專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用鉤蝦進(jìn)行沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)的溶解氧控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用鉤蝦進(jìn)行沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)時(shí)的曝氣方法，具體包括曝氣方式的選擇，以及曝氣速率的控制。
背景技術(shù)：
水體沉積物是河流湖泊等的重要組成部分，也是水體底棲生物的主要生活場(chǎng)所和食物來(lái)源。作為污染物的“匯”和“源”，當(dāng)其受到污染時(shí)，不僅會(huì)對(duì)底棲生物造成直接的危害，還會(huì)通過(guò)食物鏈的累積作用，對(duì)食物鏈上端的動(dòng)物和人類(lèi)造成間接的危害。因此，保護(hù)沉積物不受污染對(duì)維持一個(gè)良好的水生生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要。沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)是一種基于沉積物中污染物濃度與生物效應(yīng)之間關(guān)系的方法。其實(shí)質(zhì)是向清潔的沉積物中加入已知數(shù)量的特定污染物，測(cè)定水生生物的急性毒性或慢性毒性效應(yīng)指標(biāo)，建立污染物和水生生物之間的劑量-效應(yīng)關(guān)系，以此來(lái)了解沉積物中污染物對(duì)生物的危害，并達(dá)到監(jiān)測(cè)和科學(xué)管理沉積物污染的目的。該方法適用于所有污染物和沉積物類(lèi)型，并且與其它方法相比，該方法可以得到污染物的劑量-效應(yīng)關(guān)系，也可用來(lái)驗(yàn)證其它方法建立的基準(zhǔn)值，因此具有很廣闊的應(yīng)用前景。目前，沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)廣泛使用鉤蝦作為試驗(yàn)生物。鉤蝦屬于端足目，鉤蝦科，甲殼綱動(dòng)物，為本目約80個(gè)科中最大的科，具有端足類(lèi)的基本體型，體兩側(cè)扁平，頭部有一對(duì)長(zhǎng)觸角，胸部有7對(duì)步足，腹肢6對(duì)，前對(duì)用于游泳，后3對(duì)用于在硬物上行動(dòng)。尾部有一對(duì)后足在身體彎曲時(shí)可以幫助攝食。鉤蝦只見(jiàn)于北半球，多在淡水中，少數(shù)在咸淡水和沿海。其具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，不少種類(lèi)是經(jīng)濟(jì)魚(yú)、蟹類(lèi)、鯨等的重要餌料。同時(shí)，作為水生生態(tài)系統(tǒng)中的重要類(lèi)群，其在水生生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞和物質(zhì)循環(huán)中起重要作用，同時(shí)具有對(duì)沉積物污染物毒性具有較高的敏感性、直接與沉積物接觸和能耐受不同性質(zhì)沉積物等特點(diǎn)，因此已被廣泛地運(yùn)用于沉積物毒理學(xué)試驗(yàn)。其對(duì)于沉積物污染的監(jiān)測(cè)具有廣泛的應(yīng)用前景，其監(jiān)測(cè)對(duì)象可以包括農(nóng)藥，重金屬離子，有機(jī)污染物等。通常，很多研究選擇96h或IOd作為沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，除了試驗(yàn)生物的選擇外，試驗(yàn)條件的控制對(duì)結(jié)果的影響也很大。溫度、光周期和溶解氧等參數(shù)都會(huì)影響到鉤蝦的生物指標(biāo)(存活率、生長(zhǎng)狀況、繁殖能力等)。目前，國(guó)內(nèi)并無(wú)沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法，而美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(American Society forTesting Material，ASTM)則提出了用鉤蝦進(jìn)行IOd沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法(E1706-05 ε O。溫度、光周期等參數(shù)較易控制，并且在方法中有嚴(yán)格的規(guī)定——溫度控制在23°C，光周期為16L :8D。方法中規(guī)定溶解氧要通過(guò)曝氣來(lái)維持并控制在2. 5mg/L以上，但對(duì)于如何曝氣和究竟維持怎樣的溶解氧濃度并無(wú)詳細(xì)描述。然而，水中溶解氧是底棲生物獲得氧氣的來(lái)源，是其生存不可缺少的條件。因此，具體如何曝氣和維持怎樣的溶解氧濃度，是值得研究的問(wèn)題
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明針對(duì)毒理試驗(yàn)過(guò)程中溶解氧控制的問(wèn)題，提供了一種溶解氧的控制方法和最佳溶解氧控制濃度，以便更好的進(jìn)行試驗(yàn)。技術(shù)方案在毒理試驗(yàn)的過(guò)程中，將試驗(yàn)容器密封，僅留一小換氣口。之后用氣泵在表層水面曝氣，調(diào)節(jié)曝氣量使水中溶解氧控制在6mg/L左右。優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在進(jìn)行毒理試驗(yàn)的過(guò)程中對(duì)體系進(jìn)行相對(duì)密封，這樣一方面極大降低了由于上覆水的蒸發(fā)所導(dǎo)致的水中污染物含量的波動(dòng)，另一方面也極大降低了上覆水與空氣之間的氧氣交換速率，使溶解氧更容易控制。另 外，在表層水面曝氣使曝氣對(duì)沉積物的攪動(dòng)最小。并且，本發(fā)明確定了最優(yōu)溶解氧濃度為6mg/L左右，在此溶解氧濃度下，鉤蝦的存活率較高。


圖I為實(shí)施例I條件下水中溶解氧和鉤蝦存活率的變化情況。
圖2為實(shí)施例2條件下水中不同溶解氧濃度情況下，鉤蝦96h和IOd存活率的變化情況。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明不止限于這些實(shí)例。采用的鉤蝦采自北京郊區(qū)，之后運(yùn)回試驗(yàn)室后飼養(yǎng)，使之適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室條件后再進(jìn)行試驗(yàn)。鉤蝦以石英砂或清潔沉積物為基質(zhì)，在去氯的自來(lái)水中飼養(yǎng)，隔一天飼喂不含色素的金魚(yú)餌料一次。選擇用作試驗(yàn)的鉤蝦的生命階段和體長(zhǎng)要相似。實(shí)施例I在300mL燒杯中加入清潔沉積物(常規(guī)處理方案)45g，上覆水180mL，使水土比達(dá)到4:1，溫度控制在23°C左右，光周期為16L 8D, pH為中性。投入15只鉤蝦，將燒杯密封，不曝氣，進(jìn)行IOd (240h)毒理試驗(yàn)。試驗(yàn)前72h每隔12h測(cè)一次水中溶解氧，并記錄一次鉤蝦存活情況。之后每隔24h測(cè)一次水中溶解氧，并記錄一次鉤蝦存活情況。測(cè)試結(jié)果如圖I所示，水中溶解氧經(jīng)過(guò)12h便由開(kāi)始的7-8mg/L，降低到4mg/L左右。經(jīng)過(guò)36_48h后，水中溶解氧基本穩(wěn)定在3-4mg/L左右。此后，在168-192h后，溶解氧再一次下降到3mg/L以下。另外，當(dāng)溶解氧經(jīng)過(guò)36-48h,從7-8mg/L降低并穩(wěn)定在3_4mg/L時(shí),鉤奸的存活率也經(jīng)歷了一個(gè)降低并穩(wěn)定的過(guò)程。而在168-192h后鉤蝦的存活率隨著溶解氧的降低再一次降低。因此，鉤蝦的存活率與水中溶解氧濃度相關(guān)。這也說(shuō)明溶解氧的控制對(duì)毒理試驗(yàn)的重要性。實(shí)施例2在300mL燒杯中加入清潔沉積物45g，上覆水180mL，使水土比達(dá)到4:1，溫度控制在23°C左右，光周期為16L:8D，pH為中性。投入15只鉤蝦，將燒杯密封，控制氣泵曝氣量獲得一系列溶解氧濃度含量(3-8mg/L)，進(jìn)行IOd (240h)毒理試驗(yàn)。試驗(yàn)前72h每隔12h測(cè)一次水中溶解氧，并記錄一次鉤蝦存活情況。之后每隔24h測(cè)一次水中溶解氧，并記錄一次鉤蝦存活情況。由此獲得鉤蝦96h和IOd毒理試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果(圖2)。如圖所示，當(dāng)溶解氧濃度在6mg/L左右時(shí)，鉤蝦的96h和IOd的存活率最高。當(dāng)溶解氧濃度低于或高于該溶解氧濃度時(shí)，鉤蝦的存活率都較低。并且，當(dāng)溶解氧控制在6mg/L左右時(shí)，鉤蝦的96h存活率大于90%，IOd存活率大 于80%，滿足毒理試驗(yàn)空白組鉤蝦存活率應(yīng)大于80%的要求。
權(quán)利要求
1.一種用鉤蝦進(jìn)行沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)的溶解氧控制方法，其特征在于包括下列步驟在進(jìn)行96h和IOd毒理試驗(yàn)時(shí)，將清潔沉積物與水配置4:1的培養(yǎng)環(huán)境，溫度控制在23°C左右，光周期為16L 8D, pH為中性，將試驗(yàn)容器相對(duì)密封，僅留一小換氣口，同時(shí)在水面表層曝氣，調(diào)節(jié)曝氣量達(dá)到最優(yōu)溶解氧濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用鉤蝦進(jìn)行沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)的溶解氧控制方法，所述在水面表層曝氣為用氣泵在水面表層進(jìn)行曝氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述用鉤蝦進(jìn)行沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)的溶解氧控制方法，其特征在于給出了最優(yōu)溶解氧濃度為6mg/L。
全文摘要
一種用鉤蝦進(jìn)行沉積物加標(biāo)毒理試驗(yàn)的溶解氧控制方法，包括下列步驟將試驗(yàn)容器密封，僅留一小換氣口，并采用氣泵在水面表層進(jìn)行曝氣，調(diào)節(jié)曝氣速率使溶解氧達(dá)到6mg/L左右。本發(fā)明在進(jìn)行毒理試驗(yàn)的過(guò)程中對(duì)體系進(jìn)行相對(duì)密封，這樣一方面極大降低了由于上覆水的蒸發(fā)所導(dǎo)致的水中污染物含量的波動(dòng)，另一方面也極大降低了上覆水與空氣之間的氧氣交換速率，使溶解氧更容易控制。另外，在表層水面曝氣使曝氣對(duì)沉積物的攪動(dòng)最小。并且，本發(fā)明確定了最優(yōu)溶解氧濃度為6mg/L左右，在此溶解氧濃度下做96h和10d鉤蝦毒理試驗(yàn)，空白對(duì)照樣品鉤蝦的存活率較高，滿足毒理試驗(yàn)的要求。
文檔編號(hào)A01K61/00GK102715111SQ201210214589
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者孫衛(wèi)玲, 蔣博峰, 鄧寶山 申請(qǐng)人:北京大學(xué)