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摘　要:目的　研究电镀厂的生产用水、未处理的生产废水以及已处理水对蚕豆胚根根尖的细胞遗传学毒性效 应。方法　采用蚕豆根尖细胞的微核试验方法和染色体畸变试验方法,以电镀厂的生产用水、未处理的生产废水以及 已处理水为诱变剂,测定蚕豆根尖细胞的微核率和染色体畸变率。结果　诱发蚕豆根尖细胞的微核率和染色体畸变 率的大小均依次为未处理的生产废水>已处理水>生产用水。结论　该电镀厂的未处理的生产废水以及已处理水对 植物根尖细胞具有遗传毒性效应,且能诱导细胞产生多种类型的染色体畸变。

关键词:电镀厂废水;细胞遗传学毒性;微核率;染色体畸变率

Abstract:Objective　The cytogenetic toxic effects of waste water from plating plant on the cell of vicia faba root tip were studied.Methods　As mutagen of the productive water,the productive waste water and the treated water,the micronu- cleus test and chromosome aberration test were used to assay the rate of micronucleus and chromosome aberration.Results　 The rate of micronucleus and chromosome aberration of vicia faba root tip cell in turn were the productive waste water,the treated water and the productive water.Conclusion　The productive waste water and the treated water of this plating plant had some cytogenetic toxic effects,and induced different kinds of chromosome aberration.

Key words: waste water from plating plant;cytogenetic toxicity;rate of micronucleolus;rate of chromosome aberration 　　

随着现代化工业的发展,大量的工业废水排入环境,造成 农田的污染,植物受到严重毒害,对人体健康造成潜在的危 害〔1,2〕。随着环保意识的提高,人们越来越关注生活环境的 质量。电镀厂废水作为工业废水来源之一,对环境有一定的 污染作用〔3〕。蚕豆微核技术因具有材料方便、培养简单、技术 容易掌握等优点而成为目前研究和应用较多的检测“三废”物 质的植物体细胞检测系统〔4〕。本文对温州某电镀厂的生产用 水、生产废水和已处理水(经空气表面暴气和活性污泥处理) 水样,对蚕豆根尖进行微核试验和染色体畸变试验〔5,6〕,以探 明电镀厂废水对植物根尖细胞的致畸效应。

1　材料和方法

1·1　材料　蚕豆购于温州市洞头县。生产用水、生产废水以 及已处理水均采自温州市区某电镀厂。

1·2　方法　选择饱满、大小均匀的蚕豆干种子。用自来水浸 泡24 h,使其吸胀,置于23℃的培养箱中培养。每日换水1~ 3次,待根尖长至1 cm左右,将其分别用生产用水、50%的废 水、已处理水浸泡4 h(非离体)。用卡诺氏液固定6~24 h,最 后将根尖转入70%的酒精中4℃下保存。并设阴性对照组, 实验共分4组,组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为蒸馏水组、生产用水 组、50%的废水组以及已处理水组。采用我们改进的方法进 行制片〔5〕。每个组别观察10个根尖,分别计算每根尖染色体 畸变率及微核千分率。

1·3　统计方法　采用SPSS 10·0数据分析系统进行方差分 析。

2　结果

2·1　电镀厂废水对蚕豆根尖细胞微核率的影响(表1)　由 表1可见,组Ⅲ和组Ⅳ所诱发的蚕豆根尖细胞微核率都明显 高于组Ⅰ(对照组)(P<0·001)。

2·2　电镀厂废水对蚕豆根尖细胞染色体畸变的影响(表2) 　从表2可知,蚕豆根尖分生组织细胞有丝分裂周期中,其异 常主要出现在细胞分裂的中期、后期和末期。从压片镜检结 果看,组Ⅰ和组Ⅱ的异常分裂细胞及染色体畸变类型较少,而 组Ⅲ的异常分裂细胞及染色体畸变类型较多。组Ⅳ的与组Ⅲ 的比较,染色体畸变类型和异常分裂细胞数都有所减少。且 从镜检结果还可看,蚕豆根尖分生组织细胞有丝分裂周期中, 前期、中期、后期及末期均发现异常现象。包括前期的微核、 中期的微核、中期末及赤道板集合染色体、后期染色体断片、 后期染色体桥现象等。

 2·2·1　前期　与组Ⅰ比较,组Ⅲ对前期染色体畸变率有显著 的影响(P<0·05),其他各组影响不明显。前期异常表现主 要是出现微核(图Ⅰ-1),前期的微核是由上次有丝分裂过程 中染色体受损或染色体活动异常而形成的。

2·2·2　中期　组Ⅲ的染色体畸变率极高且类型多样,其引起 的细胞分裂中期的异常表现主要是中期微核(图Ⅰ-2)、染色 体未及赤道面(图Ⅰ-3)、染色体在赤道面上分成两部分(图 Ⅰ-4)。组Ⅳ染色体异常类型和数量有所减少,但畸变率仍 高,主要为染色体分布异常。表明废水经处理后致畸效应虽 有所降低,对纺锤丝的干扰仍存在。

2·2·3　后期　组Ⅲ和组Ⅳ都能引起后期细胞较高频率的染 色体畸变。细胞分裂后期的异常表现主要是染色体向两极移 动时不同步性(图Ⅰ-5),这反映了个别染色体移向两极的速 度和进程是不同的;后期微核(图Ⅰ-6);后期染色体桥(图Ⅰ -7),该研究中观察到的染色体桥是单桥,这种桥甚至可以持 续到末期。

2·2·4　末期　由废水引起的染色体异常主要表现在末期滞 留染色体及染色体桥(图Ⅰ-8)、末期微核(图Ⅰ-9)、末期滞 留染色体(图Ⅰ-10)、末期染色体解螺旋不同步(图Ⅰ-11)、 多倍体细胞(图Ⅰ-12)。

1:前期微核;2:中期微核;3:中期染色体未及赤道面;4:中期染色体在赤道面上分成两个部分;5:染色体移动不同步;6:后期滞留染色体及微核; 7:后期染色体桥;8:末期滞留染色体及桥;9:末期微核;10:末期滞留染色体;11:末期染色体解旋异常;12:染色体加倍

图Ⅰ　电镀厂污水对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响污染

3　讨论

微核是真核生物细胞中的一种异常结构,主要由落后的 染色体和无着丝粒的染色体片段所形成。微核的数量反映了 染色体损伤的程度。故微核已成为检测环境诱变剂毒害效应 的一个重要指标〔7,8〕。当蚕豆根尖细胞受到有害理化因子攻 击时,其染色体受干扰甚至发生断裂,产生的染色体片段和滞 留染色体可能发生畸变,并在主核的周围形成微核。微核率 的高低可反映废水对蚕豆根尖的危害程度。实验结果表明电 镀厂废水能诱发蚕豆根尖细胞产生高频率的微核和染色体畸 变,其中中期相的细胞畸变率较高。已处理水诱发的微核率 和染色体畸变率明显低于生产废水的,但明显高于阴性对照 组的。

说明已处理水仍具有一定程度的致突变效应。从各个 分裂期异常中可看出,电镀厂废水对蚕豆根尖细胞的作用,主 要表现在损伤染色体、解螺旋异常以及干扰纺锤丝形成等。 从而引起染色体未及赤道面、染色体分组以及改变中期赤道 板染色体的分布。后期及末期均出现染色体桥。桥的形成是由于染色体断裂再融合形成双着丝粒染色体的结果,同时伴 有染色体断片的出现。废水的某些成分可能对解螺旋有关的 物质发生作用或引起染色体畸变而造成解螺旋不同步;通过 干扰纺锤丝的形成而造成细胞质分裂受到障碍,进而形成多 倍体细胞。从染色体畸变率和微核率来看,电镀厂废水具有 较强的致突变效应。废水处理后虽有所改善,但对蚕豆根尖 的危害程度仍较大,如直接将其排放到周边的河流或湖泊里, 会给人们的生活环境造成严重污染,对人体健康也存在着潜 在的危害。