全 文 ：云南大学学报 (自然科学版), 2002 , 24 (3):237 ～ 240 CN 53-1045/N　ISSN 0258-7971
Journal of Yunnan University
利用紫露草微核技术监测抚仙湖水质污染的研究
陈　霆1 , 2 , 王海娟1 , 段昌群1 , 施晓东1 ,3
(1.云南大学 环境科学系 , 云南 昆明　650091;2.内蒙古呼伦贝尔学院 生化系 , 内蒙古 海拉尔　021008;
3.曲靖师范学院 化学系 , 云南 曲靖　655000)
摘要:以 NaN 3 处理作为阳性对照 ,以自来水处理作为阴性对照 ,用紫露草微核监测法对抚仙湖具有代表
性的 10 个水样进行了监测评价.结果表明:各水样微核率与阴性对照相比都有较明显升高 , 邻近湖滨区域的
水体污染程度远高于湖泊中心水体 , 湖泊南部的水体污染程度高于北边的水体.这种变化与化学监测的结果
是一致的.
关键词:紫露草微核监测;抚仙湖;水污染
中图分类号:Q 948.119　　文献标识码:A　　文章编号:0258-7971(2002)03-0237-04
　　早在 1886年的血液学文献中就有了对微核的
描述 ,尤其在 70 年代初期由美国 Western Illinois
大学的 Te-Hsiu Ma 用紫露草四分体微核技术监
测环境污染和检测环境危险物质以后 ,引起了世界
各国的重视 ,国内外的许多学者都纷纷开展工作 ,
从而使得植物微核技术在国内外得到很快的发展
和推广.用于微核监测的材料常常包括葱属类 、紫
露草 、蚕豆和珍珠谷等 ,并且微核技术可以用于监
测多类物质 ,诸如有机物 、农药 、诱变剂和重金属
等.目前 ,许多国家性机构和国家已经把微核技术
列为诱变试验常规方法.其中紫露草四分体微核技
术由于其材料易于培养成活 、制片简单 、易于镜检
观察 、经济实用 、实验周期短乃至四季均可以开展
工作而得到广泛的应用.
王焕校[ 1]等曾用蚕豆根尖微核监测滇池水质
污染 ,而王宏镔[ 2] 等也用紫露草四分体微核监测
过滇池水质 ,都得到了较好的结果 ,和化学监测结
果基本一致 ,这说明了微核监测的可行性和可靠
性.而且作为生物 ,紫露草微核实验更接近于人的
反应机理 ,能更准确地监测污染物的潜在危险性.
虽然微核频率高不能说明致畸变物质浓度高 ,但是
却能够说明这些物质的组合作用有很高的毒性和
致变性.而一般的化学监测则只能告诉我们某一类
或某一种物质的量化指标 ,究竟这么多的物质意味
着什么样的危害则不能直接说明 ,还需要进行生物
监测或三致效应研究来进行评估.
抚仙湖(又名澄江海)位于云贵高原的玉溪市
的澄江 、江川 、华宁县境内 ,是玉溪市主要的水资
源 ,也是云南省重点保护的湖泊和著名风景旅游
区.流域面积 614 km2 ,湖泊面积 212 km2 ,最大水
深 157.3 m ,平均水深 78.0 m ,是我国第 2深水湖
泊 ,平均水资源量 1.31亿 m3 ,是云南省水容量最
大的高原湖泊.它是该地区工业 、农业和居民生活
用水的主要来源 ,在区域经济发展和维持生态平衡
等方面有着举足轻重的作用.近年来 ,随着工业和
旅游业的高速发展 ,抚仙湖的水体受到了不同程度
的污染 ,而且污染迅速发展的趋势令人担忧.目前 ,
通常利用常规的物理化学手段进行水质监测 ,而对
抚仙湖水体的诱变性能的研究还少见公开报道.因
此本研究利用紫露草四分体微核技术(Trades-
cantia-MCN Test)对抚仙湖水体进行监测 ,旨在
分析湖泊污染后的水体的诱变性能.
1　材料与方法
1 .1 　材料 　紫露 草(Tradescant ia subcaulis
4 430#)引自美国 ,培养在云南大学校园内无人为
收稿日期:2001-10-22
　基金项目:国家自然科学基金资助项目(39970142);教育部高等学校骨干教师资助计划项目(GG-180-10673-2001).
　作者简介:陈　霆(1963-　),男 ,黑龙江人 ,讲师,主要从事环境生态学研究.
污染的实验田中.该品系对诱变剂有高度的敏感
性[ 3 ～ 5] .
1.2　水样采集　在 2000年 9月下旬在抚仙湖 10
个地段采集水样.水样主要按照出入口 、中心区 、滞
留区 、水流区 、水源区 4个区域进行布局 ,并以此采
集了 10个水样.这 10 个水样的采集点分别是:A
(新河口)、B(海口)、C(湖泊狭部中心区)、D(梁王
河)、E(弧岛)、F(玉带河宾馆)、G(明星火焰度假
村)、H(禄充)、I(海军基地)、J(湖泊中心).具体分
布见图 1.其中沿湖周围的采样点距离湖岸大约 30
m ,而C 则在抚仙湖最窄处的中心位置 , J则在湖泊
较宽处的中心位置.
1.3　实验方法
1.3.1　紫露草的处理　取自来水(水源来自昆明
市松华坝水库)1组水样作为阴性对照 ,以不同质
量浓度(0.25 , 0.5 ,0.75 , 1.0 , 2.0 , 4.0 , 6.0 , 8.0 ,
12.0μg/L)的 NaN3(共 9组)处理作为阳性对照 ,
抚仙湖各采样点水样各 1组(共 10组)进行处理.
用每组处理 10个发育良好 、处于幼期的紫露
草花序 ,处理 24 h 后换用 HE 营养液恢复培养 24
h.染毒处理与恢复培养期间 ,用 40 W ×4日光灯
补充光照(8:00 ～ 22:00),气泵补氧(通气 10 min
停50min),并对光照 、温度 、湿度进行监控 ,其中光
照为 3 000 ～ 4 500 lx , 温度为 20 ～ 30℃;湿度为
80%～ 95%.恢复培养结束后 ,取花蕾用卡诺氏固
定液固定 12 ～ 24 h ,换体积分数 70%乙醇保存备
检.
1.3.2　微核监测　制片 、镜检 、微核判断 、统计分析
主要按 Ma Te-hsiu[ 6]的研究方法 ,略加修改.
微核率(fMCN)=所观察到的微核总数镜检四分体总数 ×100%.
不同样点间的微核率通过 T 检验进行统计分
析;阳性对照实验中的剂量效应以 F 检验进行统计
分析.
2　结果与分析
研究得知 ,用自来水作为阴性对照处理(测定
微核率本底值),其 fMCN值为 1.580 %.
本研究中用 NaN3 处理作为阳性对照.NaN3
是已被证明的诱变物 ,它对紫露草微核频率诱导的
剂量效应见图 2.经 F 检验 ,达到显著性差异.用不
同质量浓度 NaN3 处理紫露草所产生的微核率呈
抛物线形变化.在本研究中 ,质量浓度从 0 ～ 0.75
μg/L 时微核率逐渐升高 ,质量浓度在 0.75μg/L
时微核率达到峰值 ,随着质量浓度增加微核率逐渐
降低 ,质量浓度在 8.0μg/ L 以上因致死效应导致
已无微核产生.
抚仙湖水样处理产生的微核率的变化见图 3.
从图 3可以看出 , 10 个水样均使紫露草四分体微
核率增加 ,而增加幅度又各不相同 ,其大小依次是:
新河口>梁王河>海口>禄充>海军基地>玉带
河宾馆>明星火焰度假村>弧岛>湖泊狭部中心
区>湖泊中心区.其中新河口 、梁王河 、海口 、禄充 、
海军基地 、玉带河宾馆 、明星火焰度假村水质与自
来水的差异(T >2.575 8)均在 T 0.01水平上显著 ,
弧岛水质与自来水的差异(2.575 8>T >1.96)在
T 0.05水平上显著 ,湖泊狭部中心区 、湖泊中心区则
与自来水之间(T <1.96)无明显差异.
　　图 1　抚仙湖水样采集点示意图
Fig.1 Illustration of sampling sites of water samples ob-
tained from Fuxian Lake
　　图 2　不同质量浓度 NaN3 处理条件下紫露草的微核
率变化
Fig.2 Micronucleus frequency of Tradescantia under dif-
ferent NaN3 concentration treatment
238 云南大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　第 24 卷
　　图 3　抚仙湖各采样点微核率
Fig.3 M icronucleus frequencies of Tradescantia induced
by sampled waters from Fuxian lake
A —新河口;B—海口;C—湖泊狭部中心区;
D —梁王河;E—弧岛;F—玉带河宾馆;G—明星火焰度假村;
H—禄充;I—海军基地;J—湖泊中心区
3　讨　论
NaN3引起紫露草微核率变化的剂量效应曲
线呈抛物线形 ,质量浓度在 0 ～ 0.75 μg/L 范围内
随着 NaN3 质量浓度的升高 ,紫露草四分体微核率
增加 ,在质量浓度为 0.75μg/L 达到峰值 ,随后随
着质量浓度增加 ,微核率又下降.这种情况同段昌
群等研究蚕豆微核率(Vicia faba L.)对重金属处
理的剂量效应是一致的[ 7] .其原因可能是:高浓度
的诱变剂对细胞伤害很大 ,以至于抑制了细胞的正
常分裂 ,而微核的产生一般必需经过细胞分裂 ,从
而抑制了微核的产生 ,故高浓度的诱变剂往往还可
能使微核率下降.这并不意味着高浓度的诱变剂没
有诱变毒性 ,而是它快速的致死效应 ,使微核不能
形成 ,或它的毒性不能通过微核频率的升高再来体
现.从而 ,任何一个诱变效应的检测 ,必须预先开展
最高检测剂量的研究 ,超过这个范围 ,将影响微核
检测技术的检测结果.在本研究中 , NaN3 质量浓
度的有效范围是 0 ～ 0.75μg/L ,超过最高剂量 ,将
影响实验的真实性[ 2 , 5～ 8] .
从图 3中可以看出 ,抚仙湖水样最高的诱变效
应均在阳性对照中显示的紫露草正确检测内 ,从而
本监测结果是可信的.
从实验结果来看 ,抚仙湖水质总体还是比较
好 ,平均微核率较低(2.229 3%),但仍高于阴性对
照 ,说明水体也存在一定程度的污染.但在整个水
域中 ,不同的区域污染状况是不一样的.采样点的
狭部中心区和湖泊中心区的微核率很低(分别为
1.376 7%和 1.283 1%);弧岛区域水质明显高于
阴性对照 ,表明污染程度比较突出;而新河口 、海
口 、梁王河 、玉带河宾馆 、火焰度假村 、禄充 、海军基
地这 7个监测点水质极显著高于阴性对照 ,证明其
污染相对较为严重 ,应该引起足够的重视 ,以避免
第 2个“滇池悲剧”的出现[ 9] .鉴于国家环境标准的
制定是依据生化需要氧量(BOD)、化学需氧量
(COD)、总氮 、总磷 、挥发酚 、亚硝酸盐 、砷 、汞等指
标进行水质类别划分的 ,所以不能把微核率与环境
标准直接挂钩 ,但是却从侧面反应了上述物质通过
拮抗 、协同等相互作用已经有了一定的致变性 ,能
够导致微核率的增加.
不同区域水体污染的差异性同各区域的地理
位置 、水文特征以及相关区域人类活动的强度密切
相关.湖泊中心区的地理位置决定了该区域污染负
荷小 ,水深 、量大 ,自身净化能力强;新河口 、梁王
河(东 、西大河为抚仙湖的入水口)一带是抚仙湖最
北端 ,与小镇 、澄江县城排污区相邻 ,也是来抚仙湖
旅游者的必经之处和食宿地 ,小镇的生活垃圾大部
分从这里排入湖中 ,导致湖水严重污染;海口(清
水河)是抚仙湖出水口 ,由于附近有右所 、矣旧两村
和 1个工厂 ,生活垃圾和工业污水大部分排入湖
中 , 其污染程度(fMCN =2 .8 9 9 %)已接近
0.25μg/L NaN3(fMCN=3.13%)对水质的污染水
平;玉带河宾馆 、火焰度假村 、禄充等是主要的旅游
区 ,污染程度(fMCN >1.7%)自然较高;弧岛一带
也存在较高程度的污染(2.5758>T =2.238>
1.96).不仅如此 ,结合图 1和图 3中还可以看出 ,
南部区域的水样诱发的微核率要高于北部区域 ,这
主要在于南部区域是星云湖水进入抚仙湖的邻近
区 ,而星云湖污染相当严重 ,目前是抚仙湖最大的
污染源.紫露草微核检测结果同环境监测站多年以
来利用化学分析的监测结果是一致的.也与抚仙湖
藻类植物类群调查所显示的结果一致 ,即一些富营
养藻类如水华微囊藻 、丝状藻类等已经有所生长 ,
这些都说明了抚仙湖也在逐渐富营养化[ 10] .而其
进入的氮 、磷的物质形态还不完全清楚 ,它们之间
的相互作用很可能会增加水质处理的微核率.
从研究结果可以看出 ,抚仙湖污染状况是湖周
边较中心区严重 ,工业 、农业 、旅游发达区最为严
重 ,污染趋势为从周边向湖泊中心发展.应该指出
的是 ,本研究采样时间是 2000年 9月下旬 ,为该地
区旅游淡季 ,游客很少 ,污染可能相对较低 ,即使这
样 ,也明显检测到了该湖泊水体的诱变性.在旅游
旺季 ,游人云集 ,此时污染指数还会相应升高.
239第 3 期　　　　　　　　　　　陈　霆等:利用紫露草微核技术监测抚仙湖水质污染的研究
抚仙湖虽然目前污染程度较低 ,但与阴性对照
比较已达到了显著差异水平 ,这几年抚仙湖的污染
有发展 、加重的趋势 ,应引起人们的注意并加强监
测和治理研究.
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Tradescantia micronucleus biomonitoring for water
pollution in Fuxian Lake ,Yunnan
CHEN Ting
1 , 2 , WANG Hai-juan1 , DUAN Chang-qun1 , SHI Xiao-dong1 ,3
(1.Department of Environmental Sciences , Yunnan University , Kunming 650091 , China;
2.Department of Biology and Chemistry ,Hulunbei er College, Haila er 021008 , China;
3.Department of Chemistry , Qujing Teacher s College, Qujing 655000 , China)
Abstract:Located in the middle of Yunnan Plateau , as the second deepest lake in China ,Fuxian Lake is being pol-
luted.Tradescantia micronucleus f requency were determinated in 10 w ater samples obtained from different sites of
Fuxian Lake , and the mutagensis of the w ater samples of the lake were estimated.The results showed that the water a-
long the shores of the lake was much more polluted than that in the central area of the lake , and the w ater in the south-
ern part of the lake was more contaminated than that in the northern part of the lake.
Key words:Tradescantia micronucleus test;Fuxian Lake;water pollution
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