CN104122377A - 一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，包括以下步骤：1）选取指示生物并进行预处理；2）开展代谢研究；3）结果计算；4）受污染状况的判定。本发明通过测定表征双壳贝类，尤其是河蚬呼吸和排泄代谢水平的耗氧率和排氨率来指示受试水体水质的变化，方法简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法。
背景技术
当前水体污染已经表现为多种污染共存的复合污染，污染物在水体中同时发生的物理、化学和生物过程，将使水体污染问题更加复杂，产生了更明显的综合生物效应。但是，较低浓度的污染物如重金属等进入水体后，采用现有的物理或化学监测方法进行监测所需的费用高且难以实现实时在线监测，而监测的结果也无法直接反映污染对生物的毒性效应。已有一些生物监测方法，如获取污染水体活蚌的软组织烘干研磨后采用理化仪器测定其重金属含量、通过测定发光细菌的相对发光强度反映受试水域受污染程度等生物监测方法分别了从不同角度对受试水体的污染情况进行生物监测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，包括以下步骤：
1）选取指示生物并进行预处理：选取河蚬作为指示生物，将河蚬置于温度为10-25℃的水中暂养设定天数，以清除其体内的残留物质对结果的影响；
2）开展代谢研究：选取若干个代谢瓶，每个代谢瓶中放入固定数量的河蚬，其中一个代谢瓶中加入受试水体的水质样本并用膜封口，剩下的代谢瓶中加入去离子水并用膜封口，并将其作为对照组，记录下加入每个代谢瓶中水的体积，代谢试验时间设置为固定时间，测定试验前后代谢瓶中水样的溶解氧和氨氮的含量；
3）结果计算：按下列公式计算河蚬的耗氧率和排氨率:
OR=[(DO0-DOt)×V]/(W×2)；P1= OR（受试水样）/ OR（空白对照）；
式中：OR为单位体重耗氧率，mg/g-1/h-1；DO0和DOt为代谢试验开始及代谢试验结束后水中DO的含量，mg/L-1；V为代谢瓶中水的体积，L；W为河蚬质量，g； P1为耗氧率影响指数；
NR=[(Nt-N0)×V]/(W×2)；P2= NR（受试水样）/ NR（空白对照）；
式中：NR为单位河蚬个体质量排氨率，mg/g-1/h-1；N0和Nt为试验开始、在试验结束时水中NH3-N的浓度，mg/L-1；V为代谢瓶中水的体积，L；W为河蚬质量，g； P2为排氨率影响指数。
综合污染指数的计算：综合污染指数P = P1 + P2；
4）受污染状况的判定：根据上步得到的P值判定水体受污染的程度。
步骤1）中，选取的河蚬的壳长为（22.0±4.0）mm、壳高（20.0±0.50）mm、体重为（4.0±0.50）g。
步骤1）中，所述的温度为10-25℃的水为：水温为10-25℃、经过脱除余氯24h以上的自来水。
步骤1）中，暂养的天数为2-4天。
步骤2）中，每个代谢瓶中放入的河蚬的数量为6-10只。
步骤2）中，代谢的时间为2-6h。
步骤2）中，代谢瓶中的水温为10-25℃。
步骤2）中，代谢瓶的数量为4-6个。
本发明的有益效果是：本发明通过测定表征双壳贝类，尤其是河蚬呼吸和排泄代谢水平的耗氧率和排氨率来指示受试水体水质的变化，方法简便。
动物耗氧率(Oxygen Consumption Rate，OCR)和排氨率(Ammonia Excretory Rate，AER)的大小及变化能够反映其呼吸代谢能力的高低及变化规律，是衡量动物能量消耗的指标。本发明提出了综合污染指数的模式，将两种代谢水平的变化用单一指数的形式综合在一起，并建立了综合污染指数及其对应的水体污染判断标准，通过对照水体受污染的判定标准可以迅速了解到该水体的是否已受到污染，使污染的状况能更直观地表达。方法的稳定性好、可重复性高、可比性强，非常适于作为受试水体水质污染的预警。
具体实施方式
一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，包括以下步骤：
1）选取指示生物并进行预处理：选取河蚬（壳长为（22.0±4.0）mm、壳高（20.0±0.50）mm、体重为（4.0±0.50）g）作为指示生物，将河蚬置于温度为10-25℃、已脱除余氯24-48h的自来水中暂养2-4天，以清除其体内的残留物质对结果的影响；
2）开展代谢研究：选取4只代谢瓶，每个代谢瓶中放入6只河蚬，其中一个代谢瓶中加入受试水体的水质样本（水质样本的温度为10-25℃）并用保鲜膜封口，剩下的3个代谢瓶中加入去离子水（水温为10-25℃）并用膜封口，其作为对照组，记录下加入每个代谢瓶中水的体积，代谢试验时间设置为2h，测定试验前后代谢瓶中水样的溶解氧和氨氮的含量；
3）结果计算：按下列公式计算河蚬的耗氧率和排氨率：
OR=[(DO0-DOt)×V]/(W×2)；P1= OR（受试水样）/ OR（空白对照）；
式中：OR为单位体重耗氧率，mg/g-1/h-1；DO0和DOt为代谢试验开始及代谢试验结束后水中DO的含量，mg/L-1；V为代谢瓶中水的体积，L；W为河蚬质量，g； P1为耗氧率影响指数；
NR=[(Nt-N0)×V]/(W×2)；P2= NR（受试水样）/ NR（空白对照）；
式中：NR为单位河蚬个体质量排氨率，mg/g-1/h-1；N0和Nt为试验开始、在试验结束时水中NH3-N的浓度，mg/L-1；V为代谢瓶中水的体积，L；W为河蚬质量，g； P2为排氨率影响指数。
综合污染指数的计算：综合污染指数P = P1 + P2；
4）受污染状况的判定：根据上步得到的P值判定水体受污染的程度。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例：
对某河道水样进行受污染的预警调查
1、水样的采集。按照《水?和?废?水?监?测?分?析?方?法》?(?第?四?版?)的操作规程采集某污水排放口上游的对照断面（1#）、控制断面（2#、3#、4#）、排污口下游河道的消减断面的水样（5#），备用；
2、选取河蚬。选取壳长为（22.0±4.0）mm、壳高（20.0±0.50）mm、体重为（4.0±0.50）g的健康河蚬（Corbicula fluminea）用于试验。样品在水温为15 ℃下以曝气、脱除余氯36h自来水中暂养3天，以清除其体内的残留物质对结果的影响；
3、开展代谢研究。选用500mL 的三角瓶作为标准代谢瓶，每个瓶中加入6只河蚬，在水温为15℃下开展标准代谢研究。以去离子水为空白对照。将样本加入代谢瓶中并以保鲜膜封口，每组设3个对照组，记录下加入每个代谢瓶中水的体积（L）。代谢试验时间设置为2小时。测定试验前后代谢瓶中水样的溶解氧和氨氮的含量。
4、结果的计算。
按下列公式计算河蚬的耗氧率和排氨率。即:
OR=[(DO0-DOt)×V]/(W×2) (1)
P1= OR（受试水样）/ OR（空白对照） (2)
式中：OR为单位体重耗氧率，mg/g-1/h-1；DO0和DOt为代谢试验开始及代谢实验2小时后水中DO的含量，mg/L-1；V为代谢瓶中水的体积，L；W为河蚬质量，g；t为试验持续时间，2h；P1为耗氧率影响指数。
NR=[(Nt-N0)×V]/(W×2) (3)
P2= NR（污染水体）/ NR（空白对照） (4)
式中：NR为单位河蚬个体质量排氨率，mg/g-1/h-1；N0和Nt为试验开始、在t时间结束时水中NH3-N的浓度，mg/L-1；V为代谢瓶中水的体积，L；W为河蚬质量，g；t为试验持续时间，2h；P2为排氨率影响指数。
综合污染指数的计算：综合污染指数P = P1 + P2
4、受污染程度的判断。水体受污染严重程度的判断标准是综合污染指数的大小。受试水样的综合污染指数及其判断结果见表1。
表1：受试水样的综合污染指数及其判断结果
结果显示随着污染物排入河道，控制断面2#、3#、4#的水质均受到的污染，而且2#水样由于最靠近污染排放口，污染指数最高，受污染的程度最大，而排污口下游100、200米处的3#、4#水样的综合污染指数在升高，提示了水质在逐步恢复。河道的下游500米处取得的消减水样已逐步恢复到接近上游的水质的状况。
Claims (8)
1.一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，包括以下步骤：
1）选取指示生物并进行预处理：选取河蚬作为指示生物，将河蚬置于温度为10-25℃的水中暂养设定天数，以清除其体内的残留物质对结果的影响；
2）开展代谢研究：选取若干个代谢瓶，每个代谢瓶中放入固定数量的河蚬，其中一个代谢瓶中加入受试水体的水质样本并用膜封口，剩下的代谢瓶中加入去离子水并用膜封口，并将其作为对照组，记录下加入每个代谢瓶中水的体积，代谢试验时间设置为固定时间，测定试验前后代谢瓶中水样的溶解氧和氨氮的含量；
3）结果计算：按下列公式计算河蚬的耗氧率和排氨率:
OR=[(DO0-DOt)×V]/(W×2)；P1= OR（受试水样）/ OR（空白对照）；
式中：OR为单位体重耗氧率，mg/g-1/h-1；DO0和DOt为代谢试验开始及代谢试验结束后水中DO的含量，mg/L-1；V为代谢瓶中水的体积，L；W为河蚬质量，g； P1为耗氧率影响指数；
NR=[(Nt-N0)×V]/(W×2)；P2= NR（受试水样）/ NR（空白对照）；
式中：NR为单位河蚬个体质量排氨率，mg/g-1/h-1；N0和Nt为试验开始、在试验结束时水中NH3-N的浓度，mg/L-1；V为代谢瓶中水的体积，L；W为河蚬质量，g； P2为排氨率影响指数；
综合污染指数的计算：综合污染指数P = P1 + P2；
4）受污染状况的判定：根据上步得到的P值判定水体受污染的程度。
2.根据权利要求1所述的一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，其特征在于：步骤1）中，选取的河蚬的壳长为（22.0±4.0）mm、壳高（20.0±0.50）mm、体重为（4.0±0.50）g。
3.根据权利要求1所述的一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，其特征在于：步骤1）中，所述的温度为10-25℃的水为：水温为10-25℃、经过脱除余氯24h以上的自来水。
4.根据权利要求1所述的一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，其特征在于：步骤1）中，暂养的天数为2-4天。
5.根据权利要求1所述的一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，其特征在于：步骤2）中，每个代谢瓶中放入的河蚬的数量为6-10只。
6.根据权利要求1所述的一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，其特征在于：步骤2）中，代谢的时间为2-6h。
7.根据权利要求1所述的一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，其特征在于：步骤2）中，代谢瓶中的水温为10-25℃。
8.根据权利要求1所述的一种基于双壳贝类河蚬代谢水平的水污染预警方法，其特征在于：步骤2）中，代谢瓶的数量为4-6个。
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