全 文 ：农业环境保护 7 ( 6) :3 1一召3 , 3 5 ( 19 5 5 )
A g
r o 一 e n v f r o n 协` n t a l P r o t e e t公o n
利用紫露草微核技术监测昆河
下游水质污染的研究
王 现
( 包头市环境保护监测站 )
应用紫露草微核技术首次对包头地区昆河下游水质污染进行监测评价 , 结果表 明 ,
昆河下游四个断面及两侧地下水均受到不 同程度污染 。 利用微核效应这 一指标 对 水质进
行评价更接近于污染物对人体及生物危害的实 际情况 , 因此对环境要作出 正 确 、 全面的
评价 , 几种监测方法配合使用能得到满意的结果 。
包头是以钢铁 、 冶金 、 化工等为主的工
业城市 , 地面污水排放量大 , 废水中有害物
质含量多 。 城市废水通过四条排污沟流入黄
河 , 其中昆都仑河 ( 简称昆河 ) 是最大的一
条 , 全长为 14 3公里 , 年排入黄河废水 量 约
占总排入量的 60 % , 废水主要来源于包钢 、
第一化工厂 , 日排量为 1 1 3 0 4 o M s/ 日 。 近年
来 , 据当地农民反映 , 昆河下游地带 由于污
水沿途渗漏 , 造成有害物质不断富积 , 使这
一地带的土壤 、 农作物及地下水有不 同程度
的污染 。 根据昆河下游地带 目前污染现状 ,
在理化监测评价的基础上 , 我们又采用生物
监测手段— 紫露草微核技术对 昆河下游四个断面及 8 个村庄的 10 个地下水井的水质进
行监测评价 , 为全面评价昆河下游地带的环
境质量及污染治理 , 提供依据 。
一 、 评价依据
紫露草微核技术 , 又称紫露 草 四 分 体
( T e t r a d ) 微核监测法 。 在 环境中如果受
到辐射或其它诱变因子的作用 , 花粉母细胞
在早期减数分裂过程中引起染色体断裂形成
断片 , 由于缺少着丝点而不能移到两极 , 当
新细胞形成时 , 这些断片就形成大小不等的
微核 , 我们根据微核的多少来判断污染程度
的大小 。
二 、 材朴及方法
1
. 选点及采集水样
沿着昆河由北向南的流 向 , 在昆河流经
市郊范围内划分四个断面为地表水样点 , 昆
河两侧选择 8 个村庄 的 1 0眼井为地下水采样
点 。 均为定期随机取样 ( 见图 ) 。
2
.试验植物
选用从美国引种的紫露 草 T o P al u d os a
在院内盆栽繁殖 , 生长正常 , 监测结果表明
本底微核率在要求范围之内 , 宜 作 监 测 材
料 。
3
.检测 、 制片 、 观察
采集盛花期花序插入水样中 ( 每个处理
1 5个花序 ) 处理 6 小时 , 恢复培养 24 小时 ,
卡诺试液固定 24 小时左右 , 再移入 70 % 的酒
精溶液中 , 放入冰箱中保存备用 。
每个处理制片 5 张 , 镜检 1 5 0。个 四 分
体 , 按微核计标数〔 ” 统计M C N % , 微核形
态参看 图片 。
对照组用自来水做 , 方法同上 。
三 、 实验结果与讨论
1
. 昆河下游四个断面废水 , 二次监测
结果见表 l 。 其中氟 、 铅含 量远高于农灌标
准 , 铅最高含量约是农灌标准 的20 倍 。 应用
_ _些 农 业 环 境 保 护 18 98年
答址包钢@
包钢总排口
勺勿 黔。 一化
西厂老黝 “ ` 下 ` 样`辱翼笋
图 1监测布 .点平面示意图
紫露草微核技术监测结果也说明了这一点 。
从七月份监测结果表 2 看出 , 包钢总排 口断
面微核率高达 10 . 2% , 是对照组的 3 . 4倍 ; 哈
林格尔断面微核率为 6 . 16 %是对照组的 2 , 07
倍 ; 张三屹堵断面微核率为 5 . 26 %是对照组
的 1 . 7 7倍 ; 三 良才断面微核率为4 . 68 %是对
照组的 1 . 57 倍。 表明 , 总排口废水中含较多
的诱变和损伤 D N A 与染色体的物质 , 污 染
较严重 , 随着水流不断稀释 自净 , 三 良才入
黄 口微核率较低 , 污染较轻。 将表 2 数据经
方差分析 ( F 检验 ) 见表 3 , F < F ( 0 . 0 1 ) ,
P 》 o 。 0 1 , 表明昆河下游四个断面和对照组
微核率显著不 同 , 说明昆河下游地表水存在
着不同程度的污染 。 另外从表 2 各断面平均
微核率和对照的差数来看 , 最高可达 7 . 2斗
约是对照的 2 . 42 倍 ( 总排 口 ) ; 最低差数是
1
.
9
, 约是 0 . 6倍 ( 三 良才 ) , 平均微核率和
对照组差值差异性反映 , 也充分地说明了各
断面水质污染不同 。
为了进一步划分昆河下游各断面污染程
度 , 我们引入化学监测中 “ 污染指数” 的概
表1 昆河下游水中有害物质检测结果 ( P m , pH除外 )
断面 月 p卜I F 掩 C r C u P b C d Z n A : c N 一 阶 5 0度-
OCé8
。 24 4
。
2 5
总排
:::
1 . 8 5
7
.
8 0
一 0 7
。
0 2
0 . 5 0
0 。 2 5
未检 出
口甘11. .o0nù…0nó哈林 格尔 8一 5 8 3 。 0 5张三堆堵 9 8 。 4 6
三 风才
8
.
36
8 。 4 2
:;:
2 . 7 0
2 。 5 x 10 一 4
未检出
未检出
未检出
未检出
1 x 1 0
一 4
未检 出 0 . 0 1
未检出
0
一
0 1
未检出
0
.
0 1
0
一
0 7
未检出
0一 0 3
2
一
7 5
0 . 5 0
0
一
3 8
2
.
0 0
0 。 7 5
未检 出
未检出
未检 出
未检 出
未检出
未 检出
未 检出
0
.
7 0 ()
.
0 3 未检出 0 . 0 2 3 5 0 . 0 0
0
。
5 4 ()
。
0 1 0
。
8 1 0
。
18 1 0 7 。 5 0
1 。 7 5 0
。
0 3 未检出 。 。 0 1 ` 0 0 。 0 0
O
。
7 5 0
。
0 1 0
。
0 4 0
。
0 3 1 3 2
。
5 0
0
。
6 8 0 。 0 1 0 。 0 9 0
。
0 1 1 5 0
。
0 0
2 。 3 3 0
。
0 3 0 。 0 9 0
。
02 5 6 5
。
0 0
2
。
6 0 0 。 0 2 0 。 1 6 0
。
0 1 1 6
。
5 0
。 ` 一 , 喇 , . , 网` 目门 , . , 间 . . 门 ~ . 钧. . 二 . 心甲 ,甲一 ` . . . . . . . . . . . . . 甲
79
表 2 昆河下游萦露草微核 ( M C N ) 出现率 ( % )
断 而 微核率 出现总数 ( % ) 交士 SE 又和 C K差值
总 排 5 1 。 1 0 ( 7 . 0 , 1 1。 ] , 8 。 o , 1 4 。 o , I J . o ) 1 0 . 2 0 土 1 . 24 7 。 2 2
哈林格尔 3 0 . 8 0 ( 5 . 7 , 6 . 3 , 7 . 0 , 5 . 8 , 6 . 0 ) 6 . 1 6 士 0 . 23 2 . 7 8
张三趁堵 2 6 . 5 0 ( 3 . 6 , 3 . 0 , 3 . 3 , 了. t , 。 . 3 ) 5 . 2 6 土 1 . 2 5 2 . 4 8
三民才 24 . 1 0 ( 3 . 7 , 5 . 5 , 4 . 。 , 6 . 7 , 5 . 3 ) 4 . 8 2 土 0 . 6 2 2 . 0 4
CK ( 对 照 ) 1 4 . 9 0 ( 3 . 3 , 2 . 。 , 3 . 0 , 3 . 7 , 2 . 3 ) 2 . 0 8 士 0 . 2 5 0
7 卷 6 期 农 业 环 境 保 护 33
.一 ~ 向~ ~~ ~ ~ - ~ ~一一一一一表 3 昆河下游微核率 ( M C N % ) 方差分析表变异来源 D F S S M S F F O。 0 5 F O。 0 11 3 6 。 41 1 8 。 ] 2 2 一 7 34 一 2 2 5 。 3 8 6 3 2 . 4 5 3 。 5 32 5 4 。 562834处 理 间误 差户总 变 异n : 二 6 n : 二 2 8查表得 F ( 0 . 0 1 ) 二 3 。 5 3现得 F 》 F ( o 』 1 ) , 故 P 《 0 . 0 1 。
念 , 来划分水质污染程度的大小 。 从表 4 数
据来看 , 昆河下游各断面都属于 被 污染 之
例 , 但污染程度随水流方向而逐渐减轻 。
表 4 昆河下游四个断面污染指数
断面名称 微核率 ( M C N% ) 污染指数 污染等 级
1ǔRno…
总排 口
哈林格尔
张三屹堵
三 良才
对照 ( CK )
1 0
。
2
6
。
1 6
5 。 2 6
4
。
6 8
2一 9 8
3
一
4 重污染
中污染
轻污染
轻污染
表 5 昆河下游两侧地下水徽核串 (
2
. 在昆河 ’ 一卜游两侧 8 个村庄 , 取托个
地下水井的水样 , 微核 伎术监测结来参石表
5
。 各采样点平均微核率和对照差依不卜d ,
最高差值为 6 。 3 6 , 址低差值为 1 . 4 , 充分说
明昆河下游两 j一异地下水长期受废水汉渗 , 水
质受到污染 。 结果还说明微核率随肴水源探
度增加而减少 。 为了进一步说明池下水源污
染差异 , 将监测数据进行 q测验 , 见表 5 。
从差异多重性 比较中看 出 , 昆河下游两侧地
下水各样点的微核率 可 分 气组 : 第 一 组
M C N %平均数 均 在 7 % 以上 , 这一组微核
率与对照组有极显著差异 ; 第二组 M C N %
M C N % ) 及其差异显著性 ( q测验 )
地 下水源名称 编号 微核率 出现总 数 交士 S E 交和 C K差 显著性
高粉房机井
高粉房 浅机井
东厂汉井
哈林格 尔井
官蒋窑子井
西厂汉井
高粉房深井
张三屹堵
铁 匠营子
三 良才井
对照 ( C K )
4 6
。
7 ( 7
, 3 ,
4 1
。
7 ( 6
。 了 ,
5 7 。 o ( 1 0
。
o ,
3 5
.
0 ( 了 。 o ,
5 1
.
9 ( 1 0
。 3 ,
2 7
。
6 ( 峡 . 0 ,
2 4 . 6 ( 2
。
o ,
2之. 2 ( 3 · 3 ,
2 0
。
6 ( 2
。
3
,
1 5
.
6 ( 2
。
o -
14
.
9 ( 3
.
3 ,
9
.
6 , 1 1
。
3
,
8
8
.
6 , 7
。
8 , 8
8
。
0 , 5
。
0 5
5
.
0 , 7 。 7 , 6
5 。 3 , 8
一
0 ,
5
。
0 , 3 。 3 , 7
4
一
7 , 6
一
3 , 6
1 0
。
2 )
1 0
。
2 )
9
。
3 4 士 0 。 7 0
8
。
3 4 士 0 。 5 7
7
。
4 士 0 。 8 2
7
。
0 土 0 。 6 7
6
。
3 8 土 l 。 2 1
5
。
5 士 0 。 9 2
4
。
9 2 士 0 。 7 9
4 。 4 4 士 O 。 4 2
4
。
1 2 士 O 。 8 1
3
。
7 2 士 0 。 6 4
2
。
9 8 士 0 。 25
6
。
3 6
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…Onl勺d占一 0 一 7 43 一 0 , 3:0,:7,1 0一 名` . . .` . . .口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .日 . . . . . . . . ., . . . . . . . . . . 曰. . . . . . . . . . . .注 : 按微核率大 小顺序编号 兴浓极 显著 , 浓显著在 5 . 5一 6 . 3 8 %之间 , 和对照组有显著差异 ;第三组 M C N 写在 4 . 9乞%以下 , 这 一 组各样
点微核率比较接近 , 根据微核率一剂量效应
关系 , 微核率增高 , 反映了具有诱变能力的
污染物加重的原理 〔 “ 一 盛 〕 , 就 目前 昆河 下 游
地下水污染情况 , 结合利用污染指数的大小
戈J分污染等级的方法 , 初步认为 , 第一 f1I 为
中度污染 ; 第二组为轻度污染 ; 第 一 屯组可认
为是无污染 。
在包头地区利用紫露草微核 技术对水质
进行质量评价这是首次应用 , 利 JIJ这 , ·标准
( 下转第38 页 )
38 农 业 环 境 保 护 19韶年
性 、 理化性质有很大的关系 。 如有些脂溶性 的毒性有何变化 , 它们的代谢物的持久性 、
很大 , 持久性长的农药就很容易经食物链进 移动性 、 安全性与亲体有什么不同 , 这些对
行生物富集作用 , 随着营养级提高 , 农药的 农药亲体的安全性评价同样是很有意义的 。
浓度也逐级升高 , 从而导致最终受体生物的 例如 , 某些有机氮农药在土壤中能进行亚硝
急性 、 慢性和神经 中毒 。 有的即使观察不到 化作用 , 亚硝化后的农药对环境具有更大的
明显的中毒现象 , 也可以发现有些细微效应 危险性 。 有些尽管其游离态母体毒性很大 ,
的存在 , 如有些鸟蛋卵壳变薄 , 同功酶谱带 一且进入土壤后即被钝化了 , 毒性大大地降
发生改变等 。 低 , 象有些除草剂就是如此 。
又有些农药在环境中稳定性好 , 即使降 . 四 、 环境的忍耐度与安全性
解了 , 其代谢物也具有与母体相似的毒性 , 农药进入环境后并不都会有毒害作用夕
这些农药应用到环境中就很不安全了 , 往往 这是因为环境对毒物有一定的忍耐作用 , 毒
引起整 个食物链的生物中毒死亡 , 这就是所 物要超过环境的容许能力后 , 才有可能发生
谓的二次毒性问题 。 如氟乙酞胺是一种极稳 毒害。 农药对环境是否安全与其投入环境中
定的内吸性杀虫 、 杀鼠剂 , 把用过药的植物 的量有一定的关系 , 有些农药尽管其毒性很
作饲料就很有可能廿致取食者的死亡 , 当用 大 , 但投入量很微小 , 经过环境稀释后就不
来杀 鼠时 , 鼠体内的代谢物氟乙酸同样是很 太可能引起毒害。 而有些农药尽 管 毒 性 很
毒的 , 猫吃 了死 鼠也会引起死亡 。 低 , 但它很稳定 , 且消费量很大 , 这样日积
三 、 土壤中农药的行为与安全性 月累就有可能引起毒害 , 象现在已禁用的有
土壤可以认为是农 药的址终归宿处 。 由 机氯农药 。 而拟除虫菊醋类农药的毒性和残
于土壤的组成 、 理化性质都很复杂 ,农药在土 留期不算低 , 但它的用量很少 , 因而在正常
壤里通过各种不同的途径进行降解和化学转 使用剂量下没有什么危险。 至于到底环境对
化 , 主要有经化 、 水解 、 亚硝化 、 重氮化和 农药忍耐度如何 , 这与各种农药的性质 、 不
聚合等 , 还有农药可以以母体或其代谢片段 同的气候条件都有一定的关系 , 是一个很复
与土壤中某些化合物结合或扼合成结合态或 杂的问题 。
扼合态而存在 。 通过这样许多转化后 , 农药
(
_仁接第 3 页 )
划分水质污染程度是否有实用意义 , 有待于
进一步在实践中深入研究 , 但是这并不影响
应用这一技术作为监测环境污染 的 警 报 系
统 。
3
. 在应用微核技术对 昆河 下 游 断 面
( 地表水 ) 及地下水污染监测评价中 , 可能
和单纯用化学监测法所得结果不完全一致 ,
我们认为这主要是 由于化学监测法是以各项
污染物参数指标 为主 , 没有考虑到这些污染
物之间在水 中的领顽和迭加作用及对生物的
综合效应 。 而生物细胞微核效应则表明了污
染物在水中对生物的综合作用 , 它表明的是
遗传毒理学指标 〔石〕 , 更接近于污染物 对 生
物和人类的危害。 因此 , 要对环境质虽作出
全面 、 正 确的评价 , 采用化学 、物理 、 生物监测
方法配合使用才能得到较符合实际的效果 。
参 考 文 献
〔 1 〕 马德修 , 山 东 海 洋 学 报 , 1 1 ( 2 ) 6 5一 7 3
( 1 9 8 1 )
〔 2 〕 D e g r a s s i , F · e t a注· , M u t a t云。 ” R e s . , 9 7 , 1 9
一 3 3 ( 1 0 8 2 )
〔 3 〕 陈光荣等 , 华 中师范学报 , ( 4 ) , ( 1 , 8 3 )
〔 4 〕 T s u n g e i F a n g a n d T e 一 H s i l l M a e t a l . ,
E n v 玄v o ” m e n *a l a ” d E 戈夕e v `拼巴介* a l B o t a 玲夕 ,
2 3 ( 4 )
, 3 0 3一 3 1 0 .
〔 5 〕 T e H s i ll M a e t a l . , 石 ” v f v o ” 朋 e ” t a l M u * -
O夕e ” t s云s , 5 . 1 2了一 1 3 9 ( 1 9 5 3 )