北方某冶選尾礦庫周邊水體污染對生物的毒害效應研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)經濟的迅速發(fā)展拉動了礦產資源的開發(fā)利用,尾礦庫隨之大量衍生。尾礦庫長期的堆積及滲漏作用,對周邊生態(tài)環(huán)境安全造成了嚴重的威脅。目前國內外對尾礦庫的研究主要集中于尾礦庫的安全及防護措施方面,對于尾礦庫的滲漏的監(jiān)測及污染評價相對較少,且相關尾礦庫周邊水質對生物的毒害效應研究鮮有報道。本實驗為了進一步的明確北方某尾礦庫周邊的水體污染狀況,將尾礦庫滲漏水的物化檢測分析與生物監(jiān)測相結合,初步判斷了尾礦庫滲漏水對環(huán)境存在的毒理學效應,為周邊居

2、民的安全生活提供相應的警示作用,為政府對尾礦庫滲漏污染的防治和治理給予科學依據。
　　本研究以北方某冶選尾礦庫為研究對象,首先對尾礦庫周邊區(qū)域內水質現(xiàn)狀進行理化指標監(jiān)測分析,在此基礎上結合生物監(jiān)測方法綜合評價周邊地區(qū)地下水質狀況,以玉米和泥鰍作為實驗材料,在形態(tài)水平,生理水平及細胞水平分析滲漏水脅迫對玉米及泥鰍生物毒害效應;由于周邊地下水中氟污染程度嚴重,面積最廣,因此進一步研究了單因子氟污染對生物的毒害效應,以及分子水平上對泥鰍

3、的表觀遺傳學變化進行了分析,采用甲基化敏感擴增多態(tài)性(Methylation sensitive amplifieation polymorphism,MSAP)技術和基因克隆技術,重點對基因組DNA甲基化修飾水平、模式及位點等表觀遺傳信息和甲基化相關基因序列做了進一步的鑒定分析。主要研究如下:
　　(1)尾礦庫的滲漏水的水質檢測結果顯示,尾礦庫內水的水質嚴重超標;尾礦庫滲漏水中各個檢測指標均有超標的現(xiàn)象;由周邊地下水質的檢測結果

4、及歷年的檢測結果綜合顯示,目前水質污染趨勢有加重的現(xiàn)象;用地下水污染綜合檢測方法—內梅洛指數法,計算各采樣點F值,結果顯示,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,玉米種子的生長指標發(fā)芽率和胚芽長度均隨滲漏水脅迫濃度的增加呈抑制趨勢;玉米的生理指標MDA含量、SOD活性分別表現(xiàn)出不同的抗逆特性;玉米幼苗的細胞損傷程度隨脅迫濃度的增加呈現(xiàn)出加重趨勢;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,但是SOD活性變化沒有明顯規(guī)律;在細胞水平,泥鰍血細胞的DNA損傷程度隨脅迫濃度的增加呈現(xiàn)加重趨勢,與玉米指標基本一致。
　　(3)氟污染脅迫下,隨氟濃度的增加,玉米葉片中氟含量積累,玉米幼苗葉片中過氧化產物MDA含量呈現(xiàn)增加趨勢,SOD活性呈先上升后下降的趨勢;泥鰍的脂質過氧化損傷水平提高,腎臟和肝臟中過氧化產物MDA含量均呈現(xiàn)整體上升趨勢,SOD活性也存在相似的先上升后下降的變化趨勢,且在濃度大于50mg/L后下降呈極

6、顯著差異。
　　(4)采用MSAP技術檢測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果中,對不同氟濃度脅迫下泥鰍多態(tài)性甲基化修飾位點進行回收、克隆,最終成功分離了118條存在甲基化位點變異的DNA序列。進行BLAST比對分析,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。將克隆的存在甲基化位點變異的DNA序列進行“CpG”島的分布特征分析,推測泥鰍

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。這與焦俊娜關于煙草基因組中甲基化DNA片段分析特征表明的觀點一致。
　　總之,尾礦庫周邊地下水質分析表明尾礦庫的滲漏水污染較嚴重,以植物及動物為研究對象,綜合在形態(tài)學,生理學及細胞水平的研究結果,初步判斷了尾礦庫滲漏水對生物存在毒害效應,嚴重影響了動、植物的生長發(fā)育;單因子氟污染不僅對動植物的生長存在抑制作用,并且在分子水平上對DNA的遺傳穩(wěn)定性也有一定的影