劉 艷,高曉雨,張雅柔,王 虹
(西安文理學(xué)院 生物與環(huán)境工程學(xué)院,陜西 西安 710065)
浐河和灞河是兩條流經(jīng)西安東郊的主要河流,是西安市重要的水源。浐河是灞河一個大的支流,發(fā)源于秦嶺北麓的藍田縣湯峪鎮(zhèn)紫云山南,由南向北注入灞河,全長 66.4 km;灞河,渭河的支流,古名滋水,發(fā)源于秦嶺北坡藍田縣灞源鄉(xiāng)箭峪嶺南九道溝,全長109 km。在西安市浐灞生態(tài)區(qū)浐河匯入灞河,在西安高陵區(qū)灞河匯入渭河。
利用蠶豆根尖細胞微核技術(shù)檢測水體污染是生物學(xué)檢測的一種重要手段[1~2],如徐長君[3]、蔣琳[4~5]等對污染水質(zhì)進行的研究。有多位學(xué)者對浐河和灞河水質(zhì)進行分析[6~7],20世紀80年代末朱必才等[8]曾利用蠶豆根尖細胞研究浐河的水質(zhì)情況,結(jié)果顯示浐河流經(jīng)西安東郊工業(yè)區(qū)的4個采樣區(qū)存在不同程度的污染。時隔30 a,隨著西安城市的快速發(fā)展,浐河和灞河已逐漸成為城市中的內(nèi)河。我們利用蠶豆根尖細胞微核技術(shù)研究浐河和灞河流經(jīng)西安段的水質(zhì)情況,對浐河和灞河水質(zhì)進行比較,為其水質(zhì)保護和利用提供重要依據(jù)。
蠶豆(Viciafaba):購于西安市自由市場。
水樣:2017年4月10日采自浐河和灞河西安水域,分設(shè)4個采樣點,浐河:田家灣(A)、長樂路橋下(B)、桃花潭(C)和浐河口(D),灞河:紡織城工業(yè)園(E)、灞河濕地公園(F)、十里鋪橋下(G)以及浐灞入口處(H)(圖1)。每處在一點取樣,每點取樣500 mL,保存于4℃冰箱中。
1.2.1 試驗分組 試驗組:水樣8組,陰性對照組:蒸餾水,陽性對照組:NaN3(5 μg·mL-1)。各處理6 h。
1.2.2 方法 參照孔志明的方法[9],常規(guī)制片,用改良的石炭酸品紅染液染色[10],壓片鏡檢。
每組觀察6個根尖,每個根尖觀察2 000個細胞,按下列公式計算每個根尖的微核率和微核指數(shù)。
微核千分率(FMN,‰)=微核數(shù)/1 000個細胞
微核指數(shù)(MI)=樣本的微核率/陰性對照的微核率
圖1 采樣點分布示意
微核指數(shù)在0~1.5間為基本沒有污染;1.5~2之間為輕污染;2~3.5之間為中污染;3.5為重污染。將樣本的蠶豆根尖微核指數(shù)大于1.5定為開始產(chǎn)生致突變作用[11]。
應(yīng)用SPSS13.0進行方差分析,采用新復(fù)極差法(Duncan)進行多重比較。
由表1可知,與陰性對照組相比,陽性對照組的蠶豆根尖細胞微核率明顯高于陰性對照組,且具有顯著性差異(p<0.05)。浐河和灞河西安段8個水樣對蠶豆根尖細胞微核率具有不同程度的影響,與陰性對照組相比,浐河田家灣橋下和長樂路橋下的2個水樣具有顯著性差異(P<0.05),浐河桃花潭、浐河口2個水樣和灞河4個水樣不具有顯著性差異(P<0.05)。微核率最低的是灞河的浐灞入口處和灞河濕地公園的水樣,低于陰性對照;微核率最高的是長樂路橋下的水樣,高于陽性對照。
表1 浐河和灞河西安水段對蠶豆根尖細胞微核率的影響
注:各值后的字母代表Duncan檢驗的結(jié)果.小寫字母:P﹤0.05.
如表1所示各水樣的微核指數(shù),可看出灞河4個水樣中只有紡織城工業(yè)園為輕度污染,其他3個水樣無污染;浐河田家灣和長樂路橋下水樣為中度污染,其他2個水樣沒有污染。
綜合以上兩個方面的分析,可以得出浐河和灞河由于水樣所采集的地理位置的不同,對蠶豆根尖細胞微核率的影響不同,水質(zhì)污染程度也不同,灞河的水質(zhì)狀況好于浐河水質(zhì)狀況。
浐河和灞河西安段污染水樣能導(dǎo)致蠶豆根尖細胞產(chǎn)生多種染色體畸形,有染色體游離、粘鏈、斷裂、滯后和染色體環(huán)等類型(圖2)。
以上分析表明,浐河西安段田家灣和長樂路橋下水樣中度污染,灞河紡織城工業(yè)園輕度污染,其他水樣沒有污染,灞河的水質(zhì)狀況好于浐河的水質(zhì)狀況。1988年,朱必才[7]利用蠶豆根尖細胞微核技術(shù)對浐河西安段水質(zhì)進行了檢測,其結(jié)果顯示田家灣以南以及十里鋪以北的水質(zhì)屬于輕度污染;田家灣至草灘以及考場至十里鋪為重度污染;草灘至考場為超重度污染。與朱必才采樣地對比,有2個采樣點重合,朱必才的B采樣點為這次田家灣A采樣點,朱必才的E采樣點為這次長樂路橋下B采樣點。田家灣至長樂路橋下原為重度污染,現(xiàn)研究表明這2段水質(zhì)污染程度減輕,為輕度污染,河流再至北無污染。2009年,王戰(zhàn)平[5]對浐河和灞河2000-2007年地表水水質(zhì)現(xiàn)狀進行了研究,結(jié)果表明浐河和灞河水系污染趨勢沿河流流向逐步加劇,尤其在河流交匯處更為嚴重,浐河田家灣水質(zhì)Ⅲ級,浐河口Ⅴ,灞河馬渡王Ⅳ級,三部村Ⅴ級?,F(xiàn)經(jīng)研究,浐河田家灣中度污染,浐河口無污染;灞河4個水段水域的水質(zhì)良好,除紡織城工業(yè)園的水質(zhì)為輕度污染,其余3處皆為無污染。說明近三十年來西安市對浐河和灞河流域的綜合治理取得了成效,浐灞濕地公園的建立、污水處理廠的建設(shè)、工業(yè)區(qū)的搬遷、居民區(qū)的建立以及植被覆蓋率的增加致使浐河、灞河及其支流的水域環(huán)境得到改善。
1.微核 2.斷裂 3.粘鏈
4.染色體環(huán) 5.粘鏈和滯后