翁贵英，王国红，孙爱群，李金辉
（六盘水师范学院生命科学系，贵州 六盘水 553004）
摘要：选取水城河湿地公园1号舞彩钢桥、勘探二队、六盘水实验二中、人民广场和荷城花园5个采样点的水样品，以去离子水为阴性对照，测定了各采样点水体的蚕豆（Vicia faba）根尖细胞微核率（MCN‰）及污染指数（PI）。应用蚕豆根尖细胞微核技术，评价贵州省水城河污染状况，并分析造成水城河污染的原因。结果表明，5个采样点水体处理的根尖细胞微核率均极显著高于对照组（P＜0．01），其中湿地公园1号舞彩钢桥水样（PI＝3．23）为中度污染，勘探二队（PI＝4．41）、实验二中（PI＝5．17）、人民广场（PI＝6．58）和荷城花园（PI＝6．89）的水样均为重度污染。表明湿地公园1号舞彩钢桥至荷城花园均存在不同程度污染，水城河上游至下游水污染呈上升趋势。
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关键词 ：蚕豆（Vicia faba）根尖细胞；微核技术；水城河；污染指数
中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2015）06－1334-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.014
Evaluating Water Pollution of Shuicheng River in Guizhou Province
Using Micronucleus of Vicia faba Root Tip
WENG Gui－ying，WANG Guo－hong，SUN Ai－qun，LI Jin－hui
（Department of Life Sciences， Liupanshui Normal College， Liupanshui 553004， Guizhou，China）
Abstract： Five water samples were selected from Shuicheng River Wetland Park No．1 Wucai Steel Bridge，Exploration team two，the Second Experimental School of Liupanshui， The People＇s Square and Hecheng Garden. Deionized water was used as negative control. Pollution index（PI） and cell micronucleus permillage（MCN‰） of Vicia faba root tip cells were determined． Micronucleus of Vicia faba root tip cells was used to evaluate the pollution status and analyze the reasons causing water pollution of Shuicheng river in Guizhou province． The results showed that the MCN‰ of root tip cells treated with the water from 5 sampling points was extremely significant higher than that of the cells treated with the negative control group （P＜0．01）． The No．1 Wucai Steel Bridge was under moderately pollution（PI＝3．23）， while Exploration Team two（PI＝4．41）， the Second Experimental School of Liupanshui （PI＝5．17）， The People＇s Square （PI＝6．58） and Hecheng Garden（PI＝6．89） were severely polluted． The water body of five sampling points in Wetland Park was polluted to different degree. Water pollution was on the rise from the upstream to the downstream of Shuicheng River．
Key words：Vicia faba root tip cells；micronucleus technique； Shuicheng River； pollution index
收稿日期：2014－12－29
基金项目：六盘水市科技局植物资源与环境生态研究创新团队项目（52020－2012－04－01－01）；六盘水师范学院植物学校级教学团队项目
（lpssyjxtd201101）；贵州省重点支持学科建设项目（黔财教［2014］142号）
作者简介：翁贵英（1971－），女，福建福清人，高级实验师，主要从事遗传实验教学与研究，（电话）13885864618（电子信箱）lpssywgy@163．com。
水城河（又名响水河）位于贵州省西部，源于窑上水库，自西向东流经六盘水市中心城区约20 km，为六盘水市主要的行洪排涝河段［1］。随着城市的发展及人口的增加，水城河污染日趋严重，河水恶臭、水体发黑，已失去水体自净能力。因此水城河的治理成为广大六盘水市民最为关注的热点，也是环保部门的工作难点问题之一。
近年来对水城河污染状况的研究较少，蒋文曼等［1］对水城河水质进行了调查，李煜等［2］、谈林友等［3］对水城河氨氮、亚硝酸盐氮的含量及生化耗氧量、干物质重（TSS）等化学指标进行测定，未见利用蚕豆（Vicia faba）根尖微核检测技术检测水城河污染状况的报道。蚕豆根尖微核技术以细胞染色体受损伤程度为指标，用于检测污染物对环境污染的程度，能够更好地反映污染物对生物和人类的危害状况，具有化学监测不能达到的效果，且具有操作简单、快速灵敏、经济、准确、实用性强等特点。该技术作为有效的生物学短期测试方法被广泛应用于监测水质污染，被许多国家列为常规指标和水环境监测的规范化方法［4］。
本研究采用蚕豆根尖微核技术检测水城河水体的污染程度，对水体进行快速监测，及时掌握水质的动态变化，旨在为水城河治理及治理前后进行对比提供科学依据。
1 材料与方法
1．1 水样采集
2013年3月分别从湿地公园1号舞彩钢桥（样点1）、勘探二队（样点2）、六盘水实验二中（样点3）、人民广场（样点4）和荷城花园（样点5）5个采样点采取水样，采水处距离河堤1．5 m左右，当水深超过1 m时，于距离水面1/4深处取水；若水深不足1 m时，在距离水面1/2深处取水，每个采样点采集水样500 mL，置于4 ℃冰箱中保存备用。
1．2 材料处理与恢复
选择粒大饱满、大小均匀的蚕豆种子，洗净后放入白瓷缸中用去离子水于25 ℃条件下浸泡24 h（期间换水两次）。待种子充分吸胀后移到铺有干净湿棉花的白瓷盘中，置于25 ℃温箱中催芽48 h。当根生长至1～2 cm时，选取根系生长良好、根长一致的种子，分别用采集的水样进行染毒处理 ，以去离子水作为阴性对照，置于温度为25 ℃的温箱中培养24 h。染毒结束后，将根尖用去离子水浸洗3次，每次2～3 min，洗净后置入培养皿中用去离子水在25 ℃下温箱中恢复培养24 h。
1．3 细胞学观察
将恢复培养的种子取出，切下约1 cm的根尖，分别置于瓶中，用卡诺氏固定液（甲醇∶冰醋酸＝3∶1）固定24 h后，用去离子水浸洗3次，每次5 min，用滤纸吸净水分，用1 mol/L HCl将幼根浸没，置于60 ℃的恒温水浴锅中酸解10～15 min，用去离子水浸洗4～5次。卡宝品红染色，压片法制片，镜检。
1．4 数据处理与统计
每个样点选取5颗根尖，每次观察1 000个细胞，统计产生微核的细胞数，计算其微核千分率（MNC‰）及污染指数（PI），并进行统计学处理［5］，用SPSS 19．0软件统计分析，采用Duncan’s multiple range test对不同采集地水样与阴性对照间的差异进行方差分析。
微核率（MCN‰）和污染指数（PI）的计算公式如下：
微核率（MCN‰）＝细胞中含有微核的细胞数/被观察的细胞总数×1 000‰
污染指数（PI）＝样品实测微核率平均值/对照微核率平均值
2 结果与分析
2．1 各采样点水的蚕豆根尖微核率
对湿地公园1号舞彩钢桥、勘探二队、六盘水实验二中、人民广场和荷城花园5个采样点的不同水样进行检测，重复处理5次，以去离子水为阴性对照。各水样及去离子水引起的蚕豆根尖细胞微核率和PI差异显著性分析结果如表1所示。
2．2 各采样点水样的污染评价
污染程度划分根据《全国技术检测规范——蚕豆根尖微核技术》规定的污染指数划分标准，PI为1．0～1．5时水体基本无污染；PI为1．5～2．0时水体为轻度污染；PI为2．0～3．5时水体为中度污染；PI为3．5以上时水体为重度污染。由表1可知，湿地公园1号舞彩钢桥水样为中度污染，堪探二队、六盘水实验二中、人民广场和荷城花园水样均为重度污染，从各采样点的微核率来看，由湿地公园至荷城花园各采样点污染程度逐渐递增。由方差差异分析可知，各采样点与对照相比差异均达极显著水平（P＜0.01）。可见水城河的水污染程度严重，由湿地公园1号舞彩钢桥至荷城花园水污染程度呈递增关系。河流上游至下游水污染呈上升趋势。
3 小结与讨论
3．1 水城河水质污染的原因分析
以蚕豆根尖微核率为指标，检测六盘水水城河湿地公园1号舞彩钢桥至市区中央各采样点的水质污染状况，结果表明，各区段的污染程度不同。由各采样点分布情况来看，湿地公园处于源头的上游，由于绿化种植施用化肥、农药及游客向水中乱丢垃圾等原因，使得湿地公园的水体污染程度呈中度污染。水城河自湿地公园至勘探二队虽然路程不远，但勘探二队却呈重度污染，主要由于两岸居民随意排放生活污水，倾倒垃圾，而且该段位于公路旁，常有大量灰尘、颗粒笼罩在水城河上方，进而漂浮于河水表面、融入河水之中，使得污染程度加重。经勘探二队，水流逐渐进入市区，六盘水实验二中的水体主要污染源为啤酒厂工业废水，加之两岸不断增加的居民生活污水与直接向河里倾倒垃圾，使得该河段水体污染进一步加重。至人民广场和荷城花园河段时，居民密集，污染源主要为两岸生活污水。水城河两岸的工业及生活污水排放量约6×104 t/d，其中市中心居民产生的生活污水约为5×104 t/d，生活污水占了绝大部分。由此可见，生活污水是水城河污染的主要原因。
3．2 水城河水质的遗传毒性状况
水城河中多种污染物并存，环境污染物（化肥、农药及重金属离子等）均具有遗传毒理学效应，污染物诱发染色体畸变形成微核有两条途径：一为诱变剂打断DNA分子形成DNA片段，DNA片段不能随染色体分离的过程被拉向两极，形成独立于细胞核之外的具有核形状的微核；二为纺锤丝造成的整条染色体落后于核分裂周期形成微核［6，7］。水城河生活污水占污水总量的绝大部分，城市生活污水中含有多种致畸变、致癌、致突变的污染物质，可诱导蚕豆根尖细胞的微核率上升［8］。水样中含有致突变物时，使细胞发生损伤，导致蚕豆根尖微核细胞率上升，反映出遗传毒性物质的存在［9］。
3．3 治理对策
根据水城河的污染情况，制定相应的治理对策，首先提高群众环境保护意识，做好两岸群众宣传教育工作，发动群众为治理水城河共同努力；其次，两岸生活污水需经过处理后再排放，加大城市污水和工业废水的治理力度，建设更多的污水处理厂，对各处污水处理厂进行技术改造，增加处理污水的能力和效率，改造原有截污沟，加大其截污能力，争取让所有污水均能及时经过处理再排放；再次，完善城市基础设施建设，建生态堤岸，生态堤岸可以起到绿化和美化的作用，并能在堤岸的水体中形成植物根系，为微生物和小动物的生存以及鱼类繁殖提供良好的生存环境，也可使水质得到净化。
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参考文献：
［1］ 蒋文曼，李 煜． 六盘水响水河水质调查及治理对策［J］．六盘水师范高等专科学校学报，2010，22（6）：35－36．
［2］ 李 煜，吴有刚，陈定梅，等．响水河水体氮素分布特征及其与溶解氧的关系［J］．六盘水师范高等专科学校学报，2006，18（3）：43－46．
［3］ 谈林友，魏沈玲，赵秋艳，等．水城河污染状况监测［J］．六盘水师范学院学报，2013，25（5）：52－54．
［4］ 臧 宇，薛开先． 蚕豆根尖微核试验的应用与发展［J］．癌变·畸变·突变，1999，11（3）：158－160．
［5］ 卢龙斗，常重杰．遗传学试验技术［M］．北京：科学出版社，2009．
［6］ 杨再福．铜（Cu2＋）对中华大蟾蜍蝌蚪的毒性试验［J］．环境保护科学，2000，26（5）：37－38．
［7］ 毛学文，王弋博，陈 荃．洗涤剂对蚕豆根和叶片的作用［J］．广西植物，2003，23（2）：185－187，192．
［8］ 董新姣．温洲市区内河水质毒性评价［J］．环境污染与防治，2000，22（3）：37－38．
［9］ 马 媛，龙 俊，吴莉莉．蚕豆根尖微核技术监测剑江都匀市区河段水质［J］．黔南民族师范学院学报，2012（3）：110－114．