全 文 ：19 95 年
海 洋 湖 沼 通 报
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用紫露草微核技术对荆马河
沉积物的初步研究浓
潘立勇 粟多寿
( 徐州市环境保护科学研究所 徐州 1 2 2。。 2)
王 永 功
( 徐州市果园 徐州 1 2 20 0 8)
摘
荆 马河是造成京杭运河徐州段污染的主要 纳污 、 排污河流 , 河中沉积物约三万
叱 , 沉积深度在 0 . 4米至 1 . 8米之 间。 本文论述 了用紫露草微核技术对沉积物致突变
性的研 究方法和结果 , 探讨了对沉积的处理方式 。
关键词 : 紫露草 , 微核率 , 荆马河 , 沉 积物
一 、 引 言
荆马河多年来受徐州市北区工业废水的严重污染 , 实际上 已成为纳污 、 排污河流 。 由于河
水流速小 (正常情况下流速小于 。 . 2米 /秒 ) , 污水 中的悬浮物质大多沉积到河底 。 据徐州市环保
所 1 9 8 9年调查 , 荆马河沉积物约三万吨 (湿重 ) ,沉积深度一般在0 . 4一 1 . 8米之间 , 沉积物中的
重金属 、 黄磷 、 砷 、 氟 、 C O D o r污染严重 , 特别是有 “ 三致 ” 效应的有机物污染更为严重 。 这
些沉积物在降大雨 、 泄洪 时 , 随河水流速增大而起动 , 冲刷进入水体 , 排入京杭运河 , 造成
运河水质突发性污染 , 以致造成运河及下游骆马湖大量死鱼 , 也给微山湖带来威胁 。 尤其是
大量难分解的有机物质 , 经食物链进入鱼体再转移到人体内 , 导致人体细胞癌症 、 畸形 、 突
变的发生 。 因此 , 本研究对保护生物和人们的健康有着重要意义 。
沉积物的污染释放作用是指沉积物中发生的生化 、 化学反应 , 使污染物质的形态和含量
发生变化 ; 在沉积物与水体之间污染物浓度不平衡的情况下 , 一些物质透过泥水界面向上复
水扩散 , 在水流作用下再悬浮的沉积物颗粒向上复水释放污染物质的过程 。 荆马河的沉积物
多半由排放的工业废水中悬浮物质沉降形成 , 其中含有大量的有机物质 、 重金属和其它毒性
物质 。 这些污染物在沉积物中的浓度往往比河水中的浓度高几十倍至几百倍 , 这种浓度梯度
能造成沉积物中污染物的释放 。
1 9 9 4年 s 月收稿
带本文经青岛海洋大学陈登勤教授审阅 , 特此致谢 。
DOI : 10. 13984 /j . cnki . cn37 -1141. 1995. 03. 007
3期 用紫露草微核技术对荆马河沉积物的初步研究公
二 、 材料与方法
依据荆马河沉积物的释放规律 , 为了便于对照 、 比较 ,在河流的上游至下游选八里屯桥 、
化工区排污 口 、 铁路枢纽桥 、 徐钢桥 、 车辆厂桥 、 东王庄桥和知青桥七个采样点 , 同时取水
和沉积物样品 , 对各沉积物样品分别测含水量 , 结果都在 75 ~ 85 %之间 , 差距不大。 按泥 、
水比 1 : 5 的比例 , 称取 85 克鲜泥 , 倒入 50 0毫升的烧杯中 , 再用量桶取 4 25 毫升的自来水注
入该 烧 杯 。 用玻璃棒在烧杯中充分搅拌 , 每个烧杯连续搅拌十分钟 , 使污染物释 放 到 水
中 , 静置 24 小时后 , 再用同样的方式重复搅拌一次 。 然后 , 依照国家环保局颁发的 《 生物监
测规范 》 ,采用紫露草 ( T ar d e 。 。 a nt ia p al u d o s a) 3 号敏感品种测定水样的方 法进行试验 ,用
自来水作对照 。 紫露草微核观察结果按下列计算公式求出微核率 :
微核率 _ 微核总数四分体总数 x 1 0 0 %
利用“ 平均值差的标准误差 ”公式 , 来判断处理组与对照组之间微核率差异的显著程度 。
公式 : S d = 矿 ( S E t ) “ + ( S E e ) 2
S d— 平均值差的标准误差值
S E t— 处理组的标准误差值
S E C— 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值两倍时 , 表示处理组的平均值与对照组平
均妙差异显著 (5 %以下的机率 ) , 从而 , 评价水质是否受到诱变剂污染及污染水平〕 l 〕〔 “ 〕。
三 、 结果与分析
沉积物中的可溶性物质释放到自来水中后 , 使自来水受到污染 , 其中致突变物的污染如
何 , 通过紫露草微核检验 , 结果见表 1 。
裹 1
T a b l e 1
.
策 , 草 橄 核 洲 定 荆 马 河 沉 积 柳 结 果
T h e d e t e r m i n e d r e s u l t s o f s e d i m e n t i n th e Ji n g m a
R i
v e r
b了 t r a d e s e a n t i a m i e r o n u e le u s
处 理 组
(采样点 )
四分体数
(个 )
平均徽核率
(% )
平均值差
(处理一 C K ) 标
准 差 标 准 误
平均值差的标准误差值
( S d )
e K }
八里屯桥
化工区排污 口
铁路祖纽桥
徐 俐 桥
车辆厂桥
东王庄 桥
知 青 桥
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2 7
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。
2 1
0
。
2 1
海 洋 湖 沼 通 报1 9 95 年
试验中 , 紫露草微核率的观察结果表 明 , 荆马河各采样点的致突变沉积物很容易浸 出 ,
释放到水中造成水污染严重 。 在一个河床中 , 污水和沉积物是一个有机的整体 , 相互干扰和
影响 。 随着水的流动 , 污水中的一些有毒有害物质会沉积在河的底部 ; 而当沉积物浓度很高
时 , 又会释放到浓度较低的水体中 。 在考虑荆马河污染 时 , 不能低估致突变沉积物的作用 。
致突变物在沉积物中的浓度变化与工业废水排放和水污染的衰减有着密切的关系 , 在整
个荆马河 中有一定的变化规律 , 沉积物测定与同时采集的水样测定结果 比较见图 1 。
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图 1 荆马河污水和沉积物所致紫露草微核率的变化曲线
F i g
.
2 V a r i a t i o n e u r v e s 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 e a u s e d b y
s e w a g e a n d s e d i m e n t i n t h e J i n g m a R i v e r
从图中水样曲线可见 , 荆马河不同断面的水致紫露草微核率的差异也很大 。 位于徐州钢
铁总厂下游的徐钢桥处的水致紫露草微核率高达 2 4 . 72 % , 而位于该厂上游的铁路 枢纽 桥的
微核率为 16 . 06 % ; 显然 , 这是 由于徐州钢铁总厂废水排入荆马河后 , 造成诱 变剂突 然升高
所致 。 同时表明 , 该厂排放到荆马河中的致突变物量很大 , 给荆马河乃至大运河带来的污染
和毒性极为严重 。 化工区排污 口则是占第二位的污染大户 , 其微核率也达到 18 . 20 % 。
沉积物和污水所致紫露草微核率的变化 比较说明 , 在荆马河 中二者致突变物的浓度变化
趋势是一致的 , 沉积物的致突变效应很强 , 用 5 倍的清洁水使之浸出 , 便能明显 地 指 示 出
来 。 所以荆马河沉积物的污染更为严重 , 在研究荆马河综合整治时 , 不可忽视 。
四 、 几种底泥处理途径的探讨
荆马河致突变沉积物的研究表明 , · 由于该河接纳水污染源比较复杂 , 涉及化工 、 造纸 、
黑色金属冶炼 、 皮革皮毛等 15 个工业行业 , 随着废水在河床流动 , 沉积在河底的污染物毒性
也不断增加。 全国各地都面临着如何处置废水沉积物的难题 , 我们对此作了进一步探讨 。 研
究对象选择有代表性的荆马河上游八里屯桥和中游徐钢桥断面的底泥 , 以及淮海制革厂所采
的底泥 。 从采样点采来样品后 , 分别做鲜样冷藏 、 室 内自然风干和室外复盖塑料薄膜进行堆
肥化高温发酵处理 , 同时测定鲜泥含水量 。 堆肥化高温发酵温度一般可达 60 ~ 70 ℃ , 有时达
80 ℃以上 , 处理时间为二十天 。 鲜泥紫露草测定按泥 、 水比 1 : 5 配制在 50 。毫升烧杯 中进
行 , 方法同前文所述 。 堆肥处理和 自然风干的土样则要人工磨碎 , 经 40 目筛后 , 根据各样品
含水量换算 , 称取与鲜泥等量干物质的各处理土样 , 分别置于 5 0 毫升烧杯中 , 并 加满 自来
水 , 去除漂浮物和杂质 , 并用玻璃棒连续搅拌 10 分钟 , 2 4小时后重复一次 , 使土样中的污染
3期 用紫露草微核技术对荆马河沉积物的初步研究 荟
物释放洛解在水中 , 用自来水作对照 。 其余试验步骤与废水的紫露草微核测定相同 , 镜检试
验后为紫露草微核率 , 结果见表 2 。
表 2
T a b l e
。
2
紫 露 草 微 核 测 定 各 处 理 组 结 果
D e t e r m i n e d r e s u l t o o f e a e h p r o e e s s i n g g r o u p b J
s t r a d e s e a n t i a m i e r o n u e l e u s
处 理 组
四分体数
(个 )
平均微核率
( % )
平均值差
(处理一 C K ) 标 准 差 标 准 误
平均值差的标准误差值
( S d )
C K
j 、里屯桥鲜泥
j 、里屯桥风干土
八里屯桥堆肥土
徐俐桥鲜泥
徐钥桥风干土
徐俐桥堆肥土
谁海创革厂鲜泥
淮海创革厂风干土
淮海创革厂堆肥土
1 , 5 0 0
l , 5 00
1 , 5 00
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,
5 0 0
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5 0 0
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3 4
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4 4
0
。
3 7
0
。
3 1
表 2 中测定结果可见 , 各处理组与对照组相比 , 所产生的微核率平均值差异显著 。 各类
鲜泥处理组 , 紫露草的微核率都很高 , 说明各种底泥和沉积物中致突变物的浓度含量高 , 生
物毒性大 。 三种鲜泥所致的微核率又以徐钢桥处底泥最高 , 达 17 . 78 % ; 其次是淮海制革厂 ,
最低为八里屯桥处的底泥 。 表明徐州钢铁总厂排放的废水中污染物沉积在徐钢桥处 , 使底泥
中致突变物含量增加 , 在含有大量煤焦油的底泥中 , 尤为严重 。 这些污染物大多是从徐州钢
铁总厂焦化分厂中排放出来的 。 表中数据显示 , 鲜泥经风干后 , 所致紫露草的微核率并没有
多大变化 , 这与大部分致突变物为难分解的有机物有关 。 而鲜泥经堆肥 、 高温发酵后 , 微核
率大幅度下降 , 这显然是由于堆肥化高温处理 , 在微生物的作用下 , 使底泥 中致突变物降解
所致 , 而且堆肥对高浓度诱变剂含量的底泥处理效果尤为明显 。
五 、 结论与讨论
1
. 利用紫露草微核技术研究荆马河致突变性很有效 , 在对沉积物及水 质的研 究中 , 各
处理组与对照组的平均微核率差异显著 , 说明荆马河水和沉积物中均含有致突变物 , 具有生
物遗传毒性 〔 2 〕。
2
. 在排入荆马河的工业废水污染源中 , 徐州钢铁总厂 (特别是焦化分厂 )是 最严 重的 ,
这与徐州市环保所进行的有机污染物调查结果一致 。 因该厂所排放的特丁基酚 、 苯并唾吩 、
苯甲腊、 联苯类在荆马河诸污染源中是最高的 , 分别占总排放 量的 1 0 % 、 98 . 6 % , 6 9 . 6 %
和 69 . 5 % , 这些物质都具有 “ 三致 ”效应 。 化工区排污 口是荆马河第二位重污染源 。
3
. 荆马河沉积物中 , 致突变物浓度高 , 致突变性很强 , 它的污染程度和 潜在危 险甚至
超过荆马河废水 ; 而且二者之间有着密不可分的关系 , 在该河中都有一定的衰减规律 。
4
. 通过沉积物处理途径的探讨 , 表明沉积在河底的致突变物经堆肥化高 温发 酵 ,会大幅
2 5海 洋 湖 沼 通 报 1 9 95年
度降解 , 堆肥化是沉积物较为理想的处理方式 。
5
. 汛期荆马河泄洪 , 沉积物被冲刷 、 起动 , 可能是导致运河及下游骆马湖死 鱼的 主要
原因 , 这时很容易引起各种突发性污染事故 。 运河徐州段的污染必然影响到国家南水北调的
水质 , 给徐州市设在运河上的两个地面饮用水厂带来直接危害 ; 污染物经过食物链 , 引起人
类的各种疾病 (特别是癌症 ) , 造成各方面危害 。 因此 , 希望有关部门加强对重点污染源的控
制和监督管理 , 特别要注意对诱变剂的监测与研究 。
参 考 文 献
〔l 〕 方宗熙 , 中美合作研究用植物细胞微核监测环境污染的报告 , 山东海洋学院学报 , 19 8 1 ,
1 1 ( 1 )
,
1 一 1 1。
〔幻 李璞 , 遗传与疾病 , 人民卫生出版社 , 1 983 , 59 一 6 20
〔3〕 陈登勤 , 海水污染监测方法— 紫露草微核技术 , 海洋科学 , 1 9 8 4 , ( 4 ) , 59 一 61 。
S T UD Y ON SE D IME N T IN J! N G MA R!V E R B Y
T R A D E S C AN T IA M IC RO N U C L E U S B旧 A S S AY
P a n L i y o n g S u D u o s h o u
( X u z h o u R e s e a r e h I n s t i t u t e o f E n v i r o n m e n t a l P r o t e e t i o n
,
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