石家莊市灌溉用污水短期致癌作用研究

劉學慧，張曉琳，楊立學，王立芹，馬 輝，劉殿武*

（1.河北醫科大學公共衛生學院勞動衛生與環境衛生教研室，河北石家莊050017；2.河北醫科大學公共衛生學院流行病

與衛生統計學教研室，河北石家莊050017；3.河北省石家莊市疾病預防控制中心理化檢驗所，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

劉學慧1，張曉琳2，楊立學3，王立芹2，馬 輝3，劉殿武2*

（1.河北醫科大學公共衛生學院勞動衛生與環境衛生教研室，河北石家莊050017；2.河北醫科大學公共衛生學院流行病

與衛生統計學教研室，河北石家莊050017；3.河北省石家莊市疾病預防控制中心理化檢驗所，河北石家莊050019）

污水；微核試驗；電泳

流行病學調查顯示污灌區居民惡性腫瘤標化病死率顯著高于凈灌區［1］。本文應用化學分析和配套遺傳毒性實驗對其短期致癌效應進行研究。

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 化學分析：用電感耦合等離子體質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污染物，應用氣相色譜質譜分析有機污染物。

1．3 鼠傷寒沙門氏菌回復突變實驗（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℃預培養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，將平皿翻轉過來，37℃培養48h。共設4個組，分別為25μL/皿、50μL/皿、75μL/皿、100μL/皿。同時設溶劑對照、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3個平行皿，重復2次。

1．4 微核實驗：昆明小鼠按體質量隨機分組，每組10只，雌雄各半。由于本研究中受試物是混合物，并無半數致死劑量（lethal doses 50，LD50）可查。受試物劑量的選擇主要根據預實驗，在預實驗中對昆明小鼠進行最大體積灌胃（20mL/kg）染毒，并未觀察超急性毒性反應和死亡。彭雙清所著《毒理學替代法》［2］中指出，若一種毒物口服5g/kg未見急性毒性反應或死亡，可以不必提高劑量進行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；陽性對照組采用環磷酰胺，40mg/kg腹腔注射。選擇2個點進行觀察，一是體內微核實驗的經典方法，即連續2d暴露；二是連續15d暴露。按常規方法取材制片，采用盲法進行計數分析。

1．5 單細胞凝膠電泳實驗：昆明小鼠，按體質量隨

機分組。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］。按常規方法制備肝細胞懸液，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Pelegrini等［4］介紹的方法染色，CASP軟件分析。

1．6 統計學方法：應用SPSS18.0統計軟件進行分析，計量資料以±s表示。資料符合獨立、正態、方差齊，多組均數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。運用Spearman等級相關和直線回歸來分析劑量反應關系。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2．1 化學分析：樣本中鉻和鉛的濃度分別為178.32μg/L，285.28μg/L，分別超過國家標準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種有機化學物，主要有鄰苯二甲酸酯類、雜環類、多環芳烴類以及苯胺類化合物等。

2．2 Ames實驗：無論加或不加S9體外代謝活化系統，不同濃度的污水引起的TA98回變菌落數均大于未處理對照組的2倍，隨著劑量的增加，回變菌落數也顯著增加，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 微核實驗：連續2d暴露于污水，處理組和陰性對照組相比，小鼠骨髓細胞微核率差異無統計學意義。連續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 單細胞凝膠電泳實驗：小鼠連續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計學意義；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。大多數多環芳烴類化合物、苯胺類化合物和雜環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類化合物，它在體內代謝能形成具有致突變和致癌潛力的芳香胺類化合物。國內外眾多學者應用短期致癌實驗檢測城市污水、工業廢水、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行了前處理，應用配套遺傳毒性檢測實驗，從不同的遺傳學終點對石家莊市灌溉用污水的短期致癌效應進行了研究。綜合分析短期致癌實驗的結果可以認為石家莊灌溉污水具有短期致癌作用。微核實驗的結果表明隨著污水暴露時間的延長，其結果由陰性轉為陽性。微核實驗協作研究組也曾發現絕大多數化學物多次染毒比單次染毒的微核率數值高，還有個別的結果由陰性轉為陽性［5］。本研究也得到了類似的結果，究其原因可能是由于污水在小鼠體內的代謝速度比較慢，產生了蓄積作用，從而引起了微核的累積效應。綜合分析所有的結果表明，石家莊市灌溉用污水具有短期致癌效應，應該對其進行進一步的研究。

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

［2］彭雙清，郝衛東，伍一軍.毒理學替代法［M］.北京：軍事醫學科學出版社，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行農田灌溉。由于我國污水灌溉管理體系不健全，污水直接用于農田灌溉，造成土壤、作物及地下水的嚴重污染。污水灌溉已成為我國農村水環境惡化的主要原因之一，直接威脅著當地居民的健康。

2013－03－06；

2013－04－09

河北省衛生廳醫學重點指令項目（20090057）

劉學慧（1976－），女，遼寧錦州人，河北醫科大學公共衛生學講師，醫學博士研究生，從事環境污染與健康研究。

*通訊作者。E-mail：liudwu56＠tom.com

10.3969/j.issn.1007-3205.2013.05.038