全 文 ：紫露草微核技术监测工业废水遗传毒性
王兆群 王 芹
(淮安市监测中心站 江苏淮安 223001)
摘 要 用紫露草微核技术监测淮安市冶金化工 、印染及制药行业的遗传毒性。结果表明 ,淮安
市部分工业废水存在不同程度的遗传毒性 。
关键词 紫露草微核技术 工业废水 遗传毒性
多年来 ,工业废水的监督监测主要采用常规的
物理和化学监测方法 ,理化方法虽然能精确反映废
水的污染成分 ,但不能反映出废水污染环境后引起
的生物学效应及污染物质长期的潜在的危害性 ,尤
其是污染物质的遗传毒性。对污染成为复杂的成
份 ,单用理化指标往往难以全面反映其污染程度。
自美国西伊里大学 Te-Hsiu-Ma教授(1978)
创立紫露草微核技术(Tradescantia-micronucle -
test)后 ,已广泛用于监测大气 、河流及化学品的致突
变性 。国家环保局已将它列为《环境监测技术规范》
用于环境监测。
1 实验部分
1.1 材料与试剂
沼泽紫露草(Trabescatic paludosa)3 号山东海
洋大学提供 ,为多年生陆生草本植物 ,紫露草属适宜
在温暖 、湿润 、肥沃土壤中生长 ,地栽 、盆栽均可。
卡诺试液:三份无水乙醇和一份冰醋酸混合而
成 ,现用现配。
1%醋酸洋红:将 50ml 45%醋酸水溶液放入
150ml三角瓶中文火煮沸 ,徐徐加入 0.5g 洋红粉
末 ,再煮 1 ～ 2h ,在溶液中悬一小铁钉 , 1min取出 ,
以增加染色效果。最后将溶液过滤 ,分装棕色瓶中
备用 。
1.2 样品来源与采集
来源于淮安市部分重点污染源 ,按常规方法与
理化监测同步采集样品。
1.3 实验方法
参见《环境监测技术规范》生物监测(水环境部
分)。
每个处理组计四分体数在 1500以上 ,分别记数
其微核(MCN:微核总数/四分体总数)进行统计学
分析。
1.4 数据处理
数据处理公式 Sd = (SEt)2+(SEc)2 ,式中
Sd是平均值差的标准误差值 , SEt为处理组的标准
误差值 , SEc 是对照组的标准误差值 。当平均值差
等于或大于平均值差的标准误差两倍时 ,表示处理
组的平均值与对照组的平均值差异显著(+),反之
则用(-)表示。
2 实验结果
紫露草微核技术是利用其花粉母细胞在减数分
裂的早期 ,若受到致突变剂等有害因素的影响 ,染色
体可能被伤而断裂 ,因断片无着丝点 ,在细胞分裂时
不能移向两极汇入新的细胞核 ,而形成游离于细胞
质的小圆球体 ,即主核周围的微核 ,随着损伤作用增
强 ,受损细胞和染色体断片增多 ,微核数也随之增
加 ,微核率与致突性作用间有相关性 。
2.1 结果见表 1 ,本底微核率均值为 6.67 ,经废水
处理的紫露草花蕾 ,其花粉母细胞的微核率明显高
于空白对照。经 t检验表明 ,各种废水与空白对照
间及各处理组间均有非常显著(D<00.01),说明各
废水对紫露草生殖细胞具有基因毒性 。
将各废水的平均 MCN%与同步理化监测数据
比较 ,若废水中存在具有致突变的理化因子(如 Cr、
F 、硝基苯 、苯胺 、酚等),其平均 MCN%与其它水样
平均 MCN%相比普遍较高 。例如 , 15 号(印染废
水)、7号样品(染料厂)其含有苯胺(0.14 ～ 1.96mg/
1)、硝基苯(1.12 ～ 4.18mg/1),另外 ,8 号样品含有
Cr(44.6mg/ l)……它们的平均 MCN与水样中致突
变因子含量呈正相关性 ,而与其余理化因子无明显
相关性 。
2.2 另外 ,从每个花粉母细胞的微核数来看 ,空白
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《仪器仪表与分析监测》 2003年第 1期 紫露草微核技术监测工业废水遗传毒性 王兆群
对照组以一个微核为主 ,而对 15号 、7号样品而言 ,
随着废水稀释比的降低 ,其平均微核工业率升高 ,在
高浓度组甚至出现产少有三个或四个微核的花粉母
细胞 ,并且随浓度升高到一定程度 ,其微核工业数不
升反降 ,这是因为废水浓度高 ,使四分体产生了死细
胞造成的 。
同时 ,我们发现废水 pH 值对死细胞产生有一
定关系 ,但不是决定因素而引起死细胞的原因与废
水中所含毒物与毒物浓度有直接关系。
表 1 紫露草微核技术监测废水结果
样品号 稀释倍数 微核率均值 标准差 显著度
15 50 29.5 3.06 +
7 50 28.6 4.00 +
8 50 26.4 3.37 +
9 50 25.8 2.52 +
13 30 23.0 2.00 +
2 30 22.7 2.52 +
1 20 21.3 3.06 +
19 20 20.0 2.00 +
12 20 19.6 3.06 +
6 10 18.3 2.52 +
11 10 18.6 2.31 +
4 10 18.3 1.53 +
14 10 17.4 2.00 +
10 5 16.5 2.08 +
20 5 15.9 2.50 +
3 3 14.7 2.00 +
16 5 14.2 1.53 +
17 3 14.0 2.31 +
5 1 13.6 2.52 +
18 1 13.4 1.53 +
对照组 6.67 1.15
3 结束语
不同检测基因毒性的生物学方法 ,虽然表现形
式各异 ,但基本原理相近。从不同角度反映外界因
素对遗传物质的损伤 ,但物种不同对诱变因素的敏
感性不同 ,其结果一定有差异 。Te -HsiuMa 教授
曾用紫露草微核技术检测了 140种化合物诱变性 ,
并与 Ames试验结果相比 ,符合率高达 67%。某种
生物学方法外推到其它生物 ,特别是外推到人类 ,目
前还有困难 。但某种生物学方法阳性结果的事实的
确不容忽视 。
淮安市部分工业废水不同程度的遗传毒性 ,遗
传毒性最严重的是冶金 、印染 、化工等行业 ,具有中
等遗传性的废水来自化工制药等行业 ,这与有关报
道相符 。
总之 ,紫露草微核技术可以有效用于监测废水
对环境的污染 ,监测废水中污染物对生物的潜在影
响 ,阐明理化指标所不能反映的遗传毒性 。另外我
们在加强污染源排放监测工作同时 ,应考虑遗传毒
性等生物指标 ,以全面地反映工业废弃水对环境影
响 。
4 注意事项
4.1 废水的 pH 值变化会使废水中金属离子价态
发生变化而改变其化学形态 ,对微核率有一定影响 ,
因此最好不调 pH ,以保证废水原始组分检测。
4.2 废水对花序处理剂量要视废水的毒性及 pH
不同而不同 ,最好在实验前做好预实验 ,找出适宜剂
量 ,以不出死细胞为宜 。
4.3 选择含有早期四分体的花蕾是取得微核检测
正确结果的保证 。一定要选择细胞核蓬松 、细胞壁
不清晰的恰好是分裂适中的早期四分体分裂时期的
花蕾。
参考文献
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《仪器仪表与分析监测》 2003年第 1期 紫露草微核技术监测工业废水遗传毒性 王兆群