沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段中硅藻數(shù)量及種群變化規(guī)律

杜宇，周哲，蔡洪洋，李鵬飛，夏俊苓

（1.中國(guó)刑事警察學(xué)院法醫(yī)系，遼寧沈陽(yáng) 110035；2.沈陽(yáng)市公安局交警支隊(duì)，遼寧沈陽(yáng) 110041；3.沈陽(yáng)市公安局鐵西分局，遼寧沈陽(yáng) 110023）

沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段中硅藻數(shù)量及種群變化規(guī)律

杜宇1，周哲2，蔡洪洋3，李鵬飛1，夏俊苓1

（1.中國(guó)刑事警察學(xué)院法醫(yī)系，遼寧沈陽(yáng) 110035；2.沈陽(yáng)市公安局交警支隊(duì)，遼寧沈陽(yáng) 110041；3.沈陽(yáng)市公安局鐵西分局，遼寧沈陽(yáng) 110023）

目的觀測(cè)沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段中硅藻數(shù)量及種群的變化規(guī)律，為法醫(yī)學(xué)溺死鑒定及判斷落水地點(diǎn)提供技術(shù)幫助與科學(xué)證據(jù)。方法2011年全年對(duì)沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段布觀測(cè)點(diǎn)，每月采集水樣并觀測(cè)硅藻數(shù)量及種群的變化規(guī)律，每周采集水樣并觀測(cè)硅藻優(yōu)勢(shì)種群的變化規(guī)律。結(jié)果沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段中硅藻數(shù)量、種群及優(yōu)勢(shì)種群均隨時(shí)間、地點(diǎn)而變化；硅藻數(shù)量及種群數(shù)12～2月最低，之后逐漸升高，5月達(dá)高峰，略有下降10月達(dá)第二高峰期，之后迅速減少；硅藻優(yōu)勢(shì)種群4～11月同一采樣點(diǎn)相鄰兩周間變化明顯，7～8月同一周內(nèi)不同采樣點(diǎn)變化不明顯。結(jié)論河水中硅藻變化規(guī)律復(fù)雜，受環(huán)境、水文等多種因素影響，在法醫(yī)學(xué)溺死鑒定及落水地點(diǎn)推斷過(guò)程中，應(yīng)充分考慮硅藻數(shù)量及種群的變化規(guī)律。

法醫(yī)病理學(xué)；溺水；硅藻類(lèi)；渾河

硅藻檢驗(yàn)在判斷水中尸體死因的作用中一直存在爭(zhēng)議，但由于水中尸體常處于腐敗甚至高度腐敗狀態(tài)，根據(jù)其尸表檢查、尸體解剖以及組織病理學(xué)檢查有時(shí)很難鑒別溺死和拋尸入水。因此目前在一些法醫(yī)檢案中，硅藻檢驗(yàn)仍是一種有效的鑒定手段[1]，參照送檢現(xiàn)場(chǎng)水樣的硅藻數(shù)量及種群來(lái)確定生前溺死及推斷落水地點(diǎn)?，F(xiàn)有的法醫(yī)學(xué)相關(guān)研究也主要集中于優(yōu)化硅藻檢驗(yàn)方法及提高檢出率等方面，往往忽視了由于環(huán)境、水文等多種因素影響，同一河流不同河段甚至同一河段不同時(shí)期，硅藻數(shù)量及種群的差異可能很大。本研究就沈陽(yáng)市內(nèi)最大水系——渾河河段一年中不同時(shí)間、不同地點(diǎn)硅藻數(shù)量及種群的變化規(guī)律進(jìn)行研究，以分析現(xiàn)場(chǎng)水樣硅藻檢驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題，為法醫(yī)學(xué)在判斷水中尸體死因提供科學(xué)證據(jù)。

1 材料與方法

1.1 觀測(cè)點(diǎn)、采樣時(shí)間設(shè)置及水樣采集

選定沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段的5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（由上游至下游依次為1～5號(hào)），每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)距離約10km，保證每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)結(jié)冰期不完全干涸，可以刨冰取水。每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)設(shè)兩個(gè)取水點(diǎn)，每個(gè)取水點(diǎn)取水面及水面下20cm水樣各500mL，然后將每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)4份樣品混勻，取混合水樣500 mL（加4%甲醛溶液固定，靜置24h后鏡檢）作為該觀測(cè)點(diǎn)水樣備檢。

依據(jù)上述觀測(cè)點(diǎn)，2011年每月15日對(duì)3號(hào)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行樣本采集，用以觀測(cè)硅藻數(shù)量及種群數(shù)的變化；每周對(duì)各觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行樣本采集，用以觀測(cè)硅藻優(yōu)勢(shì)種群變化。12～2月為北方河水結(jié)冰期，該期間內(nèi)每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)刨冰取水。

1.2 主要儀器及試劑

臺(tái)式高速離心機(jī)（德國(guó)賀利氏公司），15mL離心管，移液器，加樣槍頭，Nikon 80i生物顯微鏡（日本尼康公司），恒溫干燥箱，電子天平，蒸餾水，濃硝酸（濃度68%），1 mL浮游生物計(jì)數(shù)框（北京普力特儀器有限公司）。

1.3 方法

檢驗(yàn)前確定儀器及試劑均不含硅藻。備檢水樣混勻后取100 mL置于燒杯內(nèi)，滴加少量濃硝酸并加熱去除有機(jī)質(zhì)，取10mL水樣裝入離心管，以離心半徑8cm，12000r/min，離心10min，棄去上清液后定容至1mL，蒸餾水洗5min×3次，每次均棄去上清液，最終定容至1 mL，用移液器反復(fù)吹吸沉淀物使之充分混勻后鏡檢：（1）觀察硅藻形態(tài)，進(jìn)行硅藻種屬鑒定（依據(jù)中國(guó)淡水藻類(lèi)——系統(tǒng)分類(lèi)及生態(tài)）；（2）吸取1mL于計(jì)數(shù)框上計(jì)數(shù)硅藻數(shù)量，重復(fù)計(jì)數(shù)10次，計(jì)算出每1mL濃縮液（等同于10mL現(xiàn)場(chǎng)水樣）中硅藻數(shù)量平均值；（3）觀測(cè)不同取水點(diǎn)硅藻優(yōu)勢(shì)種群變化，統(tǒng)計(jì)每周每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)種群（計(jì)算樣品中出現(xiàn)的每屬硅藻數(shù)量占全部硅藻數(shù)量的百分比，取數(shù)值位于前三位者為優(yōu)勢(shì)種群，樣品中不足3種硅藻的按數(shù)值大小取實(shí)際種群數(shù)量）。

2 結(jié)果

2.1 沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段硅藻種群

2011年全年在5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)采集樣本中共鑒定出16個(gè)屬的硅藻，隸屬于2綱6目。其中中心綱5屬，羽紋綱11屬（表1）。

2.2 沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段硅藻數(shù)量及種群變化

2011年全年硅藻數(shù)量呈現(xiàn)出一定規(guī)律性變化，其中1月水中硅藻數(shù)量及種群數(shù)均為全年最低值，其后硅藻數(shù)量及種群數(shù)逐漸增多，至5月達(dá)到第一個(gè)高峰期，此后略有下降但仍高于4月水平，于10月達(dá)到第二個(gè)高峰期，其中10月硅藻數(shù)量達(dá)全年峰值，12月開(kāi)始硅藻數(shù)量及種群數(shù)均迅速下降（表2）。

表1 沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段硅藻種群

表2 沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段每月硅藻數(shù)量及種群數(shù)變化（n=10）

2.3 沈陽(yáng)市內(nèi)渾河河段硅藻優(yōu)勢(shì)種群變化

2011年全年水中小環(huán)藻屬、直鏈藻屬、舟形藻屬、冠盤(pán)藻屬、等片藻屬、脆桿藻屬作為優(yōu)勢(shì)種群出現(xiàn)頻率最高，其中1～3月（1～13周），多以小環(huán)藻屬、直鏈藻屬、冠盤(pán)藻屬等中心綱硅藻為優(yōu)勢(shì)種群；4～6月（14～26周）小環(huán)藻屬、冠盤(pán)藻屬、脆桿藻屬、舟形藻屬、等片藻屬等中心綱及羽紋綱硅藻交替成為優(yōu)勢(shì)種群；隨時(shí)間推移，羽紋綱硅藻逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，至7～9月（27～38周），脆桿藻屬、舟形藻屬、等片藻屬等羽紋綱硅藻成為優(yōu)勢(shì)種群；10～11月（39～46周），小環(huán)藻屬、冠盤(pán)藻屬、脆桿藻屬、舟形藻屬、等片藻屬等中心綱及羽紋綱硅藻再次交替成為優(yōu)勢(shì)種群，其后12月（47～52周）小環(huán)藻屬、直鏈藻屬、冠盤(pán)藻屬等中心綱硅藻再次成為優(yōu)勢(shì)種群。

硅藻優(yōu)勢(shì)種群4～11月（14～47周）同一采樣點(diǎn)相鄰兩周間變化明顯，7～8月（27～35周）同一周內(nèi)不同采樣點(diǎn)變化不明顯。

3 討論

硅藻是一類(lèi)細(xì)胞壁高度硅質(zhì)化的單細(xì)胞植物，是浮游生物的重要組成成分，其種群繁多、數(shù)量龐大，是生態(tài)系統(tǒng)中主要的初級(jí)生產(chǎn)者之一。硅藻耐受力極強(qiáng)、生境十分廣泛，可在淡水、咸水中生長(zhǎng)，可浮游或著生，部分硅藻對(duì)低溫具有極強(qiáng)的耐受性，甚至可以在冰層下正常生長(zhǎng)繁殖[2]。盡管存在爭(zhēng)議，但目前在水中尸體法醫(yī)檢案中，硅藻檢驗(yàn)仍被視為一種有效的鑒定手段?，F(xiàn)有研究[3-5]證實(shí)，硅藻具有明顯的地區(qū)多樣性分布特點(diǎn)，尤其在江河、湖泊等淡水系統(tǒng)中，其群落組成及數(shù)量變化與環(huán)境、水文的改變有著極其密切的關(guān)系。

渾河是縱貫遼寧省中東部的重要河流，是遼河的支流。渾河在沈陽(yáng)境內(nèi)全長(zhǎng)172.6公里，其中沈陽(yáng)市內(nèi)渾河長(zhǎng)約57公里，目前沈陽(yáng)市內(nèi)運(yùn)河及人工湖泊均引于渾河水。作為沈陽(yáng)境內(nèi)的最大及最主要水系，是目前沈陽(yáng)市每年水中尸體出現(xiàn)率最高的水域之一。本研究針對(duì)2011年全年渾河市內(nèi)沈陽(yáng)段不同時(shí)間，不同地點(diǎn)硅藻數(shù)量、種群及優(yōu)勢(shì)種群的變化進(jìn)行研究，以分析其變化規(guī)律對(duì)于法醫(yī)學(xué)相應(yīng)檢案的意義及送檢現(xiàn)場(chǎng)水樣硅藻檢驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題。

目前，多數(shù)國(guó)內(nèi)學(xué)者[6-8]認(rèn)為硅藻可作為鑒定生前溺死的重要依據(jù)，依據(jù)是檢驗(yàn)時(shí)對(duì)器官組織與現(xiàn)場(chǎng)水樣的硅藻進(jìn)行對(duì)比，如器官組織內(nèi)含有大量與現(xiàn)場(chǎng)水樣同種群的硅藻可以診斷為溺死，同時(shí)認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)水樣中硅藻密度大、數(shù)量多，相應(yīng)器官組織中檢出硅藻數(shù)量也應(yīng)較多。本研究發(fā)現(xiàn)硅藻數(shù)量變化呈現(xiàn)一定時(shí)間規(guī)律性。1月硅藻數(shù)量及種群數(shù)為全年最低值，之后兩項(xiàng)指標(biāo)逐漸增加，于5月達(dá)第一個(gè)峰值，之后略有下降但仍高于4月水平，8月后再次升高，10月達(dá)第二個(gè)峰值且硅藻的數(shù)量及種群數(shù)為全年最高，之后兩項(xiàng)指標(biāo)迅速減少?？紤]北方地區(qū)冬季（12～3月）溺水后冰封而春季之初（4～5月）浮尸的情況非常常見(jiàn)，如以本研究結(jié)果為依據(jù)（12～3月與4～5月比較，硅藻數(shù)量及種群數(shù)存在顯著差異），推斷由于落水與撈尸間隔時(shí)間較長(zhǎng)，在硅藻檢驗(yàn)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)尸體水域提取的現(xiàn)場(chǎng)水樣與器官內(nèi)硅藻的數(shù)量及種群數(shù)差異很大的情況，而造成排除溺死的錯(cuò)誤結(jié)論。同時(shí)考慮傳統(tǒng)的硅藻硝酸乙醇法僅能檢出無(wú)機(jī)硅藻，使大量有機(jī)硅藻被破壞[9]，以及離心處理步驟導(dǎo)致的硅藻損失[10]，均會(huì)造成器官中硅藻檢出率進(jìn)一步降低。因此本研究結(jié)果提示在依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水樣與器官中硅藻數(shù)量及種群數(shù)來(lái)判斷溺死時(shí)需格外謹(jǐn)慎。此外，本研究結(jié)果顯示4～5月及9～10月的春秋季節(jié)為硅藻數(shù)量及種群數(shù)量最高時(shí)段，提示可能與流速、水文、藻類(lèi)間的競(jìng)爭(zhēng)抑制等有關(guān)[3-5，11-13]。

硅藻檢驗(yàn)的另一個(gè)作用是判斷落水地點(diǎn)。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，在嚴(yán)格控制操作污染后，從肺、肝、腎、骨髓等多個(gè)器官中檢出硅藻，并與現(xiàn)場(chǎng)水樣硅藻種群一致，可推斷落水地點(diǎn)，而種群不一致，說(shuō)明存在漂尸過(guò)程[14-16]。本研究結(jié)果以月（周）為時(shí)間間隔觀測(cè)不同采樣點(diǎn)硅藻，發(fā)現(xiàn)無(wú)論其種群數(shù)還是優(yōu)勢(shì)種群類(lèi)別，均存在變化。5、10月硅藻的種群數(shù)最多，12～2月（北方河水結(jié)冰期）硅藻種群數(shù)量達(dá)一年中最低值；12～3月，硅藻以中心綱為優(yōu)勢(shì)種群，且各采樣點(diǎn)及相鄰各周間變化不大；4～6月及10～11月，中心綱及羽紋綱部分屬交替成為優(yōu)勢(shì)種群；7～9月羽紋綱成為優(yōu)勢(shì)種群；硅藻優(yōu)勢(shì)種群4～11月（14～47周）同一采樣點(diǎn)相鄰兩周間變化明顯，7～8月（27～35周）間同一周內(nèi)不同采樣點(diǎn)變化不明顯。上述種群變化規(guī)律與以往研究[3-5，14-16]結(jié)果提示的硅藻種群變化與流速、溫度、光照等氣象、水文因素以及不同種屬硅藻自身特點(diǎn)等密切相關(guān)的研究結(jié)論相一致。依據(jù)上述硅藻種群變化規(guī)律，推斷冬季落水后冰封春季浮尸或于4～11月落水與撈尸間隔時(shí)間達(dá)一周以上者，即使落水點(diǎn)與撈尸點(diǎn)相同或相近，但因水中硅藻種群的顯著變化，可能造成現(xiàn)場(chǎng)水樣與器官內(nèi)檢出硅藻的種群結(jié)構(gòu)差異極大，因而導(dǎo)致落水點(diǎn)與撈尸點(diǎn)不相同的錯(cuò)誤結(jié)論。

同時(shí)從本研究可以看出，在渾河7～8月汛期時(shí)，同一時(shí)間點(diǎn)不同觀測(cè)點(diǎn)間硅藻種群差別很小，這可能與水流流速過(guò)快等有關(guān)。近年汛期，渾河沈陽(yáng)段的流速可達(dá)到1 000 m3/s以上，造成夏季河水中尸體移動(dòng)快，因此可能出現(xiàn)落水點(diǎn)與撈尸點(diǎn)相距甚遠(yuǎn)，但打撈點(diǎn)水樣與器官內(nèi)檢出硅藻的優(yōu)勢(shì)種群接近一致，造成對(duì)落水地點(diǎn)判斷的干擾，因而導(dǎo)致落水點(diǎn)與撈尸點(diǎn)相同的錯(cuò)誤結(jié)論。

綜上，本研究提示可能受環(huán)境、水文等影響，河流中硅藻種群及數(shù)量隨時(shí)間、地點(diǎn)不同變化極大，因此依據(jù)硅藻檢驗(yàn)認(rèn)定溺死及推斷落水點(diǎn)時(shí)需格外謹(jǐn)慎。目前法醫(yī)工作者多集中于研究?jī)?yōu)化硅藻檢驗(yàn)方法及提高檢出率等方面，植物學(xué)家及環(huán)境學(xué)家則致力于環(huán)境對(duì)硅藻的影響及硅藻數(shù)量與種群對(duì)環(huán)境變化的檢測(cè)作用等相關(guān)研究，如何將兩方面研究有效融合，開(kāi)展建立地區(qū)性硅藻數(shù)據(jù)庫(kù)，明確影響因素，規(guī)范檢驗(yàn)方法，合理分析結(jié)果，對(duì)于法醫(yī)相關(guān)檢案、地域性水文變化及水質(zhì)監(jiān)測(cè)等均具有重要意義。

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（本文編輯：張建華）

Change Rules of Quantity and Species of Diatoms in Hunhe River in Shenyang

DU Yu1,ZHOU Zhe2,CAI Hong-yang3,LI Peng-fei1,XIA Jun-ling1
（1.Department of Forensic Medicine,China Criminal Police University,Shenyang 110035,China;2.Traffic Police Detachment,Shenyang Public Security Bureau,Shenyang 110041,China;3.Tiexi Branch of Shenyang Public Security Bureau,Shenyang 110023,China）

Objection To observe the change rules of quantity and species of diatoms in Hunhe River in Shenyang and to provide technology and scientific evidence for drowning identification and the location of drowning in forensic investigation.MethodsIn 2011,different locations for collecting water samples were chosen in Hunhe River in Shenyang.Water samples were collected and variation of quantity and species of diatoms were observed every month.And variation of dominant species of diatoms was observed every week.ResultsThe quantity,species and dominant species of diatoms in Hunhe River in Shenyang varied with different time and locations.The quantity and species of diatoms were lowest from December to February and gradually increased,reaching peak in May and second peak in October, and then gradually decreased.The dominant species of diatoms varied significantly adjacent two weeks at same location from April to November,but had little changes at different locations in same week from July to August.ConclusionThe change rules of quantity and species of diatoms are complicated and affected by various factors such as environment and hydrology.The change rules of species and quantity of diatoms should be considered in forensic investigation of drowning identification and the location of drowning.

forensic pathology;drowning;diatoms;Hunhe River

DF795.1

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2013.05.005

1004-5619（2013）05-0337-03

杜宇（1977—），男，遼寧沈陽(yáng)人，博士，副教授，主要從事法醫(yī)學(xué)教學(xué)、科研及檢案工作；E-mail：gglovecb@163.com

2012-08-14）