[發明專利]一種沉積物中有機污染的生物監測方法

在審

• 申請號: 201710930656.7
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN107884512A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 晏再生;江和龍;王昌輝;郝征
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所32230
• 代理人: 徐蓓

技術領域

本發明屬于生物監測環境技術領域，具體涉及一種沉積物中有機污染的沉水植物苦草屬監測方法。

背景技術

沉積物是湖泊生態系統的重要組成部分，為底棲和浮游生物的生存提供了場所和食物來源，也是許多有機污染物的最終歸宿，其可以反映出該處水源較長時期內受污染的狀況。在一定條件下，蓄積在沉積物中的有機污染物又能通過再懸浮作用再次進入水體，造成水體的二次污染，因此對沉積物中有機污染物的監測尤為重要與關鍵。

目前，對于沉積物污染的監測方法主要有化學分析方法與生物學方法。化學分析方法主要是通過化學手段分析出沉積物中有什么主要污染物，含量是多少，通過測定水或者沉積物中目標污染物的濃度來評價。這種方式存在著很大的局限性，需要較為復雜的樣品前處理過程，苛刻的儀器條件。同樣沉積物因受到泥水界面和不同深度的影響，有機污染物的濃度呈垂直分層分布特征。因此，僅以水、沉積物樣品檢測方式已無法滿足進行有效的預測預警和風險防范的迫切需要。生物學方法主要是通過采用藻類、底棲動物以及魚類開展生物毒性實驗來評價沉積物受污染程度。然而，這些監測方法都具有實驗周期長、不易操作且費用昂貴等特點。

水生植物，特別是沉水植物生長在水—沉積物界面，在污染沉積物的生態修復方面發揮著重要的作用。苦草屬(Vallisneria)是一類具有很強環境適應能力的沉水植物類群，是水生生態系統重要的初級生產者，不僅能夠吸收氮、磷等營養物和重金屬離子，有效地抑制藻類的生長繁殖，常作為重建水生植被的重要先鋒物種；而且沉水植物苦草在有機污染物修復方面發揮著重要的作用。沉水植物苦草對毒物的毒性效應最為敏感，苦草可以通過根部形態可塑性增強其抗逆境能力。可見，沉水植物苦草對水體污染極其敏感。然而，將沉水植物苦草作為一種沉積物污染的生物監測方法還未見報道。因此苦草屬種的選擇、監測方法的建立和監測結果的可靠性檢驗是本發明的關鍵所在。

發明內容

針對現有技術存在缺陷或者不足，本發明的目的在于提供一種沉積物中有機污染的生物監測方法，該方法能夠簡單、快速地反映出沉積物中有機污染物的污染狀況與污染程度，有效地預測有機污染物的動態變化特征并指導風險防范。

為實現上述目的，本發明具體通過以下技術方案來實現：

一種沉積物有機污染的生物監測方法，包括如下步驟：

1)選取沉水植物進行移栽試驗，根據沉積物中有機污染物的不同濃度設置成不同的處理組，試驗結束后，測定沉水植物的葉與根的生物量比值(R_LR)，將所述生物量比值與所述有機污染物濃度建立響應曲線；

2)使用logistic曲線擬合所述響應曲線，獲得所述有機污染物濃度的變化與比值所述生物量比值標準響應曲線；

3)采集監測目標水體中的沉水植物，測定其葉與根的生物量比值，再對照所述標準響應曲線，最終獲得目標水體中沉積物中有機污染物的濃度。

步驟1)和步驟3)中所述的生物量是采用沉水植物的鮮重進行計算得到的。

步驟1)中所述的沉水植物為苦草屬(Vallisneria)。

步驟1)中所述的沉水植物為苦草。

步驟1)中所述的移栽試驗，是植株發育程度和形態一致的沉水植物進行試驗。

所述的有機污染物為多環芳烴。

所述的多環芳烴為菲。

本發明通過檢測沉水植物苦草屬的葉與根的生物量的比值R_LR即可反映出環境中特征有機污染物的狀況。直接把毒性有機污染物與其指示生物(沉水植物苦草屬)對應起來，進而實現對沉積物中毒性有機物污染環境的快速準確監測。

附圖說明

圖1是苦草的葉與根的生物量對沉積物中污染物的響應曲線。

圖2是沉積物中污染物的計算濃度與實際濃度的相關性分析結果。

具體實施方式

以下結合具體實施例進一步介紹本發明的技術方案。

實施例1

在蘇州東太湖區域(31°10′N,120°24′E)采集沉水植物苦草(Vallisneria spiralis)樣品開展污染沉積物的毒性試驗。

選擇植株發育程度和形態一致的苦草進行移栽試驗，根據沉積物中有機污染物的不同濃度設置成不同的處理組，其中各組的沉積物中多環芳烴(3環菲) 的濃度分別為6.31、18.25、30.89、43.19及63.17mg/kg。