利用微核檢測技術(shù)監(jiān)測信陽市南灣湖水質(zhì)污染

□趙 佳 余炎炎

1982年Francesca Degrassi和Te Hsiu Ma建立蠶豆根尖細(xì)胞微核試驗技術(shù)，此檢測技術(shù)的測試終點是染色體損傷及紡錘絲毒性，具有簡單易行的操作技術(shù)、較高的靈敏度、較寬的檢測物譜、穩(wěn)定的檢測效果等特點，在水體環(huán)境污染檢測中得到廣泛應(yīng)用。本文利用蠶豆根尖細(xì)胞微核檢測技術(shù)對信陽市南灣湖的水污染進(jìn)行研究分析，對南灣湖水源環(huán)境的保護(hù)、持續(xù)發(fā)展規(guī)劃、科學(xué)研究等提供理論依據(jù)。

一、材料與方法

以本地蠶豆、待測水樣、蒸餾水為基本材料，利用計算機(jī)、數(shù)碼顯微鏡、隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱、電熱恒溫水浴鍋等基本實驗儀器和0.9%NaCl溶液、卡諾固定液、70%乙醇、95%酒精、1mol/L鹽酸、醋酸洋紅等試劑進(jìn)行實驗。

水樣的采集要嚴(yán)格按照監(jiān)測規(guī)范要求，分別對南灣湖中心島、碼頭、大壩、燕尾島4個采樣點進(jìn)行采集，采取500ml水樣把其放置于塑料瓶內(nèi)4℃冰箱中避光保存，以供以后的實驗使用。

選擇品相飽滿的蠶豆種子用濃度0.9%的NaCl溶液消毒后，然后用蒸餾水沖洗3次。將沖洗干凈的蠶豆按所需量放入盛有水樣的燒杯里，在25℃下浸泡24h，同時設(shè)置蒸餾水對照組進(jìn)行對照實驗，在這個過程中換水兩次，所換水需經(jīng)過25℃的預(yù)溫。種子吸收一定量的水分后會出現(xiàn)吸脹破皮，將吸水破皮后的蠶豆種子放在鋪有濕紗布的培養(yǎng)皿內(nèi)，在25℃下進(jìn)行恒溫催芽，同時每隔5h左右換水1次。待根長至1～2cm長時，用做檢測根尖材料。

切取1cm左右的根尖，用卡諾氏固定液固定根尖細(xì)胞24h。然后用95%酒精清洗并于4℃冰箱中保存。

用蒸餾水將固定好的蠶豆根尖清洗2次，每次5min。將蒸餾水吸凈，在55℃水浴鍋中用1mol/L鹽酸解離根尖15min，使幼根能夠軟化。待根尖軟化后用蒸餾水浸洗根尖2次，每次5min。取出根尖用解剖針截取2mm左右分生組織，并將其搗碎均勻涂開，用醋酸洋紅染液染色5～8min后鏡檢。隨機(jī)抽查3個以上待測水樣和對照組根尖，每個根尖在高倍鏡下需要觀察1，000個生長點的間期細(xì)胞，并記錄下發(fā)生微核的細(xì)胞數(shù)。將測得的實驗組與對照組(CK)的微核千分率分別進(jìn)行比較。

利用細(xì)胞微核千分率和污染指數(shù)的公式計算每個組的平均微核千分率和標(biāo)準(zhǔn)誤差(SE)，然后用PSS13.0軟件對各組根尖細(xì)胞微核千分率進(jìn)行單因素方差的分析比較。

二、結(jié)果及分析

(一)南灣湖碼頭區(qū)域水質(zhì)輕度污染。本試驗在信陽市南灣湖4個區(qū)域采集水樣來培養(yǎng)蠶豆，其中碼頭附近取水樣培養(yǎng)蠶豆根尖觀察細(xì)胞的微核數(shù)(見圖1)和蒸餾水對照組的微核數(shù)(見圖2)如下。

圖1

圖2

表1 信陽市南灣湖各區(qū)域水樣的微核率和污染指數(shù)

信陽市南灣湖各區(qū)域水樣的微核率和污染指數(shù)見表1。從表1可以看出:微核率在中心島、碼頭、大壩、燕尾島四個采樣點存在一定的差異，其中碼頭水樣的微核率最高，平均為3.33‰，污染指數(shù)1.67，屬于輕度污染。

(二)南灣湖中心島、大壩、燕尾島水質(zhì)尚未污染。大壩、燕尾島、中心島附近取水樣培養(yǎng)蠶豆根尖觀察細(xì)胞的微核數(shù)和蒸餾水對照組的微核數(shù)對照，分析結(jié)果如表1:大壩水樣，微核率平均為2.67‰，污染指數(shù)1.33;再次是燕尾島水樣，微核率平均為2.00‰，污染指1.00;中心島水樣的微核率最低，平均為1.33‰，污染指數(shù)0.33。由此可見三個區(qū)域均未受到污染。

三、試驗存在的問題及其對策

(一)本試驗研究的局限性和建議。本實驗結(jié)果僅僅說明了春季南灣水質(zhì)情況，不同季節(jié)降雨量不同，水體是一個動態(tài)變化的系統(tǒng)，因此試驗存在不全面、不系統(tǒng)的局限性。如果要全面分析，需要在全年各季節(jié)進(jìn)一步進(jìn)行實驗、充實數(shù)據(jù)，需要多次、多層面、不同時期對水樣進(jìn)行采集分析，進(jìn)而為本地相關(guān)政府部門更有效地對南灣湖水源環(huán)境的保護(hù)、預(yù)防水污染引起的健康危害、持續(xù)發(fā)展規(guī)劃、科學(xué)研究等提供理論依據(jù)。

(二)微核計數(shù)的問題和改進(jìn)。染料中心或雜質(zhì)的大小和微核相似，此試驗用肉眼來識別和觀察，容易造成混淆，對微核的判斷和計數(shù)不夠精確，從而對實驗結(jié)果造成影響。如果計算機(jī)圖像分析系統(tǒng)、激光掃描細(xì)胞儀、流式細(xì)胞術(shù)等先進(jìn)儀器來彌補，可以提高識別微核的準(zhǔn)確度。

(三)試驗材料的優(yōu)缺點和試驗方法的完善措施。試驗中蠶豆根尖處理量不足。加大蠶豆根尖的處理量，觀察更多的細(xì)胞可使結(jié)果更加準(zhǔn)確。微核試驗法反映的則是各種因素綜合的遺傳毒性效應(yīng)，還可以反映出各污染因子的拮抗與疊加效應(yīng)?；瘜W(xué)監(jiān)測法可以詳細(xì)報告水中所含污染物的種類與數(shù)量。因此微核試驗法和化學(xué)監(jiān)測法配合使用可以相得益彰。

［1］王蘭萍，耿榮慶，張翱等.利用蠶豆根尖細(xì)胞微核技術(shù)監(jiān)測鹽城市區(qū)主要河流的水質(zhì)狀況［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009

［2］國家環(huán)保局.環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出社，1991

［3］楊穎.體外微核技術(shù)及其進(jìn)展［J］.國外醫(yī)學(xué)衛(wèi)生學(xué)分冊，2007

［4］李雅軒，胡英考，蔡民華等.應(yīng)用微核技術(shù)對北京三海水域污染狀況的研究［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2005