污水处理厂水质污染状况检测1试验材料与方法

1.1试验仪器和试剂

青皮蚕豆(西安市售优质青皮蚕豆);2mg·L-1环磷酰胺(CP,上海第十二制药厂生产);改良苯酚品红染色液(北京雷根生物技术有限公司);数码显微镜(LeicaDM750)。

1.2水样

河南省洛阳市洛宁县污水处理厂周围有居民住房、工厂等高大建筑,附近还有河流、树林等自然环境。该处理厂主要接纳居民的生活污水和工业废水,试验分别取污水处理厂处理前和处理后的水样。

1.3方法

1.3.1蚕豆根尖有丝分裂制片的制备

选取无虫害、无霉变的饱满青皮蚕豆于25℃的恒温箱中催芽长根;分别用河南省洛阳市洛宁县污水处理厂处理前、处理后的水样培养蚕豆根尖作为两个试验组,阴性对照为自来水培养的蚕豆根尖;阳性对照为2mg·L-1环磷酰胺培养的蚕豆根尖。蚕豆根尖有丝分裂制片制备的方法参考本试验室张贞的文献[3]。

1.3.2镜检并统计微核数

玻片的编号与计数采用盲法。计数时,选取涂片及染色质量好的区域,避开过分重叠和细胞破坏的区域。通过调节显微镜焦距区分微核和落在细胞上被染色的杂质。微核的识别标准为在主核大小的1/3以下,并与主核分离的小核;着色与主核相当或稍浅;形态为圆形、椭圆形或不规则图形。每组至少观察1000个细胞,记录微核数。每个试验组统计3次,取平均值。

1.3.3数据分析

根据镜检所得微核数计算微核千分率,微核千分率=(带有微核的细胞数/观察细胞总数)×100%。参照文献记载方法计算污染指数[4],污染指数(PI)=样品实测MCN‰平均值/对照组(标准水)MCN‰平均值。并根据污染指数的大小判断水样的污染程度,污染指数为0~1.5时,水样基本无污染;污染指数为1.5~2.0时,水样为轻度污染;污染指数为2.0~3.5时,水样为中度污染;污染指数为3.5以上时,水样为重度污染(凡数值在上、下限时定为上一级污染)。用SPSS19.0软件对各组样本的平均微核数进行单因素方差分析,检测不同处理组之间的差异。

2结果

每个试验组统计3000~4000个细胞,分别计算其微核千分率和污染指数。试验结果显示,自来水处理蚕豆根尖的微核率为0.67‰,环磷酰胺处理蚕豆根尖的微核率为9.67‰,根据1986年颁布的《环境监测技术规范》规定,对照组的微核率在10.00‰以下,符合标准试验条件[5,6]。污水处理厂处理前和处理后的水样对蚕豆根尖微核率的影响如下(图1)(表1):从污染指数分析,处理前水样的污染指数是5.48,为重度污染;处理后水样的污染指数是1.99,为轻度污染。方差齐性检验结果表明:P=1.00>0.05,说明各组方差在α=0.05水平上没有显著性差异,即方差齐性。处理前水样的微核千分率为3.67‰,经最小显著差数法(LSD)比较,与阴性对照组之间的差异具有统计学意义(P=0.001<0.05),这表明污水处理厂水样对蚕豆根尖细胞微核形成的影响十分明显。处理后水样的微核千分率为1.33‰,与阴性对照组之间的差异无统计学意义(P=0.207>0.05);处理前水样与处理后水样的微核平均数之间的差异具有统计学意义(P=0.003<0.05),说明该污水处理厂对污水的净化有明显效果。

3结论

蚕豆根尖微核试验具有敏感、稳定、简便、适于大批量样品的检测,所需试验设备和条件低、试验周期短及与哺乳动物试验的相关好等独特的优势,深受人们重视[7]。吕敏利用紫露草花粉母细胞减数分裂过程中,因染色体受到诱变物影响而损伤后出现的微核频率为指标,检测常州周边区域内的太湖水质,发现5#(周铁段)、1#(马山段)、3#(潘家段)是污染严重的区段;4#(竺山湖段)的水质具有较弱的致突变性;而2#(雪堰段)水质良好[8]。M.Shahid等用土壤中的有机金属混合物来培养蚕豆,检测其微核率,确定土壤的质量和其对植物的遗传毒性[9]。张燕利用蚕豆根尖微核技术检测长江涪陵段水质,以不同取水点对蚕豆根尖进行染毒处理,通过污染指数反应水质污染程度。结果表明:长江涪陵段水质受到了不同程度的污染,靠近城区和工厂附近的污染尤其严重[10]。YiruDong等检测了产煤区焦化废水对蚕豆和大麦根尖细胞微核率的影响,结果表明:焦化废水可诱导蚕豆和大麦根尖细胞产生微核,并呈剂量依赖关系,即焦化废水诱导了植物细胞的遗传损伤;相同剂量的焦化废水同时处理蚕豆和大麦,结果蚕豆根尖的微核率比大麦高,即在微核检测试验中,蚕豆比大麦更灵敏[11]。试验结果显示,河南省洛阳市洛宁县污水厂处理前的污水存在重度污染,具有核损伤作用,其中含工业废水是造成其污染的主要原因。工业废水中含有大量的有毒物质,若排放不慎,污染当地的水和土壤,将严重威胁到当地居民的身体健康。当地的政府也应采取相应的措施(尤其针对周边工厂),加强对当地环境的保护,必要的时候,可依法采取强制手段。该污水厂处理后的污水为轻度污染,表明该厂对污水的净化有明显效果,对当地人们的健康起到了一定的保障作用,同时也对其他没达到排放标准的污水处理厂起到模范作用,其它处理厂可以询问和借鉴该处理厂的处理方法,造福于更多的人们。试验结果为综合评价污水水质状况提供了理论依据,同时为保护周边居民健康保护提供了参考。一般说来,水体有一定的自净能力,随着水的流动和稀释,污染会有所减轻。当所排废水中的污染物较多,超出了水的自净能力时,将会造成持续的、严重的污染。由于生产工艺改变、降雨差异等因素,水体将是一个动态变化的系统,因此水样的分析应该在不同时期多次、多层面地进行。笔者试验结果只是说明了一段时期该厂所排废水的水质情况,如果要全面分析,还应进一步充实数据,为该地区的水环境保护提供更全面的数据支持。

作者:李爱玲 赵妮平 单位:陕西学前师范学院 生物科学与技术系