全 文 ：城市环境与城市生态 2卷2期
金 波
l夕 9夕牟
利用蚕豆叶尖细胞微核技术监测
武钢焦化厂大气污染的研究,
陈光荣 李 明 丁众众 杨渝珍 辛 容
(华中师范大学生物系 )
一 、 前言
1 9 8 6年开展了利用蚕豆叶尖细胞微核技
术监测大气污染的研究 。 并首次用该项技术
进行了黄石 市大气污染的监测试验 , 取得了
明显效果 ` 。 为了进一步扩大和完善该技术
在监测大气污染方面的应用 , 1 9 8 7年我们又
和武汉钢铁公司工业卫生研究所协作 , 月J这
一新的生物学检测技术对该公司焦化厂几个
主要生产车间的空气污染情况进行了监测 ,
取得了一定效果 , 现报道如下 。
二 、 材料和方法
1
. 浦试材料 :
松滋青皮豆 〔“ 二是由本室筛选 、 隔 离 繁
殖 、 纯化的种子 。 浸种 、 催芽 、 砂培等按我室建
立的方法进行 〔 “ ’ , 待幼苗长 出 2一 4片真叶
时供测试用 。
,
2
. 浦试方法 :
根据武汉钢铁公司工业卫生 研 究所 提
供的情况 , 选择空气污染较严重的 “ 武钢焦
化厂 ” 作为测试场所 。 在焦化厂的四个不同
生产车间工段内设置了四个测试点 , 即精苯
车间糟区 、 焦油车间工业蔡成品库房 、 环保
车间生物脱酚 1号积水井旁 、 炼焦车间 2号焦
炉近中部炉顶 。 以武昌桂子山华中师范大学
作为清洁空气的对照点 , 并设置从武昌桂子
山到武钢焦化厂来回的路途对照组 。
19 8 7年 6月 , 我们将烧 杯 砂 培 的蚕 豆
幼苗运至上述测试点 , 在其空 气中暴 露 了
48 h
。 运回桂子山后 , 立即用 自来水将各 测
试点及对照组的蚕豆幼苗冲洗 干净 , 以终止
污染 。 然后放在盛有清洁自来水的烧杯中修
* 国家科学基金资助课题
(武钢工业 卫 生研究所 )
复 2 0 h 。
叶片的固定 、 解离 、 染色 、 压片等仍按
本室建立的常规程序 进 行 t “ 〕 。 每 一 处 理
选 5株幼苗 , 取叶尖 (1 ~ Z m m ) 分别 制片 ,
每片观察分生组织细胞 1 0 0 0个 , 统计其微核
分千率 ( M C N编 ) 进行比较分析。
三 、 结果和讨论
1
. 蚕豆叶尖细胞微核效应 , 可 以监测出
武钢焦化厂几个主要车间空气中 , 存在着明
显的污染情况 。
将武钢焦化厂各测试点蚕豆叶尖细胞微
核千分率的平均值 (又) 和标准误 ( S E ) 列
入表 1。
表 1 武钢焦化厂各测试点蚕豆叶尖
细胞 M C N%。平均值及标准误
测试
点编
号
测试点名称
*
M C N瓜 X 上 S E…总数
桂子山对 ,。 } 6 . 4 0
{
减去路途对只。
}与桂子山对照
{差数后的 M C
}N肠平均值
路途对照 . 7 8士 0 . 16
伟`O`UCU办tU了ū气」
.…
一 l,`1.引LeJ|l己wt川l`.菠.iJ4l J|11
1副引jle|
梢苯车间糟区
1 8
.
9 0…2 2一
l
.
5 4士 0 . 4 8
焦油车间
工业茶成品库
4
.
2 0土 0 。
环保车间
生物脱酚 l号井旁 7
.
2 6土 2 . 3
练焦车 I’aJ
2号焦炉炉顶 3
。
8 0士 0 . 6
尸.l30-!!l妙l
* 5 株蚕互咔尖细胞M C N肠之和 。
城市环境与城市生态 l 夕8 9年
用武钢焦化厂各测试点减去 路 途 引 起
污染的微核率后的 MN C %。平均值 , 与桂子
山对照点一起进行差异显著性的测验 ( F测
验 ) , 结果表明 : 各处理间 M C N编存在着极显
著的差异 ( F 》 F 。 . 。 , , P 《 0 . 0 1 ) , 见表 2 。
表 2 各测试点蚕豆叶尖细胞
M C N 编的方差分析茸价兮
苯车间糟区 (4 . 0 4) , 工 业 茶 成 品 库 房
(3
.
7 0)
, 2号焦炉炉顶 (3 . 3 0) 间也均 有极
显著的差异 ( P < 0 . 0 1) 。 而后三者之间则
无显著性的差异 。
2
. 污染指数运算法用来评价武钢焦化厂
几个主要车间空气污染的程度 , 表明其分别
具有中度和重度的污染。
为了进一步评价武钢焦化厂大气污染的
情况 , 我们又依据污染指数划分水质污染程
度的准标 〔`〕 , 将各测试点出现的 M C N 输
进行了大气污染指数的运算 。
大气污染指数 ( A P D
为了进一步比较各测试点之间的差异显
著性 , 又对其微核千分率平均值作了新复 极
差测验 ( S S P测验 ) , 进行多重 比较 。 结果
见表 3。
二 一一皿达卫i缸.丛g N当旦于丝通 _ _ _ _清洁空气对照组 M C N %。平均值
结果见表 4。
表 4 大气污染指数 ( A IP ) 评 价
各测试点的污染程度
表 3 各测试点蚕豆叶尖细胞 M C N 编
平均值的差异显著性 污染程度 备注
. . . . . . . . . . . . . . . . 1. . . . . . . . . . . . . . . . .
测试点名称
M CN输
X
编 号…
重污染
下下下
l
` ’ ” ` …b { B
,二点… {cbl %N0 … }
_ 1 侧试点名称 } 一 }A P工竺…— …二…一{{ 环保车间 一 } {5 }生物脱酚 1号 { 6· 76 一5· 28…井旁 ; 一 …
} 精苯车间 }
3 } { 4
.
04
一
3
.
16 }…” 区 { … !
{ 焦油车间 { } }
4 } { 3
·
7。 }2
.
8, }…工业蔡成品库… } …
} 练焦车间 { { }
6 { { 3
·
3。 陈 5 7 !…2号焦炉炉 ” { … }
’ …路途对 ,砚 …`” 8 …` ’ 3’ …` …桂子山对阳 .2 ` … …
污染指数
在 O一 1 . 5区 间为基本没有污染
点测试
生物脱酚 l号井旁 中污染
精苯车间糟区
1
.弓一 2区
间为轻污染
中污染
焦油车间
工业茶成品库
中污染
2一 3 . 5区
间为中污染
3
. 弓以上为重污染
在限定级上值为污
幼、 焦车间
2号焦炉炉顶
凡数值
下,一、时上染基本没污染
八“n,00门了3山件…qù身勺,且l!. les.`,1!桂子山对照点
从表 3看出 , 武钢焦化厂的几个测 验 点
与桂子山对照点 间 存 在 着 极 显 著 的差异
《 P < 0 . 0 1 ) 。 说明武钢焦化厂各测试点空气受
到了明显的污染 。 各测试点间又以生物脱酚 l
号井旁的M C N 编 。 最高 (6 . 7 6) , 它 与精
从表 4结果看出 , 用大气污染指数 评 价
各测试点的污染程度 , 路途对照为 1 . 39 , 从
本没污染 ; 煤焦车间2 . 5 7 , 中度污染 ; 焦油
车间 2 . 89 , 中度污染 ; 精苯车间3 . 16 , 中度
染染 , 环保车间 5 . 28 , 重度污染 。 此结呆与
2卷 2期 城市环境与城市生态
l
萝
新复极差测验的结果是相吻合的 。 说明污染
指数法用来评价大气污染的程度是行之有效
的 , 且大大简化了数据的统计处理 , 更便于
本测试系统的推广应用 。
3
. 蚕豆叶尖细胞对焦化厂不同车间空气
主要污染物的微核效应有所不同 。
蚕豆叶尖细胞微核效应是环境污染物的
综合遗传毒性效应 , 由于焦化厂不同车间空
气中的主要污染物成份及浓度有所不同 , 其
微核效应也有一定的差异 。 如精苯车间主要
是苯 、 甲苯 、二 甲苯等 , 根据武钢工业卫生研
究所 19 8 6年测定 , 该车间苯的含量平均一次
为 8 , 79 m g / m “ , 而 国家规定 车 间 空 气 中
最高容许浓度为 4 Om g / m 3 〔` 了 , 是国家 规 定
标准的 2 . 2倍 。 据研究 , 苯与染色体损 伤 有
关 「” . 已, 而微核往往是由子染 色 体 受 损 伤 、
断裂 , 或李纺锤体毒剂影响使个别染色体落
后而形成的 , 精苯车间可能主要由于苯类物
质的作用 , 使蚕豆叶细胞M C N编明显 增 加
( 4
.
04 编 ) , 一 比对照高3 . 16 倍 。 焦油车间工
业蔡成品库房主要污染物是蔡 , 平 均 值 为
16
.
05 m g / m
3
(国家未有最高’容 许 浓 度 标
准 ) , 可能主要由于蔡的作用 , 使蚕豆叶细
胞 M C N %0 增加 ( 3 . 7编 ) , 为对照 的 2 . 8 9
倍 。 炼焦车间在煤焦过程中产生的焦炉气成
份比较复杂 , 其主要成 份有 B a P 、 N O x 、
5 0 :
、
C O及 一些粉尘 、 飘尘等。 据测定焦炉
炉顶大气中 , B a P的含量平均为3 2 6 . 1 3 卜 g
/ 1 0 o m
” ,
( 国家未有最高允许浓度标 准 ,
苏联大气卫生标准为 。 . 1协g / l o o m 3 ) 。 有
资料报道 , 苯并 ( a) 花可使 S C E 明显增高 ` 7 , ,
且 有 致 癌 、 致 畸 、 致 突 变 作 用 8 〕 。
S C E增高说明它有使染色单体断 裂 率 增 高
的作用 , 所 以也可能使蚕豆叶细胞 M C N 编
有所增加 (3 . 3 . 编 ) , 为对照的2 . 5 7倍 。 环
保车间生物脱酚 1号井 , 是集聚全厂废 水 的
积水井 , 这些废水将要经过一系列处理 , 包
括经过 由好氧菌组成的活性污泥吸附水中的
酚、 氰等有机物使共氧化分解后 , 再排至汀
河 。 但在未处理前的这些废水 中 , 主要成分是
酚 ( 2 0 Om g / L ) , 氰化物 ( 7~ s m g /L ) ,煤焦油
( 5 0~ z o o m g / L )
,氨氮 ( 4 0 0m g / L )及其它复
杂的有机物等 ,水温经常达 40 ℃以上 。所以此
井旁经常有气化的这些物质 , 可能由于这些
物质的综合作用或迭加效应 , 使该测试点的
蚕豆叶细胞微核效应明显高于其它测试点 ,
M C N编高达 6 . 76 , 为对照的5 . 28 倍 。 从本试
验看出 , 蚕豆叶细胞对大气不同污染物的微
核效应是不同的。
4
. 微核效应是细胞遗传学的一种遗传毒
理指标。 动 、 植物间有其相关性 〔。 1 。 本 试
验以蚕豆为监测材料提示了武钢焦化厂大气
污染是比较严重的 , 它可能是武汉市特别是
青山区大气污染的重要污染源之一 。 建议有
关部门密切重视大气污染的防治工作 , 采取
积极有效的措施 , 大力做好大气污染防治工
作 。
综上所述 , 蚕豆叶尖细胞微核技术 , 是
一 项经济 、 简便 、 行之 有效的新的大气生物监
测的测试 、 警报系统 。 可广泛应用于厂矿 、
车间 、 城市、 农村 、 居民区等大气污染监测 。
参考文献
〔1〕陈光荣等 , 中国环境利·学 , 8“ ) , 3、 7 , ( 1夕88)
〔2〕金波等 , 华中师院学报 , 2 , ( 1984 )
( 3 )马广大等 ,大气污染控制工程 ,中国环境科学出版社
( l夕8 5)
〔4〕朱炳富等 , 自然杂志 , 7 ( l夕7夕)
〔5〕钟宝珍等, 遗传 , 2 ( 198 0 )
〔6〕K o e h e r , G . R . e t a l . , M u t . R e s . , 6 , l ( 1夕7 9 )
〔7〕R e d m o n d e t a l . , J o m . 14 ( 8) , 62 1 ( 1夕7幻
〔8〕V i g . B . K . , E n v i r o n . H e a l th P e r s p e c t ,
( 2 7 )
,
2 7~ 3 6 ( 19 7 8)