運用蠶豆根尖微核技術(shù)評價貴州省水城河水污染狀況

摘要：選取水城河濕地公園1號舞彩鋼橋、勘探二隊、六盤水實驗二中、人民廣場和荷城花園5個采樣點的水樣品，以去離子水為陰性對照，測定了各采樣點水體的蠶豆（Vicia faba）根尖細胞微核率（MCN‰）及污染指數(shù)（PI）。應用蠶豆根尖細胞微核技術(shù)，評價貴州省水城河污染狀況，并分析造成水城河污染的原因。結(jié)果表明，5個采樣點水體處理的根尖細胞微核率均極顯著高于對照組（P<0.01），其中濕地公園1號舞彩鋼橋水樣（PI=3.23）為中度污染，勘探二隊（PI=4.41）、實驗二中（PI=5.17）、人民廣場（PI=6.58）和荷城花園（PI=6.89）的水樣均為重度污染。表明濕地公園1號舞彩鋼橋至荷城花園均存在不同程度污染，水城河上游至下游水污染呈上升趨勢。

關(guān)鍵詞：蠶豆（Vicia faba）根尖細胞；微核技術(shù)；水城河；污染指數(shù)

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）06-1334-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.014

Abstract： Five water samples were selected from Shuicheng River Wetland Park No.1 Wucai Steel Bridge，Exploration team two，the Second Experimental School of Liupanshui， The People's Square and Hecheng Garden. Deionized water was used as negative control. Pollution index（PI） and cell micronucleus permillage（MCN‰） of Vicia faba root tip cells were determined. Micronucleus of Vicia faba root tip cells was used to evaluate the pollution status and analyze the reasons causing water pollution of Shuicheng river in Guizhou province. The results showed that the MCN‰ of root tip cells treated with the water from 5 sampling points was extremely significant higher than that of the cells treated with the negative control group （P<0.01）. The No.1 Wucai Steel Bridge was under moderately pollution（PI=3.23）， while Exploration Team two（PI=4.41）， the Second Experimental School of Liupanshui （PI=5.17）， The People's Square （PI=6.58） and Hecheng Garden（PI=6.89） were severely polluted. The water body of five sampling points in Wetland Park was polluted to different degree. Water pollution was on the rise from the upstream to the downstream of Shuicheng River.

Key words：Vicia faba root tip cells；micronucleus technique； Shuicheng River； pollution index

水城河（又名響水河）位于貴州省西部，源于窯上水庫，自西向東流經(jīng)六盤水市中心城區(qū)約20 km，為六盤水市主要的行洪排澇河段[1]。隨著城市的發(fā)展及人口的增加，水城河污染日趨嚴重，河水惡臭、水體發(fā)黑，已失去水體自凈能力。因此水城河的治理成為廣大六盤水市民最為關(guān)注的熱點，也是環(huán)保部門的工作難點問題之一。

近年來對水城河污染狀況的研究較少，蔣文曼等[1]對水城河水質(zhì)進行了調(diào)查，李煜等[2]、談林友等[3]對水城河氨氮、亞硝酸鹽氮的含量及生化耗氧量、干物質(zhì)重（TSS）等化學指標進行測定，未見利用蠶豆（Vicia faba）根尖微核檢測技術(shù)檢測水城河污染狀況的報道。蠶豆根尖微核技術(shù)以細胞染色體受損傷程度為指標，用于檢測污染物對環(huán)境污染的程度，能夠更好地反映污染物對生物和人類的危害狀況，具有化學監(jiān)測不能達到的效果，且具有操作簡單、快速靈敏、經(jīng)濟、準確、實用性強等特點。該技術(shù)作為有效的生物學短期測試方法被廣泛應用于監(jiān)測水質(zhì)污染，被許多國家列為常規(guī)指標和水環(huán)境監(jiān)測的規(guī)范化方法[4]。

本研究采用蠶豆根尖微核技術(shù)檢測水城河水體的污染程度，對水體進行快速監(jiān)測，及時掌握水質(zhì)的動態(tài)變化，旨在為水城河治理及治理前后進行對比提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 水樣采集

2013年3月分別從濕地公園1號舞彩鋼橋（樣點1）、勘探二隊（樣點2）、六盤水實驗二中（樣點3）、人民廣場（樣點4）和荷城花園（樣點5）5個采樣點采取水樣，采水處距離河堤1.5 m左右，當水深超過1 m時，于距離水面1/4深處取水；若水深不足1 m時，在距離水面1/2深處取水，每個采樣點采集水樣500 mL，置于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 材料處理與恢復

選擇粒大飽滿、大小均勻的蠶豆種子，洗凈后放入白瓷缸中用去離子水于25 ℃條件下浸泡24 h（期間換水兩次）。待種子充分吸脹后移到鋪有干凈濕棉花的白瓷盤中，置于25 ℃溫箱中催芽48 h。當根生長至1～2 cm時，選取根系生長良好、根長一致的種子，分別用采集的水樣進行染毒處理 ，以去離子水作為陰性對照，置于溫度為25 ℃的溫箱中培養(yǎng)24 h。染毒結(jié)束后，將根尖用去離子水浸洗3次，每次2～3 min，洗凈后置入培養(yǎng)皿中用去離子水在25 ℃下溫箱中恢復培養(yǎng)24 h。

1.3 細胞學觀察

將恢復培養(yǎng)的種子取出，切下約1 cm的根尖，分別置于瓶中，用卡諾氏固定液（甲醇∶冰醋酸=3∶1）固定24 h后，用去離子水浸洗3次，每次5 min，用濾紙吸凈水分，用1 mol/L HCl將幼根浸沒，置于60 ℃的恒溫水浴鍋中酸解10～15 min，用去離子水浸洗4～5次?？▽毱芳t染色，壓片法制片，鏡檢。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

每個樣點選取5顆根尖，每次觀察1 000個細胞，統(tǒng)計產(chǎn)生微核的細胞數(shù)，計算其微核千分率（MNC‰）及污染指數(shù)（PI），并進行統(tǒng)計學處理[5]，用SPSS 19.0軟件統(tǒng)計分析，采用Duncan’s multiple range test對不同采集地水樣與陰性對照間的差異進行方差分析。

微核率（MCN‰）和污染指數(shù)（PI）的計算公式如下：

微核率（MCN‰）=細胞中含有微核的細胞數(shù)/被觀察的細胞總數(shù)×1 000‰

污染指數(shù)（PI）=樣品實測微核率平均值/對照微核率平均值

2 結(jié)果與分析

2.1 各采樣點水的蠶豆根尖微核率

對濕地公園1號舞彩鋼橋、勘探二隊、六盤水實驗二中、人民廣場和荷城花園5個采樣點的不同水樣進行檢測，重復處理5次，以去離子水為陰性對照。各水樣及去離子水引起的蠶豆根尖細胞微核率和PI差異顯著性分析結(jié)果如表1所示。

2.2 各采樣點水樣的污染評價

污染程度劃分根據(jù)《全國技術(shù)檢測規(guī)范——蠶豆根尖微核技術(shù)》規(guī)定的污染指數(shù)劃分標準，PI為1.0～1.5時水體基本無污染；PI為1.5～2.0時水體為輕度污染；PI為2.0～3.5時水體為中度污染；PI為3.5以上時水體為重度污染。由表1可知，濕地公園1號舞彩鋼橋水樣為中度污染，堪探二隊、六盤水實驗二中、人民廣場和荷城花園水樣均為重度污染，從各采樣點的微核率來看，由濕地公園至荷城花園各采樣點污染程度逐漸遞增。由方差差異分析可知，各采樣點與對照相比差異均達極顯著水平（P<0.01）?？梢娝呛拥乃廴境潭葒乐?，由濕地公園1號舞彩鋼橋至荷城花園水污染程度呈遞增關(guān)系。河流上游至下游水污染呈上升趨勢。

3 小結(jié)與討論

3.1 水城河水質(zhì)污染的原因分析

以蠶豆根尖微核率為指標，檢測六盤水水城河濕地公園1號舞彩鋼橋至市區(qū)中央各采樣點的水質(zhì)污染狀況，結(jié)果表明，各區(qū)段的污染程度不同。由各采樣點分布情況來看，濕地公園處于源頭的上游，由于綠化種植施用化肥、農(nóng)藥及游客向水中亂丟垃圾等原因，使得濕地公園的水體污染程度呈中度污染。水城河自濕地公園至勘探二隊雖然路程不遠，但勘探二隊卻呈重度污染，主要由于兩岸居民隨意排放生活污水，傾倒垃圾，而且該段位于公路旁，常有大量灰塵、顆?；\罩在水城河上方，進而漂浮于河水表面、融入河水之中，使得污染程度加重。經(jīng)勘探二隊，水流逐漸進入市區(qū)，六盤水實驗二中的水體主要污染源為啤酒廠工業(yè)廢水，加之兩岸不斷增加的居民生活污水與直接向河里傾倒垃圾，使得該河段水體污染進一步加重。至人民廣場和荷城花園河段時，居民密集，污染源主要為兩岸生活污水。水城河兩岸的工業(yè)及生活污水排放量約6×104 t/d，其中市中心居民產(chǎn)生的生活污水約為5×104 t/d，生活污水占了絕大部分。由此可見，生活污水是水城河污染的主要原因。

3.2 水城河水質(zhì)的遺傳毒性狀況

水城河中多種污染物并存，環(huán)境污染物（化肥、農(nóng)藥及重金屬離子等）均具有遺傳毒理學效應，污染物誘發(fā)染色體畸變形成微核有兩條途徑：一為誘變劑打斷DNA分子形成DNA片段，DNA片段不能隨染色體分離的過程被拉向兩極，形成獨立于細胞核之外的具有核形狀的微核；二為紡錘絲造成的整條染色體落后于核分裂周期形成微核[6，7]。水城河生活污水占污水總量的絕大部分，城市生活污水中含有多種致畸變、致癌、致突變的污染物質(zhì)，可誘導蠶豆根尖細胞的微核率上升[8]。水樣中含有致突變物時，使細胞發(fā)生損傷，導致蠶豆根尖微核細胞率上升，反映出遺傳毒性物質(zhì)的存在[9]。

3.3 治理對策

根據(jù)水城河的污染情況，制定相應的治理對策，首先提高群眾環(huán)境保護意識，做好兩岸群眾宣傳教育工作，發(fā)動群眾為治理水城河共同努力；其次，兩岸生活污水需經(jīng)過處理后再排放，加大城市污水和工業(yè)廢水的治理力度，建設更多的污水處理廠，對各處污水處理廠進行技術(shù)改造，增加處理污水的能力和效率，改造原有截污溝，加大其截污能力，爭取讓所有污水均能及時經(jīng)過處理再排放；再次，完善城市基礎設施建設，建生態(tài)堤岸，生態(tài)堤岸可以起到綠化和美化的作用，并能在堤岸的水體中形成植物根系，為微生物和小動物的生存以及魚類繁殖提供良好的生存環(huán)境，也可使水質(zhì)得到凈化。

參考文獻：

[1] 蔣文曼，李 煜. 六盤水響水河水質(zhì)調(diào)查及治理對策[J].六盤水師范高等專科學校學報，2010，22（6）：35-36.

[2] 李 煜，吳有剛，陳定梅，等.響水河水體氮素分布特征及其與溶解氧的關(guān)系[J].六盤水師范高等專科學校學報，2006，18（3）：43-46.

[3] 談林友，魏沈玲，趙秋艷，等.水城河污染狀況監(jiān)測[J].六盤水師范學院學報，2013，25（5）：52-54.

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[9] 馬 媛，龍 俊，吳莉莉.蠶豆根尖微核技術(shù)監(jiān)測劍江都勻市區(qū)河段水質(zhì)[J].黔南民族師范學院學報，2012（3）：110-114.