基于新型毒性敏感菌株的CellSense生物傳感器毒性分析性能研究.pdf

1、本論文從曲陽(yáng)水質(zhì)凈化廠、安亭污水廠的回流污泥、同濟(jì)新村污水處理裝置的剩余污泥和東區(qū)污水廠曝氣池內(nèi)的活性污泥的混合污泥中進(jìn)行微生物的分離、純化和培養(yǎng)，從中篩選出2株毒性敏感菌株，經(jīng)鑒定后分別為嗜冷桿菌(Psychrobacter sp．)和枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)。研究了基于Psychrobacter sp．和Bacillus subtilis的CellSense生物傳感器在重金屬、有機(jī)物、表面活性劑、抗生素等的

2、單一毒性以及二元混合物的聯(lián)合毒性分析中的應(yīng)用性能，并初步考察了其在皮革廢水、油田廢水、生活污水等廢水毒性分析中的實(shí)際應(yīng)用性能。 研究結(jié)果表明，不同培養(yǎng)周期的Bacillus subtilis和Psychrobacter sp．對(duì)所選分析對(duì)象的毒性敏感性能存在一定的差異性，基于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)后期的 Psychrobactersp．和Bacillus subtilis兩種CellSense生物傳感器具有較好的毒性響應(yīng)特性。 基于B

3、acillus subtilis和Psychrobacter sp．的Cellsense生物傳感器分析得出7種重金屬離子的毒性順序依次均為Hg2+＞Cu2+＞Zn2+＞Cr6+＞Cd2+＞Pb2+＞Co2+，這與根據(jù)傳統(tǒng)的細(xì)胞計(jì)數(shù)法所得出的重金屬離子的毒性順序相一致，幾種重金屬對(duì)Bacillus subtilis的EC50分別為0.94、2.52、10.73、15.39、32.13、74.03和38.04(EC30)μg/mL，對(duì)Psy

4、chrobactersp．的EC50分別為0.76、2.56、10.93、13.97、47.34、100.12和56.60(EC30)μg/mL。 基于psychrobacter sp．型CellSense生物傳感器的4種重金屬離子聯(lián)合毒性分析中，等毒性比混合時(shí)，Cu2+/Cr6+，Cr6+/Zn2+和Cu2+/Zn2+的AI值分別為-0.35、-0.51和-0.58，均為負(fù)值，其對(duì)psychrobacter sp．聯(lián)合毒性表現(xiàn)

5、為拮抗作用；Cr6+/Cd2+的AI值為0，表現(xiàn)為相加作用，Cu2+/Cd2+和Zn2+/Cd2+的AI值分別為0.1和0.19，聯(lián)合毒性均表現(xiàn)為協(xié)同作用。等濃度比混合時(shí)，Cu2+/Cr6+、Cr6+/Zn2+、Cu2+/Cd2+和Cu2+/Zn2+對(duì)psychrobacter sp．聯(lián)合毒性均表現(xiàn)為拮抗作用，Cr6+/Cd2+表現(xiàn)為相加作用，Zn2+/Cd2+表現(xiàn)為協(xié)同作用。 基于Bacillus Subtilis的CellS

6、ense生物傳感器的4種重金屬離子聯(lián)合毒性分析中，根據(jù)各混合體系的AI值，等毒性比混合時(shí)，Cu2+/Cr6+和Zn2+/Cd2+的AI值分別為—0.07和—0.09，均接近于0，拮抗作用不顯著，基本可以判定為相加作用。Cr6+/Cd2+、Cr6+/Zn2+、Cu2+/Cd2+和Cu2+/Zn2+的AI值分別為—0.13、—0.13、—0.76和—0.47，聯(lián)合毒性表現(xiàn)為拮抗作用。等濃度比混合時(shí)，Cu2+/Cr6+、Cr6+/Cd2+、C

7、r2+/Zn2+和Cu2+/Zn2+的聯(lián)合毒性均表現(xiàn)為拮抗作用。 基于Bacillus subtilis和Psychrobacter sp．的Cellsense生物傳感器分析得四種有機(jī)物2—CP、2，4—DCP、2—NP和4—NP的毒性強(qiáng)弱順序均為2，4—DCP＞4—NP＞2—CP＞2—NP，幾種有機(jī)物對(duì)Bacillus subtilis的EC50分別為450.84、486.97、559.6和588.45μ g/mL；對(duì)Psyc

8、hrobacter sp．的EC50分別為163.79、424.42、445.47和249.23(EC30)μg/mL。 篩選出的Bacillus subtilis和Psychrobacter sp．菌株對(duì)四環(huán)素和十二烷基苯磺酸鈉具有良好的毒性敏感性，其中Psychrobacter sp．又優(yōu)于Bacillus subtilis。 基于Bacillus subtilis型Cellsense生物傳感器的4種有機(jī)物(2—NP

9、、4—NP、2—CP、2，4—DCP)二元混合物等濃度比混合時(shí)的聯(lián)合毒性分析表明，2，4—二氯酚+鄰氯酚與2，4—二氯酚+對(duì)硝基酚混合體系呈協(xié)同作用(AI＞0)，2，4—二氯酚+鄰硝基酚與2—氯酚+對(duì)硝基酚的AI值分別為0.01、0.07，均接近于0，協(xié)同和拮抗作用不顯著，基本可判斷為相加作用(AI=0)，鄰氯酚+鄰硝基酚與鄰硝基酚+對(duì)硝基酚混合體系呈拮抗作用(AI＜0)。 自制的Bacillus subtilis型Cellse