微核技術在新立河水質污染監(jiān)測中的應用

劉 萍，李學平

（濱州學院 資源環(huán)境系，山東 濱州256603）

新立河河道約31.2km，是濱城新區(qū)一條主干河道，自南向北匯入潮河。但近幾年新立河水體的流動性較差，其兩岸污水管網(wǎng)不健全，有近75%的排污單位分布于黃河2路至北外環(huán)路區(qū)段，其中以生活污染和工業(yè)污染為主，致使水體質量日趨下降，對新立河水質污染狀況的研究，通常利用常規(guī)物理化學手段進行監(jiān)測，而有關生物學技術監(jiān)測污染情況的研究鮮有報道。

目前，根尖細胞微核技術（root tip cells micronu－cleus test）是生物監(jiān)測的主要技術手段之一，不僅在一定程度上能夠反映出水體的污染狀況，而且還能反映水中致突變劑的生物學效應［1－3］，具有方法簡單、操作快速、結果可靠等特點［4］，與染色體畸變試驗相比較，操作更簡單，可靈敏的指示水體中具有致畸作用的污染物。

本文利用蠶豆根尖細胞微核技術［5－7］對新立河水質進行生物檢測，并結合各采樣點河段污水排放情況，綜合評價了新立河水質污染狀況。

1 材料與方法

1.1 樣點選擇與水樣采集

依據(jù)新立河水質狀況及兩岸污染源［8］，選取了8個樣點，自南向北依序分別是水庫出水閘、西謝莊橋、黃河2路橋、黃河5路橋、黃河8路橋、黃河12路橋、黃河15路橋及北外環(huán)路橋。水樣采集時間2012年6月，同時觀察記錄水質表觀特征及兩岸污染源情況。水體樣本避光保存，保存溫度4℃，用于蠶豆根尖細胞微核檢測。

1.2 蠶豆根尖細胞微核千分率測定方法

供試材料為松滋青皮蠶豆（Vicia faba L.）。種子用HgCl消毒后，置入無菌培養(yǎng)皿內進行浸種。培養(yǎng)皿底部鋪3層濾紙，浸種溫度設置為25℃，無光照。浸種24h后，用無菌水清洗后在光照培養(yǎng)箱中進行催芽。種子初生根長至2cm后，選取根尖發(fā)育健康的種子，進行樣品檢測，對照處理采用蒸餾水。將蠶豆根尖浸入待測水樣2.0cm左右，處理時間24h，然后置于蒸餾水中進行恢復培養(yǎng)。24h后進行取樣處理。清洗后截取根尖部位1cm，采用卡諾固定液對根尖進行固定，18h后壓片鏡檢，觀察并計算微核千分率。染色液采用改良的苯酚品紅溶液。微核千分率采用待測樣品觀察到的具微核的細胞數(shù)與樣品觀察的細胞總數(shù)的比值，至少觀察1 000個細胞。

1.3 污染指數(shù)（pollution index，PI）劃分標準

水體受污染程度采用污染指數(shù)值來劃分［9］，其PI指標采用待測樣品處理的蠶豆細胞微核率與對照組微核率之間的比值。具體指標為：PI在0～1.5，基本無污染；1.5～2，輕度污染；2～3.5，中度污染；＞3.5為重度污染。

2 結果與分析

2.1 采集點地段排污口及水質表觀狀況調查

新立河在采樣點1—8河段，共有排污口數(shù)量41個（表1），其中在樣點4—7（黃河5路橋至黃河15路橋河段）之間，水質較差，河岸兩側排污口數(shù)量較多，占全部排污口總數(shù)的58.54%，且排污口口徑大，污水排放量較多，污水發(fā)黑，導致河道水體發(fā)黑，具有明顯的惡臭味，對兩岸生態(tài)環(huán)境影響較大。在樣點1—2之間，屬于河流源頭，樣點7—8河段，是新立河與其他河流交匯地段，這兩個區(qū)段水質污染較輕，調查發(fā)現(xiàn)河岸兩側污水排放量較小，且污水顏色較淺，臭味不明顯。

表1 采樣地段現(xiàn)場調查結果

2.2 新立河水質污染狀況分析

新立河各水樣處理蠶豆根尖后，都出現(xiàn)了不同程度的微核。從蠶豆根尖細胞微核檢測結果來看，南海水庫出水閘水體樣本微核率較低，僅為5.05%，PI＝1.35，基本無污染；其他采樣點水樣處理的蠶豆根尖細胞的微核率都相對較高，說明水體中污染物明顯影響了蠶豆根尖細胞染色體分裂，但污染程度稍有不同，污染物對染色體致突變作用亦有差異。黃河5路橋、黃河8路橋、黃河12路橋以及黃河15路橋4個采樣點蠶豆微核率水平較高，PI＞3.5，污染狀況非常嚴重，對蠶豆根尖細胞的突變作用異常顯著，其結果與現(xiàn)場調查的水質表觀特征相符合。

將8個采集樣點微核率與CK（蒸餾水）的微核千分率進行F檢驗，結果呈現(xiàn)極顯著差異（F＝9.56＞F0.01＝3.71），表明新立河水體中含有的污染物會誘導生物染色體分裂異常，甚至導致突變（表2）。由于各采集點附近的污染源不同，采集樣品水中污染物含量和種類亦存在差異，導致其微核率差異明顯。

表2 新立河水污染情況

3 討論

國內對利用蠶豆根尖細胞微核技術對環(huán)境進行監(jiān)測的報道較多。李海云等［10］曾對3種金屬離子Cu2＋，Cr6＋及 Hg2＋進行了研究，發(fā)現(xiàn)這3種金屬離子與微核率之間關系密切。新立河兩岸污染來源較復雜，本文僅調查了水體的表觀特征，并與微核率之間進行了比較，未對水體中金屬離子進行監(jiān)測，所以新立河水體導致蠶豆微核出現(xiàn)的具體因素還不明確。但黃迎春等［11］曾報道過重金屬含量與微核之間的關系，結果顯示重金屬含量越高，對蠶豆根尖微核的影響越嚴重。寧華等［12］對野芷湖水體的遺傳毒性進行了研究，結論與本文相似。李蕊等［13］將大豆根尖微核技術應用于環(huán)境監(jiān)測，獲得較好的試驗效果。可見，微核技術在細胞水平上的遺傳毒性研究和環(huán)境監(jiān)測方面都得到了廣泛的應用。

根據(jù)新立河調查結果，采樣點4—7河段，即黃河5路橋和黃河15路橋之間，是濱城區(qū)的主要生活及商業(yè)區(qū)，常年人流量較大，大量排污口將生活污水和工業(yè)廢水排入新立河內，導致河水發(fā)黑，臭氣難聞，尤其是樣點7（黃15橋），其附近垃圾堆較大，數(shù)量相對較多，各種垃圾遺棄在河道旁，垃圾的滲出液不斷流入河中，造成黃河15路段的水質污染較為嚴重。采樣點3污染指數(shù)為2.73，中度污染，該區(qū)河段兩岸綠化帶建設良好，維護合理，重點是污染物排放少，故水質污染較輕。8號采樣點位于北外環(huán)路地段，此處是其他2條河流與新立河交匯處，河水通過自凈作用得到一定的改善，其微核率相對有所下降，屬中度污染。2號采樣點位于西謝莊橋，其兩岸環(huán)境優(yōu)美，樹木叢生，只有2個排污口，現(xiàn)場勘察時無污水排入，所以水質狀況較好，屬于輕度污染。1號采樣點位于新立河源頭，環(huán)境良好，自然景觀未被破壞，污染指數(shù)為1.35，基本無污染。從監(jiān)測的8個采樣點水質情況分析，4個樣點水質屬重度污染，2個樣點水質屬于中度污染，其他2個樣點分別是輕度污染和基本無污染。綜合以上情況，新立河水質屬重度污染狀況。

4 結論

本文利用蠶豆根尖細胞微核技術監(jiān)測結果與現(xiàn)場調查的水質表觀污染狀況基本一致，表明微核技術可用于河流水質監(jiān)測，值得推廣應用。在源頭與河流交匯處，污染指數(shù)相對較低，說明在污水排放適量的情況下，河流水體自身凈化能力較強。新立河中段污染嚴重，重度污染河段基本位于濱城區(qū)黃河3路橋至黃河15路橋之間，該區(qū)污水排放量相對較大，超出水體自我凈化能力。相關部門可在該區(qū)加大治理力度，在河道兩岸種植園林植物，及時清理垃圾，從而改善兩岸生態(tài)環(huán)境。排查排污單位，建設污水網(wǎng)管、截污導流閘等處理系統(tǒng)，實行雨污分離，從源頭杜絕對河水造成的污染問題。

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