[发明专利]一种对水体沉积物中重金属生态毒性进行评价的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过日本刺沙蚕趋避效应率对水体沉积物中重金属生态毒性进行评价的方法，可应用于对水体沉积物中重金属生态毒性进行评价。

背景技术

重金属在地表环境中不能被微生物降解，具有累积效应，影响人类健康。重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。根据“突变率”毒理学评价，重金属在所有污染物质中仅次于杀虫剂占第二位，进入水体的重金属又绝大部分迅速地转移至沉积物或悬浮物中，悬浮物在被水流搬运过程中也可逐渐转变为沉积物。沉积物成了重金属污染物的载体和“蓄积库”。水体沉积物重金属的生物毒性或生态风险是当前水环境重金属研究的热点问题之一。目前的方法主要采用瑞典学者1980年提出的潜在生态危害指数法(Potentialeco-logicalriskindex)来评价重金属污染。该方法主要是评估潜在危害，且需要大量的基础数据做支持。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作方便、显示直观、灵敏度高、便于进行现场监控的对水体沉积物中重金属生态毒性进行评价的方法。

本发明的技术方案如下：

一种对水体沉积物中重金属生态毒性进行评价的方法如下：以一种沙蚕即日本刺沙蚕Neanthesjaponica作为受试生物；对沉积物进行高温烘烤，去除异味；设置沉积物暴露浓度梯度，将高温烘烤后的沉积物与洁净土壤混合并加水调节含水率到70%～80%后，放到玻璃容器内进行试验，玻璃容器内的空间划分成左右两部分，其中一部分空间内堆放沉积物（即沉积物与洁净土壤的混合物，以下简称沉积物），另一部分空间内堆放没有污染又适合沙蚕生活的其它介质（如卵石、泥沙或玻璃珠等）；在每个玻璃容器内的沉积物中放置一定数量的沙蚕，在适合沙蚕生存的一定的温度、盐度试验条件下进行试验；沙蚕在重金属污染沉积物中暴露一定时间后，计算出每组试样不同沉积物暴露浓度下沙蚕从沉积物中逃避到其它介质堆中的个体数，建立沙蚕趋避率与沉积物暴露浓度之间的剂量-效应关系方程；并根据上述方程计算出半数趋避率LC₅₀（引起一半的沙蚕发生趋避的沉积物暴露浓度），以LC₅₀值的大小评估沉积物中重金属的生物毒性大小。

适合日本刺沙蚕生存的环境温度一般在1～35℃，盐度在0.1～3.7%，可在上述范围内选择一定的温度、盐度试验条件进行试验，一般在沙蚕成活率最高的温度范围23～27℃，盐度范围2～3%中选择一个特定的温度、盐度条件作为较佳试验条件。

优选方案，一种对水体沉积物中重金属生态毒性进行评价的方法，具体按如下步骤实施：

（1）受试生物（沙蚕）的选取

选择湿重为400-500mg且需要2个月左右才能变为沙蚕异体（即性成熟沙蚕）的日本刺沙蚕(Neanthesjaponica)作为受试生物。

（2）沉积物前处理

对重金属污染沉积物在180℃下高温烘烤30min，确保沉积物没有异味，通过高温消解沉积物中的有机物。

（3）设置沉积物暴露浓度梯度

将（0g、50g、100g、150g、200g、250g、300g）的重金属污染沉积物分别与（1000g、950g、900g、850g、800g、750g、700g）的洁净土壤混合，加入蒸馏水调节沉积物含水率到70%～80%，放置于尺寸为20cm×20cm×20cm（长×宽×高）的玻璃容器的一半10cm×20cm×20cm（长×宽×高）空间内，另一半10cm×20cm×20cm（长×宽×高）空间内堆放卵石，卵石直径在1～3厘米的最佳，容器内沉积物的高度与卵石堆的高度基本相同（一样高），约为容器高度的1/3～1/2。沙蚕以10只为一组随机分配到不同暴露浓度的沉积物中，每个试样做3组平行试验。

（4）设置试验条件进行试验

实验室培养的环境为25±1℃、盐度为3%、黑暗与光照各12h、DO≥6mg/L。每天向各个培养容器中的沉积物和卵石这两部分中各加入干重为1g的鱼胶粉喂养沙蚕。

（5）试验数据分析

沙蚕在重金属污染沉积物中暴露2h、24h后，计算出每组试样不同沉积物暴露浓度下沙蚕从沉积物中逃避到卵石堆中的个体数,建立沙蚕趋避率与沉积物暴露浓度之间的剂量-效应关系方程；并根据上述方程计算出半数趋避率LC₅₀值，以LC₅₀值的大小评估沉积物中重金属的生物毒性大小。

上述方法中，步骤(1)和步骤(2)可交换顺序或同时进行。