利用微核检测技术监测信阳市南湾湖水质污染

□赵 佳 余炎炎

1982年Francesca Degrassi和Te Hsiu Ma建立蚕豆根尖细胞微核试验技术，此检测技术的测试终点是染色体损伤及纺锤丝毒性，具有简单易行的操作技术、较高的灵敏度、较宽的检测物谱、稳定的检测效果等特点，在水体环境污染检测中得到广泛应用。本文利用蚕豆根尖细胞微核检测技术对信阳市南湾湖的水污染进行研究分析，对南湾湖水源环境的保护、持续发展规划、科学研究等提供理论依据。

一、材料与方法

以本地蚕豆、待测水样、蒸馏水为基本材料，利用计算机、数码显微镜、隔水式电热恒温培养箱、电热恒温水浴锅等基本实验仪器和0.9%NaCl溶液、卡诺固定液、70%乙醇、95%酒精、1mol/L盐酸、醋酸洋红等试剂进行实验。

水样的采集要严格按照监测规范要求，分别对南湾湖中心岛、码头、大坝、燕尾岛4个采样点进行采集，采取500ml水样把其放置于塑料瓶内4℃冰箱中避光保存，以供以后的实验使用。

选择品相饱满的蚕豆种子用浓度0.9%的NaCl溶液消毒后，然后用蒸馏水冲洗3次。将冲洗干净的蚕豆按所需量放入盛有水样的烧杯里，在25℃下浸泡24h，同时设置蒸馏水对照组进行对照实验，在这个过程中换水两次，所换水需经过25℃的预温。种子吸收一定量的水分后会出现吸胀破皮，将吸水破皮后的蚕豆种子放在铺有湿纱布的培养皿内，在25℃下进行恒温催芽，同时每隔5h左右换水1次。待根长至1～2cm长时，用做检测根尖材料。

切取1cm左右的根尖，用卡诺氏固定液固定根尖细胞24h。然后用95%酒精清洗并于4℃冰箱中保存。

用蒸馏水将固定好的蚕豆根尖清洗2次，每次5min。将蒸馏水吸净，在55℃水浴锅中用1mol/L盐酸解离根尖15min，使幼根能够软化。待根尖软化后用蒸馏水浸洗根尖2次，每次5min。取出根尖用解剖针截取2mm左右分生组织，并将其捣碎均匀涂开，用醋酸洋红染液染色5～8min后镜检。随机抽查3个以上待测水样和对照组根尖，每个根尖在高倍镜下需要观察1，000个生长点的间期细胞，并记录下发生微核的细胞数。将测得的实验组与对照组(CK)的微核千分率分别进行比较。

利用细胞微核千分率和污染指数的公式计算每个组的平均微核千分率和标准误差(SE)，然后用PSS13.0软件对各组根尖细胞微核千分率进行单因素方差的分析比较。

二、结果及分析

(一)南湾湖码头区域水质轻度污染。本试验在信阳市南湾湖4个区域采集水样来培养蚕豆，其中码头附近取水样培养蚕豆根尖观察细胞的微核数(见图1)和蒸馏水对照组的微核数(见图2)如下。

图1

图2

表1 信阳市南湾湖各区域水样的微核率和污染指数

信阳市南湾湖各区域水样的微核率和污染指数见表1。从表1可以看出:微核率在中心岛、码头、大坝、燕尾岛四个采样点存在一定的差异，其中码头水样的微核率最高，平均为3.33‰，污染指数1.67，属于轻度污染。

(二)南湾湖中心岛、大坝、燕尾岛水质尚未污染。大坝、燕尾岛、中心岛附近取水样培养蚕豆根尖观察细胞的微核数和蒸馏水对照组的微核数对照，分析结果如表1:大坝水样，微核率平均为2.67‰，污染指数1.33;再次是燕尾岛水样，微核率平均为2.00‰，污染指1.00;中心岛水样的微核率最低，平均为1.33‰，污染指数0.33。由此可见三个区域均未受到污染。

三、试验存在的问题及其对策

(一)本试验研究的局限性和建议。本实验结果仅仅说明了春季南湾水质情况，不同季节降雨量不同，水体是一个动态变化的系统，因此试验存在不全面、不系统的局限性。如果要全面分析，需要在全年各季节进一步进行实验、充实数据，需要多次、多层面、不同时期对水样进行采集分析，进而为本地相关政府部门更有效地对南湾湖水源环境的保护、预防水污染引起的健康危害、持续发展规划、科学研究等提供理论依据。

(二)微核计数的问题和改进。染料中心或杂质的大小和微核相似，此试验用肉眼来识别和观察，容易造成混淆，对微核的判断和计数不够精确，从而对实验结果造成影响。如果计算机图像分析系统、激光扫描细胞仪、流式细胞术等先进仪器来弥补，可以提高识别微核的准确度。

(三)试验材料的优缺点和试验方法的完善措施。试验中蚕豆根尖处理量不足。加大蚕豆根尖的处理量，观察更多的细胞可使结果更加准确。微核试验法反映的则是各种因素综合的遗传毒性效应，还可以反映出各污染因子的拮抗与叠加效应。化学监测法可以详细报告水中所含污染物的种类与数量。因此微核试验法和化学监测法配合使用可以相得益彰。

［1］王兰萍，耿荣庆，张翱等.利用蚕豆根尖细胞微核技术监测盐城市区主要河流的水质状况［J］.安徽农业科学，2009

［2］国家环保局.环境监测技术规范［M］.北京:中国环境科学出社，1991

［3］杨颖.体外微核技术及其进展［J］.国外医学卫生学分册，2007

［4］李雅轩，胡英考，蔡民华等.应用微核技术对北京三海水域污染状况的研究［J］.生态学杂志，2005