基于生物毒性指标的炼化废水水质表征方法

技术领域

本发明属于石油炼化废水处理技术领域，尤其涉及一种基于生物毒性指标的炼化废水水质表征方法。

背景技术

工业废水是水体污染的重要点源，也是废水控制和管理的重点和难点。《中国生态环境状况公报(2020年)》显示，我国废污水排放总量约为1187亿立方米/年。其中，工业废水排放总量约占全国废污水排放总量的52.87％。炼化废水则是我国主要的工业废水，目前石化企业普遍选用“隔油-混凝/气浮-生化”老三套工艺处理该类废水。由于炼化废水生物毒性较强，组分复杂且难以生物降解，水质波动性也较强，采用老三套工艺处理后出水可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准，但要稳定达到新颁布的《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)(COD 50.0mg/L，氨氮5.0mg/L，总氮30.0mg/L，总磷1.0mg/L，石油类3.0mg/L，硫化物0.5mg/L，挥发酚0.3mg/L)尚有困难，而且炼化废水也易对废水处理系统下游生物处理单元产生冲击性负荷，导致废水处理系统长期稳定运行存在风险。

为有效降低工业废水的环境危害，我国制订了工业废水达标排放的相应政策。不同行业会制定一些高风险污染物的特定监测指标，但不在行业监测名录之中的污染物无法得到有效监控；并且相关研究表明，工业废水经处理后的出水虽达到排放标准，但仍会诱导一定的生物毒性效应。我国现行的废水排放标准主要停留在理化指标上，如化学需氧量(COD)、氨氮等，这些指标与废水毒害风险的相关性较差，并且国内对工业废水的理化指标监测分析方法仅关注特定污染物浓度水平(如重金属指标等)，并未涉及生物学指标，常规理化指标难以真实反映废水对生物处理单元活性污泥的毒害作用及对废水处理系统的综合效应。

现有技术中，中国专利申请CN108120812A公开了一种印染废水中成组生物毒性检测及鉴别评估方法，该方法以印染废水为研究对象，涵盖了分解者、生产者、消费者3个营养剂的成组生物毒性实验表征印染废水毒性，虽然解决了单一生物毒性测试不具有代表性的问题，但该方法仅适用于评价印染废水毒性大小；中国专利申请CN112362604A公开了一种化工废水的生物毒性检测方法，该方法通过将硝化菌作为特征生物，将氨氮去除率设定为特征指标，仅观测化工废水氨氮去除率的改变，侧面确定化工废水中的毒性；中国专利申请CN113358722A公开了一种基于悬浮态电化学活性微生物实现水质毒性快速检测的方法，该方法通过构建以悬浮态电化学微生物为核心的微生物电化学水质毒性传感器，利用电化学活性微生物的菌悬液即可以直接将水质毒性信息转导为电信号，实现水质毒性应急检测和机动检测，但该方法无法确定废水具体理化性质，仅适用于水体重金属污染或有机物污染的早期预警。相关专利在废水生物毒性检测方面有一定参考价值，但均未阐明废水生物毒性指标与微生物群落活性的响应关系，也无法从生物毒性角度阐明废水水质状况。

因此，需要设计一种从水样生物毒性指标角度表征废水水质的方法，以此来探究废水处理系统微生物群落结构与主要致毒物质的响应关系。

发明内容

为了解决现有技术难以全面表征炼化废水真实水质情况，本发明提出了一种基于生物毒性指标的炼化废水水质表征方法，所述方法包括：采集水样，测试理化指标，检测所述水样中的生物急性毒性、遗传毒性指标，鉴定所述水样中主要致毒环境因子类别，并筛选敏感致毒环境因子指标；测序确定所述水样中微生物群落结构，分析所述敏感致毒环境因子指标与微生物群落结构间相关性，识别核心致毒环境因子指标；分析所述核心致毒环境因子指标与微生物群落中优势物种之间的响应关系。

进一步地，所述采集水样从炼化废水处理厂中各处理工艺环节进行水样采集，同一环节采集多次；所述理化指标包括COD、TOC、TN、TP、TPH、氨氮、重金属离子中的一种或多种水样指标。所述生物急性毒性检测采用发光细菌试验法，所述生物遗传毒性检测采用SOS/umu方法，所述致毒环境因子类别鉴定采用毒性鉴别评价方法。

所述毒性鉴别评价方法通过毒性表征分析，识别水样中的主要致毒环境因子类别。所述主要致毒环境因子类别包括无机指标、有机指标和金属指标。所述无机指标包括pH、溶解氧、氧化还原电位、电导率、氨氮、总氮及总磷中的一种或多种。所述有机指标包括COD、TOC及TPH中的一种或多种。所述金属指标包括Na、Zn、Cd、Cu、Ni、Ba、Cr、Mn、Fe、Mg、Se、As、Pb、Al、Ca及K等金属离子中的一种或多种。

所述敏感致毒环境因子指标采用方差膨胀因子分析(VIF)方法对主要致毒环境因子指标进行共线性分析，剔除VIF分析值≥N的环境因子指标，保留VIF分析值

进一步地，所述测序确定水样中微生物群落结构包括：抽滤所述水样，得到微生物菌群样品；对所述样品进行DNA提取，并检测DNA提取物浓度和纯度；对所述DNA提取物进行PCR扩增，并针对提取物的16S rRNA基因进行基因组测序；对所述测序原始数据进行预处理，得到unique序列数据；利用所述unique序列数据对所述水样分别进行OTU分析，基于所述OTU分析结果对所述水样中微生物进行群落结构分析。

使用微孔膜、真空泵对所述水样进行抽滤，所述微孔膜的孔径为0.2-1μm，所述真空泵为无油式真空泵抽滤。所述DNA提取物浓度采用分光光度计进行检测，所述分光光度计为超微量分光光度计。所述DNA提取物纯度采用琼脂糖凝胶电泳进行检测，所述电泳的琼脂糖凝胶浓度为0.5-5％。所述基因组测序的平台或仪器不限。

所述测序原始数据预处理包括：去除所述测序原始数据中的测序接头序列、文库标签序列或正向扩增引物序列，得到有效数据；去除所述有效数据中的非特异性扩增片段序列、模糊碱基、单碱基重复序列以及长度短于100bp的序列，得到unique序列数据。得到所述有效数据和unique序列数据后，对unique序列数据在有效数据中的占比进行统计，评价测序质量。

所述OTU分析根据unique序列数据的实际质量差异在90％～98％之间合理选择，对相似性大于等于M％进行OTU划分。所述M≥97。

所述群落结构分析包括：截取所述unique序列数据的前设定长度的序列与Silva数据库中的参考序列进行比对；基于比对结果，查找出与所述unique序列的序列相似度在97％以上且可信度达80％以上的种属信息；将所述OTU分析结果中，每一个OTU中的所有unique序列进行类比，找出同一OTU中的不同序列的最近祖先的种属信息，获得各样品的种属分类结果。所述前设定长度的序列指前400bp～450bp之间任一长度的序列。所述种属分类结果为微生物的种类及支持相应种类的微生物的unique序列数；采用统计学方法对种属分类结果进行分析，获得不同生物学分类水平的水样中微生物群落结构及优势物种。

所述分析敏感致毒环境因子指标与微生物群落结构间相关性采用db-RDA分析,识别影响水样微生物活动的核心致毒环境因子指标。

进一步地，分析所述核心致毒环境因子与水样中属水平上微生物优势物种之间的相关性系数，绘制相关性热图。所述相关性系数采用Spearman等级相关系数或Pearson相关系数。

本发明首次同时将生物急性毒性及遗传毒性检测指标用于废水水质表征，基于生物毒性指标揭示了水样中敏感致毒环境因子与微生物群落结构及优势物种的响应关系，表征了炼化废水真实水质状况，弥补了常规废水检测方法中主要以化学法检测水样理化指标的局限性，为促进工业废水处理系统工艺优化提供理论指导。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的基于生物毒性指标的炼化废水水质表征方法流程图；

图2示出了根据本发明实施例的炼化废水采样点布设图；

图3示出了根据本发明实施例的各水样生物毒性变化图；

图4示出了根据本发明实施例的各水样毒性鉴别评价结果图；

图5示出了根据本发明实施例的敏感致毒环境因子指标影响微生物群落结构的相关性分析图；

图6示出了根据本发明实施例的水样中核心致毒环境因子指标与属水平微生物优势物种的相关性热图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

术语解释：

化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数，常以符号COD表示。

总有机碳TOC(Total Organic Carbon)是以碳的含量表示水中有机物的总量，结果以碳(C)的质量浓度(mg/L)表示。碳是一切有机物的共同成分，组成有机物的主要元素，水的TOC值越高，说明水中有机物含量越高，因此，TOC可以作为评价水质有机污染的指标。

总氮TN(Total Nitrogen)是指水中的总氮含量，是衡量水质的重要指标之一。总氮的定义是水中各种形态无机和有机氮的总量，包括NO

总磷TP(Total Phosphorus)是指水样经消解后，将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果，以每升水样含磷毫克数计量。

总石油烃TPH(Total Petroleum Hydrocarbon)是指多种烃类(正烷烃、支链烷烃、环烷烃、芳烃)和少量其他有机物，如硫化物、氮化物、环烷酸类等的混合物。对于石油烃类污染物，常采用重量法、红外分光光度法、紫外分光光度法和气相色谱等疗法进行检测。

SOS/umu方法：是指根据DNA损伤时诱导SOS反应而表达umuC基因这一基本原理建立并发展起来的检测环境诱变物的短期筛选实验，具有可靠、稳定、准确等诸多优势，1998年该方法被国际标准组织(ISO)确定为标准方法(ISO/CD13829)，沿用至今。

毒性鉴别评价方法TIE(Toxicity Identification Evaluation)是由美国环境保护总署(USEPA)于20世纪90年代提出，旨在指导识别工业废水中的毒性物质，后逐渐应用于河流、湖泊、沉积物间隙水以及沉积物中致毒物质鉴别。TIE方法将废水中致毒物质分为氨氮、重金属离子、硫化物以及有机物4大类，主要包括毒性表征、毒性鉴定、毒性确认等分析方法。其中，毒性表征运用特定的物理化学方法，如曝气、调节pH值、添加金属螯合剂等，去除或屏蔽某一类目标物质，通过对比处理前后的生物毒性试验结果的变化，判断引起毒性的主要污染物类型。

操作分类单元OTU(Operational Taxonomic Unit)是指在数量分类学方面作为对象的分类单位的总称，是一个假定的分类单元，常用于动植物分类系统发育分析。一般情况下，如果序列之间的相似性大于某一比例，比如97％，则认为是一个OUT。每个OTU对应与一个不同的16S rRNA，即对应一个不同的微生物种。通过OTU分析，可以知道样品中的微生物多样性和不同微生物的丰度。

针对现有工业废水理化指标监测分析方法尚不完善的问题，本发明提供了基于生物毒性指标的炼化废水水质表征方法，包括以下步骤：采集水样，测试理化指标，检测所述水样中的生物急性毒性、遗传毒性指标，鉴定所述水样中主要致毒环境因子类别，并筛选敏感致毒环境因子指标；测序确定所述水样中微生物群落结构，分析所述敏感致毒环境因子指标与微生物群落结构间相关性，识别核心致毒环境因子指标；分析所述核心致毒环境因子指标与微生物群落中优势物种之间的响应关系，如图1所示。本发明首次将生物急性毒性及遗传毒性检测指标用于废水水质表征，基于生物毒性分析结果，确定敏感致毒环境因子对微生物群落结构及优势物种的具体影响，为弥补常规化学法检测水样理化指标的局限性，以及促进工业废水处理系统工艺优化提供合理依据。

具体地，可以从炼化废水处理厂中各处理工艺环节进行水样采集，同一环节可以采集多次，从而获得多个水样，用于后续多项测试以及保存待查；再对所述水样进行理化指标测试，获得基础理化指标数据。在一种优选的实施例中，理化指标包括但不限于COD、TOC、TN、TP、TPH、氨氮、重金属等具体指标。

生物急性毒性检测可以参照国际标准(ISO 11348-3:1999)，即采用发光细菌试验，测定水样对费舍尔弧菌(Vibrio fischeri)的抑制效果，从而确定所述水样中的生物急性毒性指标；生物遗传毒性检测可以采用SOS/umu方法，检测筛选水样中的环境诱变物，从而测定所述水样中的生物遗传毒性指标。本发明同时将生物急性毒性及遗传毒性检测指标用于炼化废水水质表征，方法更具科学性；同时，由于工业废水中的生物毒性基本不会进入生物链，生物毒性检测过程中并未增加“内分泌干扰物”指标的测试，从而大幅减少水质表征方法的成本及工作量。

水样中主要致毒环境因子类别鉴定则可以采用毒性鉴别评价方法(TIE)进行影响废水生物急性毒性的致毒环境因子鉴定，主要通过毒性表征分析识别废水中的主要致毒环境因子类别。所述主要致毒环境因子类别具体包括无机指标、有机指标和金属指标，各类指标的具体组成根据具体水样的不同而有所差异。在一种优选的实施例中，所述无机指标包括pH、溶解氧、氧化还原电位、电导率、氨氮、总氮及总磷中的一种或多种，所述有机指标包括COD、TOC及TPH中的一种或多种，所述金属指标包括Na、Zn、Cd、Cu、Ni、Ba、Cr、Mn、Fe、Mg、Se、As、Pb、Al、Ca及K等金属离子中的一种或多种。

从所述主要致毒环境因子各类别中分别选择有代表性的环境因子，进而筛选出敏感致毒环境因子指标。筛选方法为通过对主要的、有代表性的环境因子进行共线性分析，筛选出敏感致毒环境因子指标。共线性分析方法可以有多种，包括回归分析(RegressionAnalysis，RA)、方差膨胀因子分析(Variance Inflation Factor，VIF)等，但VIF分析经过多次筛选，将多个环境因子变量集合在一起进行多重共线性分析，更加方便可靠。在一种优选的实施例中，采用VIF分析对选择的有代表性的环境因子指标进行共线性分析，剔除VIF分析值≥阈值的环境因子指标，保留VIF分析值<阈值的环境因子指标，优选阈值≥10，从而筛选得到敏感致毒环境因子指标。

水样中微生物群落结构采用高通量测序技术对水样中的微生物进行多样性分析。主要包括以下步骤：抽滤采集到的水样，得到微生物菌群样品；对所述样品进行DNA提取，并检测DNA提取物浓度和纯度；对所述DNA提取物进行PCR扩增，并针对提取物的16SrRNA基因进行基因组测序；对所述测序原始数据进行预处理，得到unique序列数据；利用所述unique序列数据对所述水样分别进行OTU分析，基于所述OTU分析结果对所述水样中微生物进行群落结构分析，从而确定水样中微生物群落结构和优势物种。

在一种优选的实施例中，可组合使用适合孔径的微孔膜、真空泵等装置对水样进行抽滤，所得滤膜及其覆盖物即为微生物菌群样品。所述微孔膜的孔径为0.2-1μm，优选使用0.45μm无菌微孔膜。所述真空泵为无油式真空泵抽滤。所述DNA提取步骤可根据

测序原始数据预处理主要为：(1)去除测序原始数据中的测序接头序列、文库标签序列或正向扩增引物序列，得到有效数据；(2)去除所述有效数据中的非特异性扩增片段序列、模糊碱基、单碱基重复序列以及长度短于100bp的序列，得到unique序列数据。所述unique序列数据是指能够比对到基因组上唯一位置的测序序列。优选的，可以在得到有效数据和unique序列数据之后，对unique序列数据在有效数据中的占比进行统计，占比越高，说明测序质量越好，从而使得表征指标及评价结果更客观。

OTU分析可以根据实际数据质量差异在90％～98％之间合理选择，在实际应用中，可以根据不同环境对象和场景的变化，进行合理确定相似水平。比如，可以在相似性大于等于97％(0.03)、大于等于95％(0.05)及大于等于90％(0.10)三个不同水平进行OTU分析，但优选在相似性大于等于97％(0.03)进行OTU分析，从而保证分析结果质量可靠。

群落结构分析主要包括：截取各unique序列的前设定长度的序列与Silva数据库(一个核糖体的rRNA基因序列公开数据库，用来检查和比对RNA序列)中的参考序列进行比对；优选前设定长度的序列指前400bp～450bp之间任一长度的序列；根据比对结果，查找出与各unique序列的序列相似度在97％以上且可信度达80％以上的种属信息；将所述OTU分析结果中，每一个OTU中的所有unique序列进行类比，找出同一OTU中的不同序列的最近祖先的种属信息，从而获得各样品的种属分类结果，种属分类结果包括：微生物的种类及支持相应种类的微生物的unique序列数；采用统计学方法对种属分类结果进行分析，获得不同生物学分类水平的水样中微生物群落结构及优势物种。在一种优选的实施例中，在得到各水样中微生物群落结构后，还可以对多个所述水样的微生物群落结构进行比对，通过样本优势物种相对丰度变化情况获得不同采样点的微生物群落结构变化状况，可以采用OTUtable2taxonfigure.pl、plot-bar.pl或plot-pie.pl等软件比对多个水样的微生物群落结构。

敏感致毒环境因子指标与水样中微生物群落结构之间的相关性分析方法可以采用db-RDA，RDA及CCA分析。其中，db-RDA分析(distance-based redundancy analysis)是目前在微生物领域应用的最为广泛的环境因子分析，可以解决数据类型的限制，用于分析物种与环境因子之间的关系更为有效。在db-RDA二维图中,用带箭头的线段表示环境因子，从样点到数量型环境因子的箭头投影长度可反映该环境因子对样方点群落组成的影响，根据敏感致毒环境因子与群落结构的r

为了揭示核心致毒环境因子指标与水样中微生物优势物种之间的响应关系，使得分析结果更接近真实水质状况，利用核心致毒环境因子指标与微生物群落中不同分类水平OTU相对丰度排位为前A(A为正整数)的物种绘制相关性热图，便于评估各水样中微生物优势物种与核心致毒环境因子指标之间的相关性。优选的，可以通过计算核心致毒环境因子与所选水样中属水平上微生物优势物种之间的相关性系数，例如：Spearman等级相关系数或Pearson相关系数，将获得的数值矩阵使用origin软件绘制成相关性Heatmap图使用，通过Heatmap图中颜色变化反映二维矩阵或表格中的数据信息，颜色深浅表示数据值的大小，以此显示微生物菌群多样性及其活动规律对工业废水处理的影响，从而表征工业废水真实水质状况。

具体结合以下发明实施例说明本技术方案的有益效果。

1、样品采集：针对某石化企业废水处理厂一级处理系统各工艺流程段出水采样，分别采集调节池、涡凹气浮池、斜板气浮池、A/O池等处理单元的出水水样，采样点a、b、c、d、e布设情况如图2所示。每个采样点均采集3个时间点的样品，每个样品采集2000mL，共计采集45个样品。水样储存于无菌采样袋中，4℃冷藏运送至实验室，分别用于水质生物毒性测试、水质总石油烃及金属元素测试和微生物多样性测序。

2、水样理化指标测试：炼化废水水样中主要污染物为COD、TOC、TN、氨氮、TPH等，对步骤1中采集的水样分别进行主要污染物的指标分析测试，测试方法参照《水和废水检测分析方法(第四版)》，结果如表1所示。

表1各水样主要污染物去除率

3、水样生物急性毒性、遗传毒性指标检测：检测步骤1中采集的水样的生物急性毒性和遗传毒性，生物急性毒性采用发光细菌试验(参照国际标准(ISO 11348-3:1999)测定，生物遗传毒性采用SOS/umu方法测定，所述各水样生物毒性变化情况如图3所示。

4、水样主要致毒环境因子类别鉴定：采用TIE方法鉴定步骤1中采集的水样中主要生物毒性物质种类鉴定，废水处理系统沿程各单元出水毒性鉴别结果如图4所示，pHi为原水pH值，pH3与pH11分别采用NaOH(0.1mol/L)和HCL(0.1mol/L)调节水样pH至3或11。其中，a图为系统进水毒性鉴别实验结果，表明系统进水经梯度pH处理后，毒性变化较小，表明毒性与pH密切相关的物质(氨氮、硫化物等)关联不大；经pH3/过滤、曝气、SPE萃取、添加硫代硫酸钠、添加EDTA处理后水样毒性明显降低，表明进水主要致毒环境因子类别为金属离子和非极性有机物，挥发性物质提供部分毒性。b图为调节池出水毒性鉴别实验结果，表明调节池出水经梯度pH处理、pH/过滤和pH/曝气处理后毒性下降明显，说明该单元主要致毒物质不能在酸碱条件下稳定存在。水样经添加硫代硫酸钠和添加EDTA处理后毒性下降最为明显，说明该单元主要致毒环境因子类别为金属阳离子，非极性有机物提供部分毒性。c图为涡凹气浮出水毒性鉴别实验结果，表明涡凹气浮池出水经SPE萃取和添加EDTA处理后毒性变化最明显，说明该单元主要致毒环境因子类别为金属阳离子和非极性有机物，可滤型物质和挥发性物质提供部分毒性，并且自该单元后，pH调节不再造成水样毒性的明显变化，说明酸碱不稳定类致毒物质已基本去除。d图为斜板气浮出水毒性鉴别实验结果，表明斜板气浮池出水经添加硫代硫酸钠和添加EDTA处理后，说明该单元的主要致毒环境因子类别为金属阳离子。综上，污水处理系统沿程废水的急性毒性主要由金属阳离子和非极性有机物贡献，可滤型物质和挥发性物质提供部分毒性。

5、敏感致毒环境因子指标筛选：基于步骤4中水样的主要致毒环境因子为金属阳离子和非极性有机物的实验结果，本步骤选取TPH作为非极性有机物类环境因子代表，选取Na

表2 VIF筛选的敏感致毒环境因子

6、微生物群落结构测序

(1)样本前处理。采用0.45μm，Millipore无菌微孔膜及无油式真空泵(Rocker300)抽滤1L水样，所得滤膜及其覆盖物即为微生物菌群样品，立即放入-80℃冰箱保存。

(2)DNA提取、PCR扩增。根据

(3)上机测序。利用Illumina公司的Miseq PE300或NovaSeq PE250测序平台进行微生物多样性和宏基因组测序。

(4)OTU分析与结果

本次分析选取指数包括：Simpson指数、Shannon指数、Ace指数和Coverage指数，用于评估的OUT相似水平为97％，结果如表3所示。所有样品Coverage指数≥0.99，测序结果微生物覆盖率高满足菌群多样性分析需求，说明所述方法能很好地涵盖环境中微生物的种类和数量，测序质量高；沿程微生物多样性分析表明，一级处理工艺各工艺段出水Shannon多样性指数基本呈逐渐上升趋势，丰富度Ace指数与群落多样性指数相同的变化趋势相同。进水Shannon指数最低，可能是由于进水中含有较多顽固性毒性化合物，不适宜大部分敏感型微生物生存。调节池和气浮池出水Shannon指数呈波动性变化。

表3 OTU相似水平97％时各样品Alpha多样性指数表

7、敏感致毒环境因子指标与微生物群落结构之间相关性分析：将步骤5中三种敏感致毒环境因子指标与步骤6中微生物群落结构进行db-RDA分析，Ca

8、核心致毒环境因子指标与微生物群落中优势物种之间的响应关系：对步骤7中筛选出的核心致毒环境因子指标Ca

本发明实施例依托微生物多组学技术，首次同时将生物急性毒性及遗传毒性检测指标用于炼化废水水质表征，基于生物毒性指标揭示了炼化废水中微生物群落结构与核心致毒环境因子指标之间的响应关系，从各指标间互作关系分析和表征炼化废水真实水质状况，弥补了现有以化学法为核心的常规废水检测方法的局限性。本发明实施例样品收集简单、操作流程明晰、分析结果准确，生物毒性检测成本及工作量大幅降低，可广泛应用于污水治理领域，为有效利用微生物资源促进环境污染修复工艺优化升级提供了有力支撑。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。