全 文 ：Vo l
。 8 No
。
31 8 9 6
宁 夏 医 学 院 学 报
Ja un ra lo f Ni
n g xi a M edi ea lC o l l eg
e
· 论 著 ·
用紫露草微核技术检测排污沟水中诱变物之初步研究
高文 华 李伯 灵 刘天锡
( 宁夏医学院卫 生系 )
内容提要 : 以 银川市 区四二干 沟和第四排水沟为对象 , 分枯 、 丰水期对氛氮 、
亚 俏酸盐 氮 、 砷 、 酚等主要污 染物进行 了监测 , 并参照该 四项污 染物浓 度 模 拟 配
水 , 用紫露草微核技 术 , 按沟水和 配水分别进行 了诱 变性研 究。 排水沟原水 及混合
配水枯水期微核率比丰水期高 , 差异有高度显著性 。 配水单项 污染物砷 、 氛氮 、 酚
诱 变微核 率枯 、 丰水期都高 , 而混合水样微核率居中间水平 , 可 能是各种物质间产
生桔杭作用所致 。 研 究证明 , 紫露草微核技术是监测环境污染物的一项简便 、 经济 、
有效的技术 , 微核率的高低与污染物浓度有明 显梯度关 系 , 对判断环境污染严 重程
度 , 分析对生物机休 的远期危害 , 是个很好的生物学指 标 。
关键词 : 污水 /毒性 ; 植物 /诊断应用 ;
化学性 ; 诱变性试验 ; 宁夏
关于运用生物学方法监测环境污染物 ,
国内外学者作了许多研究 。 一般广泛采用的
是哺乳动物体内监测法 , 但效率低 , 且不经
济 ; 应用原核生物如细菌的监测 法 虽 较 简
便 , 然而与人体实际关系不甚密切 `’ ) 。 美国
西伊里诺大学马德 修 ( M a T e h s iu ) 教授
根据环境污染会引起染色体畸变而形成微核
的原理 , 建立了紫露草微核监测 法 ( T r a d -
e s C a o t i a
l二 i c r o n : a l e u s t e s t ) ,于 19 8 0年
夏介绍到我国 ` 2 ) 。 山东海洋学院用该 法 检
测海水污染和工厂废水化学耗氧量 ( C O D )
指标与紫露草微核率 的 比 较 实 验 获 得 成
功 ` 3 ) 。 其后某些省 (市 ) 、 、 自治区 也 相继
引进此监测技术 , 但目前尚未见报道 。
鉴于紫露草微核监测法是业 已 证 实 为
监测环境污染物最有效的 一 种技 术 , 我 们
于 19 8 4年秋引种了美国 的 一 种 紫 露 草 3 ’
( T r a d e s e a n t i a p a l u d o s a 3
#
)
, 并于 1 9 8 5年
细胞质 /病理学 ; 生物测定 ;水污染物 ,
春正式进 行了头验研究 。 本次实验以银 川 、 1j’
几条主要排水沟污染现状为基础 , 研究其中
是否存在可破坏染色体的化学性诱变物 , 探
索 原因或寻求刘量一效应关系 , 借以判 断 其
对生物体的影响 。
材料和方法
本实验共分 4个部分 : ( 1) 四二干沟与银
新干沟汇合处 ( 简称汇合处 , 下同 ) 、 第四排
水沟北塔段枯水期和丰水期原水紫露草微核
率测定 ; ( 2 ) 按枯 、 丰水期主要沟段测定
的几种污染物均值人工配水 (单项及混合水
样 ) , 测定紫露草微核率 ; ( 3 ) 四二干沟
起点水 (对照点 ) 、 蒸馏水 、 清洁水 (本校
承压水 ) 作为空白水样测定紫露草微核率 ;
( 4 ) 常规化学诱发剂诱发紫露草微核率的「
同步测定 。
实验所用的紫露草是美国沼译男露草丁
由国家环保局南京环境保护科学 研 究 所 提
供 。 以盆栽方式培育 , 冬季置于有采暖设备
的室 内 , 夏秋置无污染源 的室外 。
采各水期沟水样在实验室静置 , 取上清
掖 , 混合水样 , 检测水溶性污染物质 , 因 p H
值符合规定范围 , 故处理 花序时 未 进 行 调
试 。
人工 配水 浓度 :
丰水期 (取均值 )
氮氮 5 . o ln : / L
亚硝酸盐氮 o . 1 6 m g / L
0
.
o O l m g / L
0
.
0 02
, n 牡 / L
酚砷
混合水按上述浓度棍合后 ,加水至 1 工之 。
枯水期 ( 取均值 )
氨氮 5 4 . o lt : / L
、正硝酸盐氮 0 . 3 51 1、 / 七
酚 0 . 0 5 n , g / L
砷 0 . 01 5 , , : g / L
混合水按上述浓度棍合后 , 加水至 I L 。
人工配水按单项及混合水分 别 处 理 花
序 , 卜不的是与沟水原水作比较 , 同时筛选诱
变性强的物质 , 并考核各项 污染物有无联合
作用 。
常规化学诱变剂采用叠氮化钠 ( N a N : ) ,
用蒸馏水分别配成浓度 3 、 6 和 12 m g浓度 。
该实验的 目的是通过对比找到沟水及 人工配
水诱变紫露草微核率的水平 。
为求得紫露草微核本底值及排除有关因
素的影响 , 同时做 了对照及空自实验 (表 1 ,
2 )
。
微核测定步骤 : 各项实验均采 用紫露草
花序剪枝水插法 (图 1 ) 。 将试水盛于 5 0 二 1
的烧杯 中 , 其上蒙 以带孔的塑料薄膜 , 每份
水样为一个处理组 , 每组插花序枝条 15 个 ,
在室内天然光照下处理 1 2 h , 再换上清 洁 亡
来水恢复培养 24 h , 然后摘下花序 用 卡诺固
定液固定 24 行, 最后移入 70 %的酒 精中 低温
保存 。
制片观察方法 : 取保存待查花序 , 从中
选择适龄花蕾 , 剥出幼嫩的花药 , 用解刘针
刺破花药 、 释放出四分体 ( 、 e t r a d ) 、 以石
碳酸洋红染色 , 上覆盖玻片 , 火 焰 固 定 镜
检 , 计`算微核 ( 。 、 i c r 。 ; , t、 e l e L, s ) 及 {, t{分 沐
表 1 沟水不 同水期微核率测定结果
微核率 标准误 相对微 孩率
了 个夕 ( “ 厂 )
飞、 G示2
2
,
OJ Z
1
。
5土8
J 丁O F
O
。
9 7 1
。
2 0
1
。
0净 0 。 1
处水认洲合塔汇北针混
, 、 8 8 9
1 , 丁2 4
1
一
14
〕 。 1 7
1
.
1 8
1
。
0 0
段处合塔汇北枯水
1 , 6 8 3
1 , 5 7 1
水照合对混
期
, 四二干沟起 点 , 系与沟水同步进行 , 二 各段微核率减去对照点微核率 .
3裹 2 模拟不 同水期主要污染物浓度微核率测定结果
一一 - ` . . . . . . . . . . . . . .
项 目
浓 度
( m g / L )
四分体数
(个 )
微 核 率
士 S E M ( % )
相对微核率
(% )
氨 氮
亚 硝 氮
酚
砷
恨合水 .
5一 0 0 1
一
7 3 2 2
。 83 士 1 。 0 8
0
。 1 6
1
。
29
1
。
1 9
0
。
0 01
1 , 5 3 8
1
一
7 4 8
2
。
7 3士 1 。 0 3
1
。
7 2士 0 。 9 0 。 1 8
0
。
00 2 2
,
0 7 1
1
,
5 4 8
3
。
1 4 士 1 。 0 1
2
.
1 3士 1。 0 4
1一 6 0
0 。 5 9
邪歇公夏书升聋攀
氨 握
亚 硝 氮
酥
砷
混合水*
5 4
一
0 1
,
8 4 4 6
。
1 3士 1 一 1 3
0
一 3 5 l
一
8 5 5 1
。
6 2士 0 。 8 5
。
5 9
。 0 8
D
。
0 0 5 1
一
e 7 8 4
.
7 1 士 1 。 2 1
0 。 0 t 5 1
一
65 4 6 。 5 3 士 1 。 1 7
3
。
1 7
4
一 9 9
都深边级书招获擎
1
,
6 8吕 3 。 8 5 士 1 。 1 8 2 . 3 1
蒸 馏水 今 * 1 , 6 8 4 1 。 5 4士 0。 8 7
. 浓度为四种污染物之和 , . ,为 空 白实验 , 取两批实验结果均值 。
图 1 紫露草水插法实验
数量 ( 图 Z a , Z b) 。 侮个实验组做 5 、 6
张片子 , 每张片子统计3 0 以上四 分 体 , 每
个处理组统计四分体总数不 少 于 1 , 5 0 个 ,
然后分别计算微核率 , 进行统计学分析 。
实验结果
一 、 排水 沟原水 实验
丰水期 、 枯水期实验结果如表 1 所示 。
由表 1 看出 : ( 1 ) 不同水期相比较 ,
枯水期微核率比丰水期高 , 经显著性检验 ,
抽2。索露草花粉母细 胞四分体及微柱 (右下 ) 圈 b2 紫露草四分体微核 ( 左下 )
两水期微核率差异有高度显著性 , 说明枯水
期污染重 。 ( 2 )按沟段比较 , 两水期微核率
以汇合处最高 , 其次是北塔段 , 比率顺序为
汇合处 > 北塔段 > 四二千沟起点 (对照 ) ,
相对微核率亦然 。 经单因素方差分析 , 枯水
期 各 段 差 异 非 常 显 著 ( F = 1 3 . 1 8 , P <
0
.
01 )
。
( 3 ) 混合水 (模拟沟水浓度 ) 微
核率与相应沟水原水微核率接近 , 这说明抓
住排水沟中主要污染 物 进 行 监 测 是 合 理
的 。
二 、 单项及 混合 污染物模拟 实验
根据丰水共, 和枯水期实测污染物浓度 ,
分单项及等浓度混合配水制定微核率 , 结果
见表 2 。
表 2 结果表明 : ( 1 )砷 、 氨氮诱发微核率
在枯 、 丰水期都较高 , 酚由 0 . 0 1 0 9 / L提
高到 0 . o 05 m g / L时 , 微核率 增 加2 . 7倍。
( 2 ) 各项污染物所致微核率 , 丰水期差异
不显著 ( F = 1 . 76 , P > 0 . 0 5) ; 枯水 期各
种污染物浓度均较高 , 微核率相应增加 , 故
差异非常 显 著 ( F = 6 . 34 , P < 0 . 01 ) , 说
明主要由砷 、 氨氮和酚三种物质 所 造 成 。
( 3 ) 混 合水微核率居中间水平 , 这可能是
由于各种单项物质混合后发生变化或产生某
种拮抗作用所致 。
三 、 化学诱变剂诱发微核实脸
为了同沟水和模拟水的微核率作比较 ,
找出其相对污染水 平 , 本 次 实 验 以N a N :
( 阳性物 ) 配制不同浓度溶液 , 分别测定其
微核率 , 结果见 表 3 。
表 3 诱变剂 N a N 。的微核率
浓 度
( m g / L )
四分体数 微核率 标准误
( 乡` ) ( % )
相对微 核率
( 2石)
一 0 。 6 4
)一98弱个一,96,5
N a N 3
0
。
9 0
2
。
1 1
6
。
1 3
士 1。 00
土 1。 2 1
对 照
对 照
1 , 6 8 4
1 , 5 9 2
1
。
5 4
l
。
7 0
士 0。 8 7
士 0。 9 4帝
水馏蒸自 来
, 为本校承压 水
从表 3 可见 , N a N 。浓度为 6 和 1 2 1 墓 /
L的实验组与对照组的微核率进行 比 较 , 均
有一定差异 , 尤其 1 2 m g / L 的 N a N : 差异更
显著 。
比较表 1 和表 2 的微核率 , 丰水期沟水
及人工配水 大 体 与 N a N 。为 6 m g / L的 近
似 。 枯水期沟水微核 率 高 于 6 二 g / L 、 低
于 12 m g / L N a N : 的水平 ; 而枯水期人工配
水中的氨氮 、 砷诱发的微核率几乎与浓度为
12 m g / L 的N a N 。相当 , 一个四分体出现两
个以上微核的频 率 , 氨 氮 1 . 35 % , 砷 1 . 3
%
,
N a N
。
(1 2二 红 / L ) 1 . 3 1% , 也基本一
致 。
讨 论
一 、 通过本次实验研究 , 我们认为紫露
草微核监测法确实是监测环境污染物的一种
简便 、 经济 、 有效的技术 。 微核率的高低与
污染物浓度有很好的梯度关系 , 对判断环境
污染严重程度 、 阐明对生物损伤机制和推论
人体危害 , 是一个很好的生物学指标 。
二 、 实验结果初步说明 , 排水沟污染物浓
渡随着季节和流量的变化而变化 , 此种变化
可通过紫露草微核监测法加以证实。 单项污
染物分别测定微核率 , 对筛选沟水中主要诱
变物具有一定参考价值 。 从而可指导有针对
性的监测工作的开展 , 尤其砷 、 氨氮 、 酚等
排放量的适当控制与监测不容忽视 。
三 、 实验中发现 , 北塔段沟水和模拟枯
水期配水氨氮及混合水 , 在用以处理紫 露草
花序时出现叶尖变黄及四分体固缩现象 , 这
可能与污染物浓度或联合作用有关 。 人工配
制混合水样 微核率反 比同等浓度的单项污染
物低 , 而居 中等水平 , 是否因混合后发生理
化变化或出现拮抗作用所致 , 有待进一步探
讨 。
四 、 诱变剂 ( N a N 。 ) 及蒸馏水 、 承 压
水微核 率比 山东海洋学院陈登勤等报道的资
料低 。 其原因可能与银川的地理 、 气象 、 水
质及其它环境条件与沿海城市不同有关 。 为
准确掌握本地本底值 , 我们将继续进行比较
实验 。 3 m g / L ( N a N 3 ) 微核率低于对照
组需重复验证 。
(蒙 自治区环保局 、 自洽区环境科学 学会大力支持 ,
宁夏环保研究所余淑琴同志协助镜检计数 , 本 系王枷同志
参与引进紫露草 , 在此一并致谢 。 )
参 考 文 献
1
.
M a T e h s i u
. 紫露草微核对环境 污染物的监 测法 . 山东
海洋学院学报 1 9 8 1 , 1 1 ( 2 ) : 6 5一 7 1。
2 . 方宗 熙 . 中美合作研究用植物细胞微核监测环境污 染物的
报告 。 山东海洋学院学报 i , 8 1 , 1 2 ( 1 ) : i ~ 2 .
3
。 陈登勤 , 等 . 青岛几个工厂废水污染 监侧的 C O D指标与
紫露草微核率的比较实验 . 中国环境科学 1 9 8 4 , 4 ( 2 )
:
5 0e 5 2
。
(上 万妾第 9 页 )
毫伏 ( 因室 早振幅各导联电压正常值不等 , 如
在 l 导多 ( 1 . 0毫伏 ,而在胸导多 > 2 。 O毫伏 ,
无实际参考价值 ( ` ) , 故本文未列入探讨 指
标中。 ) Q R S时限> 0 . 1 6秒 、 P l值 < 1 及 R o
二 T等才有病理意义 。 可是我们发现 , 在统计
过程 中约有 20 例急性心肌梗塞的室早 Q R S
时限多 在 0 . 12 秒 , P l值 > 1 或室早远远落在
T 波之后 ,甚 至有晚发性舒张期室早 (` ) , 反
而发生短 阵室速 (本文 6 例万 B组就有 3例是
如此发生的 ) ; 典型的一例男性 , 63 岁 ,农学
院副教授 , 感胸闷 , E C G 仅偶发单源性室早 ,
无明显特异性 , 未引起重视 , 次 日发生急性
下壁心肌梗塞 。 故而 我们认为 , 老年人一旦
发生室早 , 尤其是具有器质性心脏病患者 ,无
伦哪种类型室早 , 都要引起高度重视 , 给予
相应处理 , 避免严重后果的发生 。 ( “ )我们的
统计资料中 . 在有器质性心脏病组内发现有
4 例并行心律性室早 , 这在临床上也应引起
高度重视 。 因并行心律中的条件之一是联结
间期不等 , 故室早可落在前一个窦性 T波顶
峰上 (或易损期内 ) , 从而导致R o n T的发
生 , 造成折返 , 产生室速 、 室颤等严重后
果。
参 考 文 献
1
. 沈碧如 , 等 . 实用内科杂志 1 9 8 5 , 5 ( 2 ) : 7 2 .
2
。
L o w n B , e t a l
。
A m H e a r t J 1 9 8 2 ; 10 3 :
6 8 9
。
3
。 朱丽云 , 等 。 实用 内科杂 志 1 9 8 4 , 4 ( 2 ) : 8 1
4
。 强瑞春 。 心电图讲座 汇编 . 青岛医学院附属医院 ,
1 9 8 5 * 1 1 9
。
5
。 佘宗法 , 等 。 实用心律失常手册 , 云南人民出版
社 r 1 9 8 5 : 4 5 .
6
。
R
o s e n b a u tn 一 M B
。
E l
e c t r o e a r d i o l 1 9 6 9
,
( 2 ) 2 89
。
了。 实用心电图学 ( 修订本 ) 。 山东科技 出版社 ,
1 9 7匀* 4 51
8
. 黄永麟 . 实用内科杂志 1 9 8 5 , 5 ( 10 ) 5 1 8。
.6
·
A P e r l i i mn ar yS tu dyon th e Ue o sf T r a de e n s a ti aM ie r on e 1e u sTe e h n iq 住
in M n o i to r in gM u ta g, n s i n t h e S e w a g e o f S e w e r a g e o f Y i n e h u a n C i t 犷
G a o 砰 e ” h “ a , L f B o l f n g , L i u T i a n x `
( F a e u l t y o f P u b l
.
H e a l t h
,
N i n g x i a M e d
.
C o l l
.
)
A b s t r a e t
C h i e f p o l l
u t a n t s a m m o n i a n i t r o g e n
, n i t r i t e n i t r o g e n
,
A s
, a n d p h e -
n o l i n t h e s e w a g e o f t h e I V 一 2 t r u n k s e w e r a n d t h e f o u r t h s e w e r o f Y i n -
e
h
u a n C i t y d u r i n g t h e l
o w w a t e r 一 l e v e l a n d h l g h w a t e r一 l e v e l p e r i o d s
w e r e m o n i t o r e d r e s p e e t i v e l y f o r m u t a g e n s b y t h e u s e o f T r a d e s e a n t i a m i -
e r o n u e l e u s t e e h n i q u e
.
R e f e r r 呈n g t o t h e e o n e e n t r a t i o n s o f t h e f o u r
a
b
o v e p o l l
u t a n t s , m o d e l
s o
l
u t i o n s o f t h e f o u r e h e m i e a l , a n d t h e i r 爪 i x -
t u r e w e r e a l s o P r e p a r e d a n d m a d e u p
, a n d m u t a g e n i e i t y s t u d i e s w e :
。
p e r f o r m e d b y t h e s a m e m i e r o n u e l e 主 t e e h n i q u e . M i e r o n u e l e u s r a t e s o f
h e e s e w a g e i n l
o w w a t e r 一 l e v e l p e r i o d a n d t h e m i x t u r e m o d e l w e r e b o t h
h i g h e r t h a n t h a t o f s e w a g e d u r i n g h i g h w a t e r 一 l e v e l p e r i o d , d i f f e r o n -
e e s b e i n g v e r y s i g n i f i e a 公 t s t a t i s t i e a l l v
.
M i e r o 公 u e l e u s r a t e s o f e a e h
o f t il 已 t五r e e e h e m i e a l m o d e l s , n o t e o u n t i n g t h e u i t r i t e n i t r o g e 且 , 飞v 。 : e
a 11 h 1 g h d u r i n g b o t h t h e l o w w a t e r 一 l e v e l a 几 d h i g h w a t e r 一 l e v e l p e r i o d s ;
b u t t h e m i e r o n u e l e u s r a t e o f t h e m i x t u r e m o d e l w a s o u l y a r o u n d t l l e
i n t e r m i d i a t e l e v e l w h i e h m i g h t b e d u e t o a n t a g o n i s t i e i n t e r a e t i o n s
b e t w e e n 士h e f o u r e h e m i e a l s 。 R e s u l t s o f t h i s b i o l o g i e a l i n f l o r e s e e n e e
a s s a 丁i n g o f T r a d e s e a n t i a P a l u d o s a m i c : o n u e l e u s e o n f i r m e d t h a t i t 15
a s i m p l e
, e e o n o m i e t e e h n i q u e a n d a n e f f e e t i v e p a r a m e t e r i n m o n i t o -
r i n g e n v i r o n m e n t a l p o l l u t a n t s
,
t h e r e e x i s t e d a n e v i d e n t g r a d i e n t
a s s o e i a t i o n b e t w e e n m i e r o a u e l e u s r a t e s a n d e o n e e 九 t r a t i o n s o f p o l l 以 -
t a n t s
.
I t 15 a q u i t e s e n s i t i v e b i o l o g i e a l i n d e x 10 a d j
u d i n g t h e s e r i o : s n -
e 5 5 o f e n v i r o n m e n t a l p o l l
u t i o n a n d a n a l y z i n g t h e i r l o n g 一 t e r m h a z a : d s
t o w a r d h u m a n a n d o r g a n i s m s
.
K e y w o r d s
:
S e w a g e / t o x 多 P l a n t s / d i a g u s e , C e l l n u e l e u s / p a t h o l ;
B i o l o g i e a l a s s a y , W
a t e r p o l l u t a n t s
, e h e m i e a l ,
M u t a 之e n i e i t y 士 e s t s ; N i及 s x i a