发光细菌法在水质监测中的应用

发光细菌法在水质监测中的应用

张文

哈尔滨排水集团有限责任公司

摘要：发光细菌法是一种建立在发光细菌自身生理特性上的方法，将其应用在水质监测工作中，可以有效的监测出水体中是否存在有害物质。本文对发光细菌的生理特性进行了介绍，还对这种方法的应用原理进行了分析。发光细菌法与其他生物监测法相比，具有快速、简便、灵敏度高等优点，在工业废水、水域水质毒性监测以及水环境污染物的检测中有着广泛的应用，并且发挥着重要的应用价值。

关键词：发光细菌；水质监测；应用

水质监测是一项重要的工作，其可以保证人们生活用水的健康性。在监测的过程中，采用的方法主要有两种，一种是理化监测，另一种是生物监测。理化监测可以了解水体中污染物的形式以及组分，但是无法反映出污染物的综合作用，也无法了解到不同组分污染物的单独作用机制。生物监测可以了解到生物受到污染的具体情况，包括污染的大小以及受污染程度，但是无法了解水体中所含污染物的具体类别，还监测不出污染物的浓度。生物监测对水藻、水蚤等污染物有着良好的监测效果，但是监测的时间比较长，操作也比较复杂。生物监测是一种新型的监测方法，与理化监测与生物监测相比，其具有监测时间短、灵敏度高等优点，在现代水质监测中发挥着重要的作用。

1、发光细菌的发光机理以及应用原理

发光细菌法是一种新型的水体监测方法，其可以根据环境的变化作出反应，在水环境的综合评价中发挥着重要的作用。在我国，发光细菌法是在1995年有国家环境保护局以及国家技术监督部门根据国家相关标准制定的。下面笔者对发光细菌的发光机理以及应用原理进行简单的介绍。

1.1发光细菌的分类

发光细菌是一类在正常的生理条件下能够发射可见荧光的细菌，主要分布在海洋环境中。属革兰氏阴性、兼性厌氧菌，大小约0.5～1.0×1.0～2.6μm。没有孢子、荚膜，具有端生鞭毛若干根，适合温度20～30℃，最适pH6～9.3％的NaCl，0.3％的甘油对发光实验有好处。发光异短杆菌（xe—norhabduslumineseens）、霍乱弧菌（V．eholerae）和青海弧菌（V．qinghaiensis）属于淡水发光菌，而其他都属于海洋细菌。

1.2发光机理。

不同种类的发光细菌的发光机理是没有区别的，是分子态的O2氧化FMNH2（还原态的黄素单核苷酸）和长链脂肪醛（RCHO）受到细菌荧光素酶（BacterialLuciferase简称BL）催化，这些反应中生成的能量用来释放蓝绿光，最大发光强度的波长在450～490hm处，而不是用能量来建立质子梯度、渗透反应以及合成ATP。

1.3发光细菌法原理

发光细菌法是在20世纪70年代后期研究出来的，发光细菌法当时是作为一种微生物监测环境水质毒性的新方法才被提出，它的特点是快速、简便、费用低廉，而且灵敏程度比鱼类96h急性毒性试验方法还好。由于水中污染物对发光细菌发光强度有很大影响，我们可以利用灵敏的光电测量系统对其进行测定，发光细菌法正是利用这种方法进行测定。发光细菌在一定的条件下发光强度是恒定的，在正常的生理条件下能够发出蓝绿色可见光，波长在450～490nm处。当发光细菌遇到有毒污染物的时候，受到有毒物质的干扰，发光细菌的发光强度被抑制而发生变化，在～定范围内，发光强度与有毒物质的浓度、毒性大小呈线性负相关关系。用EC50表示有毒物质的毒性，即发光细菌发光强度降低50％时有毒物质的浓度。有毒物质抑制细菌发光的途径有两个，一是直接抑制参与发光反应的酶类活性，二是抑制细胞内与发光反应有关的代谢过程，因此只要有毒物质能够干扰或破坏发光细菌呼吸、生长、新陈代谢等生理过程，都能够用发光强度的变化来测定。

由于发光细菌法的应用原理比较简单，与细菌的自身特性有着较大的关系，与传统的理化监测以及生物监测技术相比，不但工作效率更快，而且监测结果的准确性也更高。发光细菌法被提出后，经过多次试验均收到了良好的效果，收到了水质监测行业的一致好评。发光细菌法在应用时不会对周围环境造成不良的影响，这项技术可以监测处有毒污染物，一般亮度越大，则说明毒性越强。利用发光细菌法进行水体水质的监测，可以在较短的时间内发现有毒有害物质，而且还能降低有毒物质的浓度。细菌之所以会发光，是因为有毒物质对其造成了干扰与影响，破坏了细菌的生长以及代谢，监测人员只需要观察发光的程度，就可以判断这一地区水体水质的受污染情况，具有极大的简便性。发光细菌法的应用优势与其发光原理有着较大的关系，这也是发光细菌法一经使用便得到较快推广的原因。

2、发光细菌法在水质监测中的应用

由于发光细菌法有着较多优点，所以其应用的范围比较广，尤其是在水质监测中发挥着良好的应用效果。这种方法可以测定水体水质的状况，也可以测定工业废水的毒性，有效保证了人们用水的安全性。在当前社会，水污染情况比较严重，这极大的影响着人的身体健康，只有合理应用水质监测法，才能降低饮水中毒的概率。发光细菌法是科技不断进步的产物，这种监测方法经过多次试验，有着良好的应用效果，可以了解水环境的受污染情况，从而有效的降低污染，减少污染物及有害物质。发光细菌法在研制的过程中，主要是为了对水体水质进行监测，了解水体水质状况，从而确定合理利用水资源，这种方法具有应用简便的优点，下面笔者对具体应用情况进行简短介绍。

2.1测定水体水质状况

我国大部分水体均受到不同程度的污染，对水质状况进行全面细致的监测，是治理其污染的首要任务。仅仅依靠简单的理化指标来检测水质的污染程度，很难达到全面细致的监测。为了对水质污染现状和污染物的毒性有一个综合地评价，正确地表示出水体的污染负荷与生物学效应的关系，就要依靠生物毒性试验。

2.2测定工业废水的毒性

造成水质污染的一个重要因素是工业废水，当一片水域的污染达到一定程度时，水中的生物会出现中毒反应，表现就是正常代谢功能紊乱，行为反常，细胞组织变化，甚至死亡。对这种有毒物质构成复杂的工业废水以及整个污染水域的总毒性的监测和评价，就要用到生物毒性测试研究方法，这种方法可以真实客观地反映水域的实际污染程度，有效的指示废水中各种有毒物质的相互作用和毒性水平。

3、结语

由上可知，发光细菌法在水质监测中有着良好的应用效果，其应用的原理与发光细菌特有的生理特性有着密切的联系。随着科技的不断进步，新型生物毒性监测技术越来越完善，将其应用在水质监测中，可以提高监测的效率，保证监测的简便性以及灵敏度。这项新型的技术在工业废水以及水域水质毒性监测中有着广泛的应用，为了提高水质分析的质量，国家相关部门增加了人力以及物力方面的投入，这促进了发光细菌法的研究，有利于水质监测工作质量的提升。

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