近年來,随着我國工業化的快速發展,排放到空氣、水體及土壤中的化學污染物的總量大幅增長,對生态環境、群衆健康和社會穩定造成的危害不容小觑。對水體水質影響嚴重的工業廢水主要來自冶金、化工、印染和造紙等行業,該類廢水中所含的大量有毒有害物質具有成分複雜、毒性大、不易被生物降解和污染範圍廣等特點。工業廢水排放量大,如果處理措施落實不到位,排放到自然水體中的大量工業廢水易對生态環境健康和安全産生負面影響,對受納水體中的水生生物産生生理、生化方面的毒害作用,導緻物種密度的降低及生物多樣性的減少,甚至威脅到人類的生命安全。
目前,理化分析雖然可以對水體中污染物的種類和濃度進行比較快速和靈敏的分析測定,但對于污染物成分通常比較複雜的工業廢水來說,該方法難以反映全部污染組分對環境的綜合影響。工業廢水生物檢測方法中的生物毒性測試法可以綜合反映廢水中各種污染物的相互作用,判定污染水平與生物效應的直接關系。目前常用的工業廢水生物毒性分析方法有發光細菌急性毒性測試法、藻類毒性測試法、蚤類毒性測試法和魚類毒性測試法等。
1 發光細菌急性毒性測試法
由于發光細菌對有毒物質的靈敏度高,且檢測結果與理化分析指标有較好的相關性,利用發光細菌監測工業廢水毒性的方法已相對成熟。該方法根據細菌發光強度與水體毒性之間的相關性,以相對發光度評價受污染水體的綜合毒性,或有針對性地對其中的單一污染物組分測定。發光細菌毒性測試法具有受試生物反應靈敏、儀器操作自動化程度高等優點,可被應用于重污染行業廢水毒性常規監測和突發事件安全應急監測等,但該方法同時也存在發光菌菌種成本高、表征指标單一和國内外缺乏統一的毒性等級劃分标準等問題。
2藻類和蚤類毒性測試法
藻類和蚤類個體小,在水體中可大量繁殖。當生存環境惡化時,藻類的生長會受到抑制,蚤類的生存和繁殖能力也會發生變化,因此,在毒理學研究中,通常采用生長率和繁殖率作為監測評價毒性效應的終點。藻類和蚤類毒性試驗均能通過生物生長狀态的變化直觀地反映廢水的毒性效應,但也存在前期培養工作量大、測定周期長、應急響應不及時等問題,預計未來有關這兩類生物毒性效應測試新技術的研究将主要側重于分子水平。
3魚類毒性測試法
與低等實驗生物相比,魚類是水體中群落級别較高的動物,使用魚類作為受試生物的廢水毒性測定方法已相對成熟,目前已被廣泛應用于行業廢水毒性測試與評價。在ISO、OECD和歐盟等組織的相關标準中,主要通過觀察成魚和仔魚外觀和行為的改變,或通過獲取LC50來判斷成魚的毒性效應,從而确定受試水體的污染程度。采用魚類進行工業廢水毒性效應評價有比較成熟的國内外技術方法标準,但實際開展情況受到很大的制約。首先,國内行業廢水達标排放限值中,未将魚類毒性效應作為規定的監測指标;其次,依據單一魚種的毒性試驗标準得出的評價結果存在一定的局限性。
4 成組生物毒性測試法
由于水體中各生物之間存在着複雜的競争、捕食及共生等關系,對有毒物質的敏感程度也不同,以單一物種的毒性試驗結果表征水生态健康綜合受影響程度并不絕對科學。成組生物毒性測試法則是以涵蓋不同營養級别的受試生物對廢水進行急性和慢性毒性試驗,以毒性當量、LC50和EC50等為毒性表征指标。今後,在應用綜合毒性指标評價污水質需考慮選取有代表性的水生生物,明确受受試生物綜合毒性的表征方式,廣泛開展工業廢水線口第性監測研究并積累數據,構建出适合我國台廢水生物毒性評價技術規範與管理辦法。
當前,我國水環境管理正從單純的水質管理向生态管理轉變,傳統的理化指标監測已不能滿足生态和健康風險評價的需求,迫切需要将生物指标引人水體生态和健康風險管理當中。在進一步完善我國工業廢水生物監測體系時,可以借鑒西方國家的成熟經驗,篩選出國際普遍認可的方法标準,并不斷加強生物監測人才隊伍建設,鼓勵開展本土受試生物的篩選和标準化工作,進而制定出符合我國需求及特征的工業廢水生物監測方法與評價标準,為掌握工業園區整體環境健康及污染狀況、受納地表水體水生生物健康狀況,加強對排污企業的管理提供技術支撐和科學依據。