全 文 ：用紫露草微核技术监测乌市
地下水的初步研究
伊春玲
(新疆 区环境监测 中心站 )
紫露草微核监 测技术 〔 ` 〕〔 ’ 〕 (Tr ad e e s a n
t i a
,
M i c r o o u c l e u s
,
M CN T
e s t ) 用于 大气 、
工业废水及农药残毒 、 放射线等 的 污 染 监
测 。 植物微核技术的出现是近 年来环境生物
监测领域的重要进展之一 , 它使植物监测手
段从依据种群变化 、 个体损伤和组织坏死等
可见症状的宏观水平跃进到依据细胞内染色
体断裂和微核数量变化等不可见症状的微观
世界 , 已进入到细胞分子水平 的领域 。 根据
操作原理 , 可 以把 目前采用的植物微核技术
分为利用减数分裂形成微核的四分体微核技
术和利用有丝分裂形成微核的根 尖 微 核 技
术 。 紫露草微核技术则属于前者 。 它是根据
减数分裂中的染色体比有丝分裂中的染色体
对于污染物更加敏感的原理而建立的 。 紫露
草受到污染物 (物理 的 、 化 学 的 、 放 射
线 … … ) 的影响后 , 引起花粉母细胞早期减
数分裂过程中的染色体断裂 , 断裂的碎片在
四分体时期形成微核 , 这就是该技术的监测
原理 。 用生物学上的压碎法进行制片 , 经过
洋红染色后 , 可在显微镜下检视微核 。 从大
量的四分体中得到的微核频率 , 可做为染色
体损伤程度的指标 。 根据微核的数量多少便
可估价环境的污染状 况 。 该 技术 有 如 下 优
点 :
( 1) 敏感性强 : 花粉母细胞减数分 裂时
对污染物具有高度 的敏感性 ;
( 2 )四分体的形成具有高度 的同 步 性 ;
(3 )有特异性 : 即对诱变剂有效 ;
(4 )能反映遗传性危害 。 因它属于 真 核
生物〔3, 幻 , 染色体形态构成与人和哺乳动物
相同 , 而且对致突变物的反应方式也与人和
哺乳动物相同 。
( :5) 本底微核率低 ;
(6 )可行性强 , 实验周期 短 , 效 果 可
靠 。
本站 M C N技术的建立 , 是 以监测 乌 市
地 下水的背景状况为实验 目的而进行的 。 背
景值的监测将为今后评价工厂废水 、 生活污
水及农田排水的水质状况提供 了对比依据 。
实验材料及方法
1
. 材料 的引种
监测用的紫露草引种于 山东海洋学院 。
由于新疆是个干旱寒冷的地区 , 气候与青 岛
后9
将各水样水分别盛于 5O0 m l烧杯中 , 蒙
上带孔的塑料布 , 插入 15 枝带有两片顶叶的
花序枝条 , 在接受人工光照下 `、 2 支 40 瓦 日
光灯并列照射 ) 培养 6 ~ 8 小时 , 再换上清
洁的蒸馏水 , 恢复培养 24 小时。 然后将花序
摘下 , 放入卡诺固定液中固定 2 4小时 , 再移
入 70 %酒精中低温存放 。
4
、 制片及镜检
从花序中选择适令花蕾 , 剥出淡黄色花
药 , 以醋酸洋红染色 , 用压片法制片 。 在显
微镜下 ( 15 丫 40 ) 观察统计四分体和微核数
量 。 每个实验组至少统计 1 5。。千四分体。 所
有实验的对照组均用蒸馏水 。
实验结果
.1 各水厂水的实验结果 :
表 1 一水厂水 ( 6一 9 月 )与燕馏
水紫露草微核率比较
四 分体
总数
平均微核率 ( % )
标准
差
2 8 6 7
1 8 1 9
16 2 0
16 6 6
7
.
5
5
.
7
6
.
4
6
.
5
口月工n门硕-八b厅`OùOU
的海洋性气候相比差异很大 , 故首先要解决
`一个引种成活问题 。 就是使紫露草在新疆气
候特点下能很好地生长开花 。 冬季在室内用
花盆栽培 ,放在向阳的窗 台上 。今年 5 月从室
内移至户外大田中栽培 。 在栽培过程中注意
了以下几点 : ( 1) 造就一个良好的土壤环境 :
首先选了一块含砂量较多的土地 , 我 们的土
壤配方为 : 土壤六份 , 砂一份 , 陈年炉灰二
份 , 鸡粪牛粪干合计一份 , 将上述成份进行
混合铺平 。 ( 2) 保持 良好的光照 及 通 风 条
件 : 栽种紫露草的地块周围没有 高 大 的 树
木 , 阳光不被遮挡 。 在夏季光照时间每天可
达 10 小时左右 。 ( 3) 保 持必要的土壤及大气
湿度 : 除每天给紫露草浇水一次外 , 中午炎
热时用喷壶喷淋枝叶以增加湿度 。 另外复盖
了可以通风的塑料大棚 , (此棚可在紫露草
长势较好时取掉 ) 。 ( 4) 避 开局地污染源 :
我们选的紫露草栽种地周围没有大气 、 土壤
及水源的污染 。 紫露草地的周围是 各 种 花
草 。
载培实验结果表明: 在疏松的土壤环境
条件下 , 在充足的水份供应以及良好的光照
条件下紫露草长势良好 。 其中尤以 7 ~ 9 月
为佳 。 由于此时温度适宜 , · 此三月的最低温
度是 1 1 ’ e , 最高 36 ` c , 平均为 16 ’ c ~ Z s . c 。
而 10 月 以后 , 由于天气转冷 , 气温较低 ( O. C
~ 10
`
c)
, 紫露草开花 明显减少 , 生长速度
也减缓 。
2
. 地下水监测点的选择
本实验选了三个点为实验组 。 即自来水
一厂水 、 自来水二厂及科学院水井 (本站饮
用该水 ) 。 因为一厂水是乌市主要水源 , 供
应大部分居 民及工业用水 。 二水厂是补充水
源 , 供应新市区部分单位用水 。 除此外还有
一些郊区单位约自备水井 , 我 们诌科学院 自
备水井为代表 。 因此 , 这三个点基本上能反
应乌市地下水状况 。 本 实验的对照组为蒸馏
水 。
3
. 实验方法
平均值 1 9 9 3 6 . 5
蒸馏 水
(对照 )
1 6 4 3 6
.
0
从表 1 一表 3 的结果来看 , ~ 水厂水的
微核率低 , 较稳定 。 其平均值为 6 . 5 % 。 二
水厂水的微核率在 6 月份较高外 , 其余三个
月较稳定接近 。 平均微核率为 12 . 5究。 本站
水除 9 月份较低外 , 其余三月较接近 , 平均
值为 8 . 9 % , 比一水厂高 。
裹 2 二厂水 6一 9月与蒸馏水紫露草微
核率比较
表理 紫露草生长本底值实验结果
平均撒核率 } 标准差
项 目
J上八曰ó,上OU口J任nnù巴dOCI山一卜U口,土1月se一,JI六U士
四分体
总数
平均微核率
( % )
标准
差
项 目 …四分体总数
,上氏呀比口内hù0斤`冷`乃了
1 5 5 1
1 76 2
1 7 0 7
16 5 0
17
.
2
12
.
;
0
1 1
.
1
1 8 8 8
1 7 9 3
1 6 7 3
16 8 5
1 6 9 0 8
.
2
月n月产O八bt了一月àO曰
月八Ot`ǎ洲à人扮
平值均 1 6 6 7 平均值 喃 17 1 0 7 . 7
O自八U行了Oltno月Ló二tU`丹blb八石民dq`,上1ù自勺,曰八U+一士十
水馏 ;蒸
(对照 )
1 6 4 3
9
.
7
1 2
.
5
6
.
0
, 因为 5 月份 为室内结果 , 故不计在平
均值内 。表 3 本站水 (6 一 9月 )与蒸馏水紫
峪草微核率比较
项 目 四分体
总数
平均微核率
( % )
标 准
差
1 76 0
1 74 1
1 7 2 5
1 6 2 7
9
.
9
9
.
3
式中 : Sd为平均值差的标准误差值
S tE 为处理组的标准误差值 ;
SE C为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
误差值两倍的时候 , 处理组的平均值与对照
组的平均值有显著的差别 〔 2〕 。
表 5 乌市地下水质皿鉴定结果 (一 )
9
.
1
著检工湿ó显性验一不著.d八b差介汗标7 . 4 项 目 }
-
平均微
手亥率
相对微核率 (% )
月八匕行`皿UQ甘
l
.`胜.r月汀
9自OU人OU口勺自八曰9白J`山n”+一士二口。On,.
Q`
:
八h,1只ó勺
.,`
!
.几性
ú刁
平均值
、 蒸馏水
1 7 1 3 8
.
9
1 6 4 3 6
.
0
一水厂 水
二水厂 水
0
.
5 7 4 10
(时照
6
.
5 8 3 !2
2
. 策摇草生长本底值各月实验结果
(见表 4 )
从表 4中看出 , 平水 期 ( 5 一 6 月 、 9
一 10 月 ) 、 丰水期 ( 7 一 8 月 ) 中生长本底
比较稳定 。
3
. 各实验结果初评
( 1) 与蒸馏水比较 : (表 5 )
用下列公式来鉴别处理组和对照组 间差
别的显著程度 。 〕
本站 水
蒸馏水
(对照 )
2
.
9 0 7】1
显著
显著
Sd 一丫( SE t ) “ + ( S E e ) “
, 相 对微核率 为平均微核率减去对照组
微核率
表 5 的结果说 明 , 乌市一水 厂 与 对 照
(蒸馏水 ) 相比较 , 差异不显著 。 而二水厂
及本站水与对照组相比较 , 则差异显著 。
( 2 ) 与生 长 本底值 相比较 : (表 6)
表 6 的结果说 明各水样的微核率与紫露
草生长本底微核率相 比较时 ,差异均不 显著 。
表 6 乌市地下水质蛋鉴定 结 果 (二 )
表 8 乌市地下水质盆鉴定结 果 (三 )
平均微 1相 时微
项 目
nU勺`,土八L钊J.+一十
.,三
平均微率核
( % ) {
`煮}标准差!Sd {甜 项 目 核率( % ) 核率( 肠 ) 标准差 } Sd 显著性检验
7 d ll
著显不J.一一óU八石OU一水厂 水
二水厂 水
7 4 10
8 3 13
8 312
0 7 11
本站 水 0 7 11 12 }不显著
生长本底
(对照 )
一水厂 水
二 水厂 水
本站 水
生长本底值 士 0 3 4 11 08 }不 显著
八曰n乙,土U士叮山.OUO山i上
:
一月任,工
青岛 自来
二口尸ao口门`
.…八O,é只ù甲`,1
.吸
水 ( 对照
(3 ) 与山 东海 洋学院结 果相 比较 : 见
(表 7 ) (表 8 )
因为山东海洋学院为检查青岛食用自来
水是否含有诱变的污染物 , 做了 自来水与蒸
馏水的对比实验 。 “ 发现两者的微核率几乎
相等 , 证明青岛现在的 自来水并不含有诱变
物质 , 清洁度是好的 ” 。 鉴于现在全国还没
有规定统一标准的情况下 , 我们顺便与青岛
的结果进行比较 , 以鉴定我 们的水质 。
表 8 的结果说 明 , 乌市地下水以青岛 自
来水为对照时 , 差异不显著 。
表 7 青岛自来水与蒸馏水紫露草 微 核
率的比较 (培养 1 2小时 )
验结果 , 因此生长在室外的紫露草在低温季
节不宜做监测 。 至于室内生长的紫露草在新
疆低温季节的监测工作则有待于今后的实验
工作来实践 。
讨论
石 1四分体总十 均微 “ 率 `% , }标 准差
自来水
蒸馏 水
1 6 4 1
1 6 1 6
7
。
3
7
.
2
士 1 . 0 3
士 1 . 7 9
最后于 10 月 中旬又做了一 次实验 。 因为
天气转冷 , 气温较低 (温度 o ’ C ~ 10 ’ C ) 紫
露草开花明显减少 , 本底微核率迅速上升 ,
其平均值达 16 . 4 % ; 一水厂水的平均微核率
也达 10 . 9 % ; 本站水达 13 . 2 % , 二水厂水达
2 1
.
5 %
, 对照组 (蒸馏水 ) 达 1 1 . 4 % 。 实验
结果说明 , 低温对紫露草本底微核率影响很
大 。 由于本底微核率的升 高 , 直接影响 了夹
O名
经显著性检验 , 乌市三个点的地下水与
青 岛地下水相 比 , 差异不显著 ; 与紫露草生
长本底值相比 , 差异亦不显著 ; 但与本站蒸
馏水相比时 , 除一水厂水无显著差异外 , 二
水厂及科学院井水都差异显著 , 这一结果说
明二水厂水及科学院井水有问题 , 表明其水
质不太好 。 那么 , 这二个点的水究竟含不含
诱变剂 , 亦或是由于对照组蒸馏水的微核率
太低所致 ? 要回答这个问题 , 一是需要进一
步的实验 (包括物理 、 化学实验 ) 来 证 实
之 , 二是需要全国统一标准的下达 , 用标准
来进行对照检验 。 然而 , 二水厂及科学院井
都是暂时水源 。根据我站化学法 测 定 的 结
果 , 二水厂水硬度较高 (大于 35 德国度 ) 不
宜饮用 , 已被市政府 列入淘汰计划 。 ’ 而科学
院井水又 “ 硝酸盐超标 ” 也不宜饮用 。
吓转 5 8页 )
NH
3等挥发性组分 。 为此需设计两个平行的
透气膜 (如聚四氟乙稀 、 无孔硅橡胶膜和玻
璃纸 ) 隔开分析管路 , 一个施主流将分析物
以气体形式扩散到受主流中去 , 然后对受主
流进行测定 。 这一技术已成功的 运 用 于 血
液 、 饮料及水中 C O : 、 OS : 、 N H : 的测量 , 也
用于氰化物和氰的浓缩和侧定 。
为某种能够检测的形式 , 可使试样通过一定
的分离柱或填充柱 。 它可以是装在流路中填
有某种不溶酶 、 金属还原剂的柱子 (如测硝
酸根的福还原柱 。 前者用于分离 、 富集 。 后
者用于转化反应 。
小 结八 ) 等温蒸馏
、 把 F IA的反应不需要达到平衡 的原 则 应
用于蒸馏法 , 便建立了用于 凯氏蒸馏流动注
射分析体系 , 每小时可分析 10 0个试样 。
九 ) 分离柱或填充柱
为了使试样中待测物分离 、 富集或转化
基于湿化学法的很多分析步骤是非常浪
费时间的 , 采用 F IA 技术具有速度快 、 精度
高 , 一般分析相对标准偏差为 1 % , 某些手
工法不易进行的比色反应 , 可达较高的分析
精度 ; 操作简单 , 试剂 、 试样均为 自动定量
加入 , 管道清洗也是 自动周期性自动进行 ;
节省试样和试剂 , 单次测定试样液一般用几
微升至数十微升 ,试剂消耗量为 1一 2 毫升 。
(上接 6 2页 )
小结
1
. 紫露草在新疆这样一个干旱气候特点
下 , 只要我 们注意并照顾到其生长特点的需
要 , 它是能够很好生长的 , 其 中最主要 的条
件是疏松 的土壤及合理的肥料 , 充足的水份
及 良好的光照 、
2
. 乌市一水厂的水不含诱变物质 , 清洁
度是好 的 。 二水厂水及 科学院井水有问题 ,
究竞含不含诱变物 , 有待将来标准下达后进
行对照检验 。
3
. 三个点的背景值紫露草微 核 率 分 别
为 : 一水厂 水平 均 为 6 . 5% ( 范 围 5 . 7 ~
7
.
5 % ) ; 二水厂水平均 12 . 5% (范围 9 . 7 ~
1 7
.
2 % ) ; 科学院井水平均 8 . 9 % (范围 7 . 4
~ 9
.
9% )
。
4
. 各月份相比较 : 除二水厂 6月份微核
率较高外 , 其余均无显著差异 , 说 明平 水
期、 丰水期水质变化不大 。
5
. 生长在室外的紫露草 , 在低温季节不
宜做监测 。
注 : 此工作得到 山东海洋学院 陈登勤先
生 大 力支持与指导 , 在此 深表谢意 。
参 考 文 献
〔 1〕陈登勤 、 方宗熙 : 山 东海洋学院 学报
V O L 1 1 N 0 2 1 9 8 1
〔2〕马德修 : 山 东海洋学院学报
V O I
J
1 1 N 0 2 1 9 8 1
〔3 〕国 际预 防环境致突 变物致癌物 委 员
会工作 文件《 国外医 学卫生 学 分 册 》 2期
9 4 1 9 8 4
〔4 〕赵泽 贞 : 环境科学动态 86 , 3 .
〔5〕王英彦等 , 环 境科学 5 ( 4 ) , 2 0 ( 1 9 5 4 )
〔6 〕沈光平等 , 遗 传 学 报 1 1 ( 2 ) , 10 9
( 1 9 8 4 )