典型消毒剂及与紫外联合与再生水消毒副产物生物毒性效应的关系

江苏农业科学2015年第43卷第4期363熊张东，唐文浩，唐天乐，等．典型消毒剂及与紫外联合与再生水消毒副产物生物毒性效应的关系[J]．江苏农业科学，2015，43(4)：363—365doi：10．15889／j．issn．1002—1302．2015．04．128典型消毒剂及与紫外联合与再生水消毒副产物生物毒性效应的关系熊张东，唐文浩，唐天乐，白娟娟，余芬芳(海南大学环境与植物保护学院，海南海口570100)摘要：用次氯酸钠、二氧化氯、氯胺、臭氧等4种典型消毒剂及与紫外联合消毒处理沉淀池出水，以模式生物斑马鱼的胚胎为研究模型，对斑马鱼胚胎进行暴露试验，以心率、成活率、孵化率、畸形率来表征生物毒性和生态毒理效应，研究分析各典型消毒剂及与紫外联合消毒对胚胎发育的影响。结果表明，各种消毒剂消毒后的水样均对斑马鱼胚胎有减缓心跳和致畸作用，无明显的致死性；紫外联合方式优于单一消毒；二氧化氯消毒致畸性最弱，次氯酸钠和氯胺消毒对胚胎有一定影响，臭氧消毒生态安全性存在很大问题。关键词：消毒剂；紫外联合消毒；胚胎发育；毒理效应；再生水中图分类号：X131．2文献标志码：A文章编号：1002—1302(2015)04—0363—03次氯酸钠、二氧化氯、氯胺是典型的含氯消毒剂，臭氧有着强氧化性和二次污染小的特性，均为目前最常用的典型消毒剂⋯，在再生水的回用处理中应用广泛，这4种消毒剂在杀灭细菌的同时，会与污水中前提有机物发生取代反应，形成不同种类的DBPs，其中，次氯酸钠消毒副产物主要有三氯甲烷(THMs)和卤代乙酸(HAAs)；二氧化氯与前驱物发生氧化还原反应，生成C10：一和C10一等致癌产物；氯胺主要依靠一氯胺和二氯胺的氧化性消毒，其副产物与次氯酸钠类似，由于不是游离氯，使得副产物含量降低；臭氧消毒副产物较少，当水样中含有Br一时会产生溴酸盐。紫外消毒法主要利用紫外线破坏细胞DNA达到灭菌的效果，操作简便、消毒副产物少，正逐步代替氯消毒工艺。斑马鱼为热带淡水鱼，成长周期短，实验室条件饲养方便、易于操作，体型较小，身体上斑马纹线条间隔，胚胎透明度较大，易于观察内部结构的分化过程，并且作为鱼类生物链的高级群体，其生态毒理效应能直观反映水环境的情况，是非常典型胚胎发育研究的模式生物，作为胚胎发育生物学和遗传学的试验动物，被广泛运用于早期胚胎发育基因表达控制研究，后被用于化学混合物的急、慢性毒性检测及重金属生物累积效应研究等。目前，城市污水成分复杂，有害物质种类多、浓度低，消毒剂消毒的同时会伴随消毒副产物的产生，已知的副产物种类就有几百种，采用化学分析方法成本高，对已知的副产物分析不全面，未知成分也无法定量分析，不能真实有效地反映其环境危害性，而采用生物方法则具有明显优势，可从毒理学的响应反映其生态安全性。本试验以斑马鱼胚胎作为模式生物，采用污水厂进行实际水样模拟，研究4种典型收稿日期：2014—12—18基金项目：国家“863计划”(编号：2013AA102802)；国家科技支撑计划(编号：2012BAC18B04)。作者简介：熊张东，男，安徽安庆人，硕士，从事环境工程水处理研究。E—mail：xzd8256863@126．corn。消毒剂及联合紫外消毒与再生水消毒副产物生态毒理效应的关系，通过分析比较来评价所采用技术方法的生态安全性。1材料与方法1．1试验材料1．1．1水样预处理采集海南省海口市美兰区白沙门某污水处理厂的沉淀池出水及紫外消毒后的出水，混凝处理取上清液，用0．45m滤膜抽滤，得到含有复合溶解性有机物的水样，低温保存备用。水样均在使用前取得，保存时间不超过1周，以防止溶解性有机物因外界条件变化不稳定造成误差。1．1．2消毒剂次氯酸钠0．3mg／L，原试剂活性氯≥5．5％，使用前标定；氯胺1mg／L，原试剂活性氯I>24．0％，试剂为氯胺T，分子式为C7H7C1NNaO2S·3H2O；二氧化氯2．4mg／L，原试剂含量99％，分析纯；臭氧发生器制备臭氧20mg／L，5g／h消毒时间30s；紫外剂量为白沙门某污水处理厂标准处理剂量，≥300J／m。试验过程均采用超纯水以排除其他杂质干扰，含氯消毒剂棕色试剂瓶贮存，低温保存。参照文献[4—8]配制不同浓度梯度的消毒剂，对消毒后水样微生物和余氯量进行测定，均以加入水样后有效氯计；联合紫外消毒试验各消毒剂的量不变，臭氧消毒浓度按照仪器的制备规格确定消毒时间。1．1．3斑马鱼胚胎的培养在实验室条件下，从幼鱼阶段开始饲养斑马鱼，鱼缸采用惰性塑料及钢化玻璃材质。为保证鱼体本身不受外界条件污染，饲养用水为曝气水(自来水经过曝气光照去除氯)，温度恒定为26℃左右，pH值保持为8左右，以饲料和幼虫为食物喂养2—3个月；严格按照光照比14：10诱导产卵；收集鱼卵，用超纯水清洗去除杂物。由于长期试验用鱼卵质