北方某冶選尾礦庫(kù)周邊水體污染對(duì)生物的毒害效應(yīng)研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展拉動(dòng)了礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用,尾礦庫(kù)隨之大量衍生。尾礦庫(kù)長(zhǎng)期的堆積及滲漏作用,對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境安全造成了嚴(yán)重的威脅。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)尾礦庫(kù)的研究主要集中于尾礦庫(kù)的安全及防護(hù)措施方面,對(duì)于尾礦庫(kù)的滲漏的監(jiān)測(cè)及污染評(píng)價(jià)相對(duì)較少,且相關(guān)尾礦庫(kù)周邊水質(zhì)對(duì)生物的毒害效應(yīng)研究鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)為了進(jìn)一步的明確北方某尾礦庫(kù)周邊的水體污染狀況,將尾礦庫(kù)滲漏水的物化檢測(cè)分析與生物監(jiān)測(cè)相結(jié)合,初步判斷了尾礦庫(kù)滲漏水對(duì)環(huán)境存在的毒理學(xué)效應(yīng),為周邊居

2、民的安全生活提供相應(yīng)的警示作用,為政府對(duì)尾礦庫(kù)滲漏污染的防治和治理給予科學(xué)依據(jù)。
　　本研究以北方某冶選尾礦庫(kù)為研究對(duì)象,首先對(duì)尾礦庫(kù)周邊區(qū)域內(nèi)水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)分析,在此基礎(chǔ)上結(jié)合生物監(jiān)測(cè)方法綜合評(píng)價(jià)周邊地區(qū)地下水質(zhì)狀況,以玉米和泥鰍作為實(shí)驗(yàn)材料,在形態(tài)水平,生理水平及細(xì)胞水平分析滲漏水脅迫對(duì)玉米及泥鰍生物毒害效應(yīng);由于周邊地下水中氟污染程度嚴(yán)重,面積最廣,因此進(jìn)一步研究了單因子氟污染對(duì)生物的毒害效應(yīng),以及分子水平上對(duì)泥鰍

3、的表觀遺傳學(xué)變化進(jìn)行了分析,采用甲基化敏感擴(kuò)增多態(tài)性(Methylation sensitive amplifieation polymorphism,MSAP)技術(shù)和基因克隆技術(shù),重點(diǎn)對(duì)基因組DNA甲基化修飾水平、模式及位點(diǎn)等表觀遺傳信息和甲基化相關(guān)基因序列做了進(jìn)一步的鑒定分析。主要研究如下:
　　(1)尾礦庫(kù)的滲漏水的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果顯示,尾礦庫(kù)內(nèi)水的水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo);尾礦庫(kù)滲漏水中各個(gè)檢測(cè)指標(biāo)均有超標(biāo)的現(xiàn)象;由周邊地下水質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果

4、及歷年的檢測(cè)結(jié)果綜合顯示,目前水質(zhì)污染趨勢(shì)有加重的現(xiàn)象;用地下水污染綜合檢測(cè)方法—內(nèi)梅洛指數(shù)法,計(jì)算各采樣點(diǎn)F值,結(jié)果顯示,周邊地下水的污染程度隨著與尾礦壩距離的減小而加重。
　　(2)滲漏水脅迫下,玉米種子的生長(zhǎng)指標(biāo)發(fā)芽率和胚芽長(zhǎng)度均隨滲漏水脅迫濃度的增加呈抑制趨勢(shì);玉米的生理指標(biāo)MDA含量、SOD活性分別表現(xiàn)出不同的抗逆特性;玉米幼苗的細(xì)胞損傷程度隨脅迫濃度的增加呈現(xiàn)出加重趨勢(shì);泥鰍的肝臟組織和腎組織的MDA含量整體呈現(xiàn)出上升

5、的趨勢(shì),但是SOD活性變化沒(méi)有明顯規(guī)律;在細(xì)胞水平,泥鰍血細(xì)胞的DNA損傷程度隨脅迫濃度的增加呈現(xiàn)加重趨勢(shì),與玉米指標(biāo)基本一致。
　　(3)氟污染脅迫下,隨氟濃度的增加,玉米葉片中氟含量積累,玉米幼苗葉片中過(guò)氧化產(chǎn)物MDA含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì),SOD活性呈先上升后下降的趨勢(shì);泥鰍的脂質(zhì)過(guò)氧化損傷水平提高,腎臟和肝臟中過(guò)氧化產(chǎn)物MDA含量均呈現(xiàn)整體上升趨勢(shì),SOD活性也存在相似的先上升后下降的變化趨勢(shì),且在濃度大于50mg/L后下降呈極

6、顯著差異。
　　(4)采用MSAP技術(shù)檢測(cè)出泥鰍基因組甲基化隨氟濃度的升高,甲基化程度變化規(guī)律不顯著;甲基化DNA片段序列特征分析結(jié)果中,對(duì)不同氟濃度脅迫下泥鰍多態(tài)性甲基化修飾位點(diǎn)進(jìn)行回收、克隆,最終成功分離了118條存在甲基化位點(diǎn)變異的DNA序列。進(jìn)行BLAST比對(duì)分析,25條甲基化修飾序列被檢索到有同源性序列存在,主要是與微衛(wèi)星序列和連鎖群序列相關(guān)。將克隆的存在甲基化位點(diǎn)變異的DNA序列進(jìn)行“CpG”島的分布特征分析,推測(cè)泥鰍

7、基因組中“CpG”二核苷酸成簇富集區(qū)域是DNA胞嘧啶甲基化修飾的潛在位點(diǎn)。這與焦俊娜關(guān)于煙草基因組中甲基化DNA片段分析特征表明的觀點(diǎn)一致。
　　總之,尾礦庫(kù)周邊地下水質(zhì)分析表明尾礦庫(kù)的滲漏水污染較嚴(yán)重,以植物及動(dòng)物為研究對(duì)象,綜合在形態(tài)學(xué),生理學(xué)及細(xì)胞水平的研究結(jié)果,初步判斷了尾礦庫(kù)滲漏水對(duì)生物存在毒害效應(yīng),嚴(yán)重影響了動(dòng)、植物的生長(zhǎng)發(fā)育;單因子氟污染不僅對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)存在抑制作用,并且在分子水平上對(duì)DNA的遺傳穩(wěn)定性也有一定的影