāo)準(zhǔn)稀釋水和標(biāo)準(zhǔn)稀釋水配制的不同濃度的Zn2+溶液中，Zn2+ 溶液的濃度為l〇mg/L、15mg/L、20mg/L、40mg/L和60 mg/L，共計(jì)6組實(shí)驗(yàn)，每組設(shè)置3個(gè)平 行組，每組斑馬魚(yú)的數(shù)量為5條，進(jìn)行Zn2+脅迫下的急性毒性試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)48h內(nèi)斑馬魚(yú)的死 亡率，數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件SPSS計(jì)算48h半致死濃度，結(jié)果如表1所示； (3)根據(jù)48h半致死濃度確定染毒單位，取馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)進(jìn)行斑馬魚(yú)行為學(xué)試驗(yàn)，測(cè)定 斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)速度變化，進(jìn)行顯著性差異比較，以P值作為衡量重金屬對(duì)斑馬魚(yú)速度影響 大小的比較，判斷水質(zhì)生物毒性，結(jié)果如表2所示。
[0019] 斑馬魚(yú)行為學(xué)試驗(yàn)包括以下步驟： (1) 選取48h的半致死濃度為一個(gè)染毒單位，即ITU ; (2) 采用標(biāo)準(zhǔn)稀釋水配制不同染毒單位的Zn2+溶液，Zn2+溶液的濃度為染毒單位的 0· 02、0· 03、1、2 倍； (3) 以標(biāo)準(zhǔn)稀釋水為對(duì)照組，不同染毒單位的Zn2+為試驗(yàn)組，共計(jì)5組試驗(yàn)，每組設(shè)置3 個(gè)平行組，每組斑馬魚(yú)的數(shù)量為5條，取馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)在養(yǎng)殖箱內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，采用蠕動(dòng)泵連 續(xù)注水進(jìn)行半靜態(tài)式流水試驗(yàn)，進(jìn)水流速保持lL/h，水溫恒定為25°C，使用水質(zhì)毒性生物 監(jiān)測(cè)儀48h連續(xù)監(jiān)測(cè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)速度變化；所有試驗(yàn)魚(yú)加入養(yǎng)殖箱內(nèi) 時(shí)間間隔最長(zhǎng)不得超過(guò)30min，盡可能保證魚(yú)體不受磕碰和掉地危險(xiǎn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用5條斑 馬魚(yú)速度變化的平均值為測(cè)定數(shù)據(jù)。
[0020] (4)將對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)速度變化通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件SPSS進(jìn)行顯著 性差異比較，判斷水質(zhì)生物毒性。
[0021] 標(biāo)準(zhǔn)稀釋水是由去離子水配制的氯化鈣溶液、硫酸鎂溶液、碳酸氫鈉溶液和氯化 鉀溶液所制備的，pH7.8±0. 2,硬度為250mg/L (以碳酸鈣計(jì))，溶解氧8 mg/L。
[0022] 表1 Zn2+脅迫下斑馬魚(yú)急性毒性試驗(yàn)結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)速度變化測(cè)定水質(zhì)生物毒性的方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 將斑馬魚(yú)在實(shí)驗(yàn)室條件下馴養(yǎng)； (2) 將馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)置于標(biāo)準(zhǔn)稀釋水和不同濃度的Zn2+溶液中，進(jìn)行Zn2+脅迫下的急 性毒性試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)斑馬魚(yú)的死亡率，計(jì)算48h半致死濃度； (3) 根據(jù)48h半致死濃度確定染毒單位，取馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)進(jìn)行斑馬魚(yú)行為學(xué)試驗(yàn)，測(cè)定 斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)速度變化，進(jìn)行顯著性差異比較，判斷水質(zhì)生物毒性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述斑馬魚(yú)行為學(xué)試驗(yàn)包括以下步驟： (1) 選取48h的半致死濃度為一個(gè)染毒單位，即ITU ; (2) 采用標(biāo)準(zhǔn)稀釋水配制不同染毒單位的Zn2+溶液； (3) 以標(biāo)準(zhǔn)稀釋水為對(duì)照組，不同染毒單位的Zn2+溶液為試驗(yàn)組，取馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)進(jìn)行 試驗(yàn)，使用水質(zhì)毒性生物監(jiān)測(cè)儀48h連續(xù)監(jiān)測(cè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)速度變化； (4) 將對(duì)照組和試驗(yàn)組斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)速度變化進(jìn)行顯著性差異比較，判斷水質(zhì)生物毒 性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述Zn2+溶液的濃度為染毒單位的0. 02、 0· 03、1、2 倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述Zn 2+溶液的濃度為10mg/L、15mg/L、 20mg/L、40mg/L和60 mg/L，均為標(biāo)準(zhǔn)稀釋水配制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述斑馬魚(yú)在實(shí)驗(yàn)室條件下馴養(yǎng)為將斑 馬魚(yú)置于室溫25°C、連續(xù)曝氣的標(biāo)準(zhǔn)稀釋水中，每天喂食、清除糞便及食物殘?jiān)?，馴養(yǎng)時(shí)間 為7天，試驗(yàn)前一天停止喂食；馴養(yǎng)期間須保證斑馬魚(yú)的死亡率低于10%，若斑馬魚(yú)的死亡 率高于10%，則更換一批魚(yú)馴養(yǎng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)稀釋水是由去離子水配 制的氯化鈣溶液、硫酸鎂溶液、碳酸氫鈉溶液和氯化鉀溶液所制備的，pH7. 8±0. 2,硬度為 250mg/L (以碳酸媽計(jì))。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)速度變化測(cè)定水質(zhì)生物毒性的方法，包括以下步驟：斑馬魚(yú)的馴養(yǎng)；馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)的急性毒性試驗(yàn)，計(jì)算48h半致死濃度；馴養(yǎng)后斑馬魚(yú)的行為學(xué)試驗(yàn)，測(cè)定斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)速度變化，判斷水質(zhì)生物毒性。本發(fā)明將斑馬魚(yú)在水環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)速度作為生物標(biāo)志物進(jìn)行評(píng)價(jià)污染物的生物毒性，對(duì)斑馬魚(yú)在水環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行跟蹤捕捉，直觀的隨時(shí)觀察斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)時(shí)測(cè)定速度指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)利用斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)速度變化測(cè)定水質(zhì)生物毒性的定量化評(píng)價(jià)，短時(shí)間內(nèi)將水質(zhì)波動(dòng)狀況呈現(xiàn)出來(lái)，提高生物監(jiān)測(cè)預(yù)警的及時(shí)性、靈敏性和準(zhǔn)確性，為突發(fā)水體污染提供預(yù)警技術(shù)支持，保障供水水質(zhì)安全。
【IPC分類(lèi)】G01N33-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104833784
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510255263
【發(fā)明人】李梅, 賈瑞寶, 李汝, 宋武昌, 逯南南, 張克峰
【申請(qǐng)人】山東建筑大學(xué), 山東省城市供排水水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月19日