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      石家莊市灌溉用污水短期致癌作用研究

      2013-04-07 06:37:27劉學(xué)慧張曉琳楊立學(xué)王立芹劉殿武
      關(guān)鍵詞:石家莊市石家莊河北

      劉學(xué)慧,張曉琳,楊立學(xué),王立芹,馬 輝,劉殿武*

      (1.河北醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院勞動衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生教研室,河北石家莊050017;2.河北醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病

      與衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室,河北石家莊050017;3.河北省石家莊市疾病預(yù)防控制中心理化檢驗(yàn)所,河北石家莊050019)

      ·研究快報·

      石家莊市灌溉用污水短期致癌作用研究

      劉學(xué)慧1,張曉琳2,楊立學(xué)3,王立芹2,馬 輝3,劉殿武2*

      (1.河北醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院勞動衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生教研室,河北石家莊050017;2.河北醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病

      與衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室,河北石家莊050017;3.河北省石家莊市疾病預(yù)防控制中心理化檢驗(yàn)所,河北石家莊050019)

      污水;微核試驗(yàn);電泳

      流行病學(xué)調(diào)查顯示污灌區(qū)居民惡性腫瘤標(biāo)化病死率顯著高于凈灌區(qū)[1]。本文應(yīng)用化學(xué)分析和配套遺傳毒性實(shí)驗(yàn)對其短期致癌效應(yīng)進(jìn)行研究。

      1 材料與方法

      1.1 樣品的采集:2010年4月在石家莊東明渠洨河段選取上、中、下游3個剖面,分別采集污水10L。水樣先后通過11.0μm和0.22μm濾膜過濾后等體積混合,4℃保存。

      1.2 化學(xué)分析:用電感耦合等離子體質(zhì)譜法分析污水中主要重金屬的含量。采用固相萃取的方法提取污水中的有機(jī)污染物,應(yīng)用氣相色譜質(zhì)譜分析有機(jī)污染物。

      1.3 鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變實(shí)驗(yàn)(Ames):各受試物、菌液混和液(需代謝活化時,加S9混合液0.5mL)分裝于試管中,在37℃預(yù)培養(yǎng)20min。含0.5mmol/L組氨酸-生物素溶液的頂層瓊脂2.0mL分裝于試管中,45℃保溫,然后每管依次加入增菌液0.1mL、不同濃度的污水0.1mL,鋪板。頂層瓊脂凝固后,將平皿翻轉(zhuǎn)過來,37℃培養(yǎng)48h。共設(shè)4個組,分別為25μL/皿、50μL/皿、75μL/皿、100μL/皿。同時設(shè)溶劑對照、陽性對照以及未處理對照,均包括加S9或不加S9 2種情況。每個劑量設(shè)3個平行皿,重復(fù)2次。

      1.4 微核實(shí)驗(yàn):昆明小鼠按體質(zhì)量隨機(jī)分組,每組10只,雌雄各半。由于本研究中受試物是混合物,并無半數(shù)致死劑量(lethal doses 50,LD50)可查。受試物劑量的選擇主要根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn),在預(yù)實(shí)驗(yàn)中對昆明小鼠進(jìn)行最大體積灌胃(20mL/kg)染毒,并未觀察超急性毒性反應(yīng)和死亡。彭雙清所著《毒理學(xué)替代法》[2]中指出,若一種毒物口服5g/kg未見急性毒性反應(yīng)或死亡,可以不必提高劑量進(jìn)行LD50的測試。3個不同濃度的劑量組分別含25%、50%、100%污水,自由飲用;以蒸餾水為陰性對照;陽性對照組采用環(huán)磷酰胺,40mg/kg腹腔注射。選擇2個點(diǎn)進(jìn)行觀察,一是體內(nèi)微核實(shí)驗(yàn)的經(jīng)典方法,即連續(xù)2d暴露;二是連續(xù)15d暴露。按常規(guī)方法取材制片,采用盲法進(jìn)行計(jì)數(shù)分析。

      1.5 單細(xì)胞凝膠電泳實(shí)驗(yàn):昆明小鼠,按體質(zhì)量隨

      機(jī)分組。3個劑量組分別含25%、50%、100%污水,自由飲用15d;蒸餾水為陰性對照;苯巴比妥鈉為陽性對照,140mg/kg腹腔注射[3]。按常規(guī)方法制備肝細(xì)胞懸液,三明治法制片,低溫避光裂解1h;室溫避光解旋30min;避光電泳30min(25V,300mA);根據(jù)Pelegrini等[4]介紹的方法染色,CASP軟件分析。

      1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法:應(yīng)用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,計(jì)量資料以±s表示。資料符合獨(dú)立、正態(tài)、方差齊,多組均數(shù)之間的比較用單因素方差分析;若資料不符合上述條件,則用秩和檢驗(yàn)。運(yùn)用Spearman等級相關(guān)和直線回歸來分析劑量反應(yīng)關(guān)系。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

      2 結(jié) 果

      2.1 化學(xué)分析:樣本中鉻和鉛的濃度分別為178.32μg/L,285.28μg/L,分別超過國家標(biāo)準(zhǔn)0.78和0.43倍。GC-MS共檢出86個峰,選擇可信度大于70%峰,共檢出30種有機(jī)化學(xué)物,主要有鄰苯二甲酸酯類、雜環(huán)類、多環(huán)芳烴類以及苯胺類化合物等。

      2.2 Ames實(shí)驗(yàn):無論加或不加S9體外代謝活化系統(tǒng),不同濃度的污水引起的TA98回變菌落數(shù)均大于未處理對照組的2倍,隨著劑量的增加,回變菌落數(shù)也顯著增加,說明其具有致突變作用,含有直接和間接的移碼型致突變物。

      2.3 微核實(shí)驗(yàn):連續(xù)2d暴露于污水,處理組和陰性對照組相比,小鼠骨髓細(xì)胞微核率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。連續(xù)15d染毒后,50%和100%污水處理組微核率和陰性對照組相比顯著增加;隨著污水暴露濃度的增加,微核率顯著增加。

      2.4 單細(xì)胞凝膠電泳實(shí)驗(yàn):小鼠連續(xù)15d暴露后,50%和100%污水處理組Olive尾矩和陰性對照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;隨著劑量的增加,Olive尾矩顯著增加。

      3 討 論

      鉛和鉻具有確定的致癌性。大多數(shù)多環(huán)芳烴類化合物、苯胺類化合物和雜環(huán)類化合物都是人類的致癌物。苯并丙唑是本研究中檢出的相對含量較高的雜環(huán)類化合物,它在體內(nèi)代謝能形成具有致突變和致癌潛力的芳香胺類化合物。國內(nèi)外眾多學(xué)者應(yīng)用短期致癌實(shí)驗(yàn)檢測城市污水、工業(yè)廢水、江河湖水以及飲用水的致突變作用。本研究選用過濾的方法對石家莊市灌溉用污水進(jìn)行了前處理,應(yīng)用配套遺傳毒性檢測實(shí)驗(yàn),從不同的遺傳學(xué)終點(diǎn)對石家莊市灌溉用污水的短期致癌效應(yīng)進(jìn)行了研究。綜合分析短期致癌實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以認(rèn)為石家莊灌溉污水具有短期致癌作用。微核實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明隨著污水暴露時間的延長,其結(jié)果由陰性轉(zhuǎn)為陽性。微核實(shí)驗(yàn)協(xié)作研究組也曾發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)化學(xué)物多次染毒比單次染毒的微核率數(shù)值高,還有個別的結(jié)果由陰性轉(zhuǎn)為陽性[5]。本研究也得到了類似的結(jié)果,究其原因可能是由于污水在小鼠體內(nèi)的代謝速度比較慢,產(chǎn)生了蓄積作用,從而引起了微核的累積效應(yīng)。綜合分析所有的結(jié)果表明,石家莊市灌溉用污水具有短期致癌效應(yīng),應(yīng)該對其進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

      [1]黃朝南,胡文媛,李榮芝.城市灌溉癌譜調(diào)查分析[J].環(huán)境保護(hù),1984,6(3):16-34.

      [2]彭雙清,郝衛(wèi)東,伍一軍.毒理學(xué)替代法[M].北京:軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)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.

      (本文編輯:劉斯靜)

      R181.34

      B

      1007-3205(2013)05-0593-02為緩解水資源短缺的狀況,許多國家利用污水進(jìn)行農(nóng)田灌溉。由于我國污水灌溉管理體系不健全,污水直接用于農(nóng)田灌溉,造成土壤、作物及地下水的嚴(yán)重污染。污水灌溉已成為我國農(nóng)村水環(huán)境惡化的主要原因之一,直接威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦慕】怠?/p>

      2013-03-06;

      2013-04-09

      河北省衛(wèi)生廳醫(yī)學(xué)重點(diǎn)指令項(xiàng)目(20090057)

      劉學(xué)慧(1976-),女,遼寧錦州人,河北醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)講師,醫(yī)學(xué)博士研究生,從事環(huán)境污染與健康研究。

      *通訊作者。E-mail:liudwu56@tom.com

      10.3969/j.issn.1007-3205.2013.05.038

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