石家庄市灌溉用污水短期致癌作用研究

刘学慧，张晓琳，杨立学，王立芹，马 辉，刘殿武*

（1.河北医科大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生教研室，河北石家庄050017；2.河北医科大学公共卫生学院流行病

与卫生统计学教研室，河北石家庄050017；3.河北省石家庄市疾病预防控制中心理化检验所，河北石家庄050019）

·研究快报·

石家庄市灌溉用污水短期致癌作用研究

刘学慧1，张晓琳2，杨立学3，王立芹2，马 辉3，刘殿武2*

（1.河北医科大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生教研室，河北石家庄050017；2.河北医科大学公共卫生学院流行病

与卫生统计学教研室，河北石家庄050017；3.河北省石家庄市疾病预防控制中心理化检验所，河北石家庄050019）

污水；微核试验；电泳

流行病学调查显示污灌区居民恶性肿瘤标化病死率显著高于净灌区［1］。本文应用化学分析和配套遗传毒性实验对其短期致癌效应进行研究。

1 材料与方法

1．1 样品的采集：2010年4月在石家庄东明渠洨河段选取上、中、下游3个剖面，分别采集污水10L。水样先后通过11.0μm和0.22μm滤膜过滤后等体积混合，4℃保存。

1．2 化学分析：用电感耦合等离子体质谱法分析污水中主要重金属的含量。采用固相萃取的方法提取污水中的有机污染物，应用气相色谱质谱分析有机污染物。

1．3 鼠伤寒沙门氏菌回复突变实验（Ames）：各受试物、菌液混和液（需代谢活化时，加S9混合液0.5mL）分装于试管中，在37℃预培养20min。含0.5mmol/L组氨酸－生物素溶液的顶层琼脂2.0mL分装于试管中，45℃保温，然后每管依次加入增菌液0.1mL、不同浓度的污水0.1mL，铺板。顶层琼脂凝固后，将平皿翻转过来，37℃培养48h。共设4个组，分别为25μL/皿、50μL/皿、75μL/皿、100μL/皿。同时设溶剂对照、阳性对照以及未处理对照，均包括加S9或不加S9 2种情况。每个剂量设3个平行皿，重复2次。

1．4 微核实验：昆明小鼠按体质量随机分组，每组10只，雌雄各半。由于本研究中受试物是混合物，并无半数致死剂量（lethal doses 50，LD50）可查。受试物剂量的选择主要根据预实验，在预实验中对昆明小鼠进行最大体积灌胃（20mL/kg）染毒，并未观察超急性毒性反应和死亡。彭双清所著《毒理学替代法》［2］中指出，若一种毒物口服5g/kg未见急性毒性反应或死亡，可以不必提高剂量进行LD50的测试。3个不同浓度的剂量组分别含25％、50％、100％污水，自由饮用；以蒸馏水为阴性对照；阳性对照组采用环磷酰胺，40mg/kg腹腔注射。选择2个点进行观察，一是体内微核实验的经典方法，即连续2d暴露；二是连续15d暴露。按常规方法取材制片，采用盲法进行计数分析。

1．5 单细胞凝胶电泳实验：昆明小鼠，按体质量随

机分组。3个剂量组分别含25％、50％、100％污水，自由饮用15d；蒸馏水为阴性对照；苯巴比妥钠为阳性对照，140mg/kg腹腔注射［3］。按常规方法制备肝细胞悬液，三明治法制片，低温避光裂解1h；室温避光解旋30min；避光电泳30min（25V，300mA）；根据Pelegrini等［4］介绍的方法染色，CASP软件分析。

1．6 统计学方法：应用SPSS18.0统计软件进行分析，计量资料以±s表示。资料符合独立、正态、方差齐，多组均数之间的比较用单因素方差分析；若资料不符合上述条件，则用秩和检验。运用Spearman等级相关和直线回归来分析剂量反应关系。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2．1 化学分析：样本中铬和铅的浓度分别为178.32μg/L，285.28μg/L，分别超过国家标准0.78和0.43倍。GC-MS共检出86个峰，选择可信度大于70％峰，共检出30种有机化学物，主要有邻苯二甲酸酯类、杂环类、多环芳烃类以及苯胺类化合物等。

2．2 Ames实验：无论加或不加S9体外代谢活化系统，不同浓度的污水引起的TA98回变菌落数均大于未处理对照组的2倍，随着剂量的增加，回变菌落数也显著增加，说明其具有致突变作用，含有直接和间接的移码型致突变物。

2．3 微核实验：连续2d暴露于污水，处理组和阴性对照组相比，小鼠骨髓细胞微核率差异无统计学意义。连续15d染毒后，50％和100％污水处理组微核率和阴性对照组相比显著增加；随着污水暴露浓度的增加，微核率显著增加。

2．4 单细胞凝胶电泳实验：小鼠连续15d暴露后，50％和100％污水处理组Olive尾矩和阴性对照组相比差异有统计学意义；随着剂量的增加，Olive尾矩显著增加。

3 讨 论

铅和铬具有确定的致癌性。大多数多环芳烃类化合物、苯胺类化合物和杂环类化合物都是人类的致癌物。苯并丙唑是本研究中检出的相对含量较高的杂环类化合物，它在体内代谢能形成具有致突变和致癌潜力的芳香胺类化合物。国内外众多学者应用短期致癌实验检测城市污水、工业废水、江河湖水以及饮用水的致突变作用。本研究选用过滤的方法对石家庄市灌溉用污水进行了前处理，应用配套遗传毒性检测实验，从不同的遗传学终点对石家庄市灌溉用污水的短期致癌效应进行了研究。综合分析短期致癌实验的结果可以认为石家庄灌溉污水具有短期致癌作用。微核实验的结果表明随着污水暴露时间的延长，其结果由阴性转为阳性。微核实验协作研究组也曾发现绝大多数化学物多次染毒比单次染毒的微核率数值高，还有个别的结果由阴性转为阳性［5］。本研究也得到了类似的结果，究其原因可能是由于污水在小鼠体内的代谢速度比较慢，产生了蓄积作用，从而引起了微核的累积效应。综合分析所有的结果表明，石家庄市灌溉用污水具有短期致癌效应，应该对其进行进一步的研究。

［1］黄朝南，胡文媛，李荣芝.城市灌溉癌谱调查分析［J］.环境保护，1984，6（3）：16－34.

［2］彭双清，郝卫东，伍一军.毒理学替代法［M］.北京：军事医学科学出版社，2008：45.

［3］PANDEY AK，NAGPURE NS，TRIVEDI SP，et al.Profenofos induced DNA damage in freshwater fish，Channa punctatus（Bloch）using alkaline single cell gel electrophoresis［J］.Mutat Res，2011，726（2）：209－214.

［4］PELEGRINI AL，MOURA DJ，BRENNER BL，et al.Nek1 silencing slows down DNA repair and blocks DNA damage-induced cell cycle arrest［J］.Mutagenesis，2010，25（5）：447－454.

［5］Collaborative Study Group for the Micronucleus Test，the Mammalian Mutagenesis Study Group of the Environmental Mutagen Society，Japan（CSGMT/JEMS.MMS）.Single versus multiple dosing in themicronucleus test：the summary of the fourth collaborative study by CSGMT/JEMS.MMS［J］.Mutat Res，1990，234（3/4）：205－222.

（本文编辑：刘斯静）

R181.34

B

1007-3205（2013）05-0593-02为缓解水资源短缺的状况，许多国家利用污水进行农田灌溉。由于我国污水灌溉管理体系不健全，污水直接用于农田灌溉，造成土壤、作物及地下水的严重污染。污水灌溉已成为我国农村水环境恶化的主要原因之一，直接威胁着当地居民的健康。

2013－03－06；

2013－04－09

河北省卫生厅医学重点指令项目（20090057）

刘学慧（1976－），女，辽宁锦州人，河北医科大学公共卫生学讲师，医学博士研究生，从事环境污染与健康研究。

*通讯作者。E-mail：liudwu56＠tom.com

10.3969/j.issn.1007-3205.2013.05.038