受污染水體對(duì)種子萌發(fā)的影響畢業(yè)論文

本科畢業(yè)論文 論文題目 ： 受污染水體對(duì)種子萌發(fā)的影響 姓名 ： 謝紅 學(xué)號(hào) ： 083010010113 班級(jí) ： 0801 班 年級(jí) ： 08 級(jí) 專業(yè) ： 化學(xué)工程與工藝 系部 ： 食品科學(xué)與工程系 指導(dǎo)教師 ： 袁立志 羅劼 完成時(shí)間 ： 5 月 10 日 武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 作者聲明 本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫完成的，沒(méi)有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明 確方式表明。因本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成果歸武昌工學(xué)院所有。 特此聲明 作者專業(yè)：化學(xué)工程與工藝 作者學(xué)號(hào)： 083010010113 作者簽名： 年 月 日 武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 受污染水體對(duì)種子萌發(fā)的影響 謝紅 Polluted water to the influence of seed germination Xie， Hong 2012 年 5 月 8 日 武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 摘 要 研究污水對(duì)農(nóng)作物種子萌發(fā)的影響，有效預(yù)測(cè)和避免可能產(chǎn)生的危害非常必要。 本論文研究了 生活污水以及自制的洗滌 廢水對(duì)蠶豆種子萌發(fā)的影響，采用的主要檢測(cè)方法是蠶豆根尖微核檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)指標(biāo)是種子的萌發(fā)率 以及 根尖細(xì)胞的微核率。分別用武昌工學(xué)院周邊的生活污水和實(shí)驗(yàn)室自制的 洗滌 廢水作為誘變劑，處理并測(cè)定測(cè)定蠶豆種子的萌發(fā)率和根尖細(xì)胞的微核率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)處理后的蠶豆萌發(fā)率有所下降，根尖細(xì)胞的微核率有所上升。結(jié)論是：經(jīng)過(guò)污水處理的蠶豆種子萌發(fā)率變化不大，外觀上 經(jīng)過(guò)處理的種子 生長(zhǎng) 狀況 比沒(méi)有被污水處理的種子要好一 些，細(xì)胞的微核率有所增加 ；經(jīng)過(guò) 洗滌 廢水處理的蠶豆種子萌發(fā)率明顯降低，外觀上生長(zhǎng)狀況也是比沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的種子長(zhǎng)的差，細(xì)胞微核率明顯增加。 關(guān)鍵詞 ： 蠶豆；微核試驗(yàn)；生活污水； 洗滌 廢水 武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 Abstract Study of crop seed germination of sewage, the effects of the effective forecast and avoid the harm is very necessary. This paper studies the sewage and waste water to wash the homemade seed germination of broad bean, the influence of the major test is a vicia faba of micronucleus test technology, testing index is the germination of seeds ratio, and the root cells micronucleus rate. With the surrounding tech respectively wuchang sewage and laboratory homemade washing waste water as a mutagen, processing and the determination of seed germination rate determination fava beans and root cells of micronucleus rate, the experimental results show that after treatment of horsebean germination ratio fell, root cells of micronucleus rate rose. The conclusion is: after the sewage treatment of horsebean germination rate vary much appearance on the seeds of processed growth situation of sewage treatment is better than no better seeds, the cells of micronucleus rate increases； After washing wastewater treatment of the beans germination rate reduced significantly, and appearance to the growth condition is also better than no processed seed is poor, cell micronucleus rate increased significantly. Keywords: beans； The test； Sewage； Washing waste water 武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 目錄 武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 引 論 利用城市里的廢水灌溉農(nóng)作物始于西歐和北美，我國(guó)在 80 年代中期污灌面積就已經(jīng)達(dá)到了 250 萬(wàn)余 hm2。污水灌溉根據(jù)其灌溉的方式主要分為了兩種，一是城市污水經(jīng)排污渠直接引到郊區(qū)主動(dòng)灌溉農(nóng)田，二是流經(jīng)該地區(qū)的河流受到污染被動(dòng)污 灌。前種形式主要出現(xiàn)在北方地區(qū)，后種形式在南方地區(qū)多見(jiàn)。 1992年，山西省原平縣污水灌溉農(nóng)田造成 60 多公頃的農(nóng)作物枯死。除了這些，一些學(xué)者經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，某些重金屬含量較低的污水灌溉農(nóng)田之后不僅不會(huì)產(chǎn)生可見(jiàn)的毒害，還可能使作物增產(chǎn)，但作物可食部分含有的重金屬含量卻會(huì)明顯增加，對(duì)人類健康存在著潛在的傷害。然而，水資源短缺，環(huán)境水資源污染現(xiàn)象普遍。我國(guó)地面水最常見(jiàn)的水污染是有機(jī)污染、重金屬污染、富營(yíng)養(yǎng)污染以及與這些污染共存的復(fù)合性污染。近年來(lái)難降解合成有機(jī)物污染受到廣泛注意，它們即使在十分低的含量下也可能對(duì)人體健 康產(chǎn)生直接危害，如致癌、致突變等，嚴(yán)重影響了人民群眾的生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 1。研究污水對(duì)農(nóng)作物種子萌發(fā)的影響，有效預(yù)測(cè)和避免可能產(chǎn)生的危害非常必要。 微核技術(shù)是以染色體斷裂及紡錘體損傷等為測(cè)試終點(diǎn)的檢測(cè)環(huán)境中化學(xué)有毒物質(zhì)和環(huán)境污染物的致癌、致突變性的方法，當(dāng)外界環(huán)境中存在致突變物時(shí)，可誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生染色體斷片，形成微核，由于產(chǎn)生的微核數(shù)量與外界誘變因子的強(qiáng)弱成正比，因此以蠶豆根尖為實(shí)驗(yàn)材料的微核技術(shù)已用于環(huán)境致突變性檢測(cè)，并廣泛用于檢測(cè)水源、土壤、大氣等環(huán)境中污染物的致癌和致突變性 2。蠶豆根尖細(xì)胞微核實(shí)驗(yàn) 技術(shù)在環(huán)境污染檢測(cè)中已被我國(guó)定為“生物檢測(cè)技術(shù)”而得到廣泛應(yīng)用 3。它是一種應(yīng)用于監(jiān)測(cè)環(huán)境致突變物對(duì)人體和其他生物體的遺傳物質(zhì)產(chǎn)生危害的技術(shù)，并從細(xì)胞遺傳學(xué)水平上探討植物遺傳物質(zhì)的改變狀況與環(huán)境污染程度的相互關(guān)系，具有靈敏度高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn) 4。該方法近年也逐漸應(yīng)用于環(huán)境誘變劑的檢測(cè)及致突變研究，是一種很好的致突變性分析的測(cè)試系統(tǒng)。蠶豆根尖微核技術(shù)作為植物微核監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境誘變因子的研究，尤其是環(huán)境污染的監(jiān)測(cè) 5。植物細(xì)胞微核、染色體畸變、有絲分裂指數(shù)等細(xì)胞遺傳學(xué)指標(biāo)被公認(rèn)為是評(píng)價(jià)環(huán)境 化學(xué)物質(zhì)遺傳性的有效方法之一，近年廣泛應(yīng)用于水生環(huán)境、工業(yè)排放物等的檢測(cè)中 6。但近年來(lái)，受污染水體對(duì)不同的種子萌發(fā)的影響卻少見(jiàn)報(bào)道。為此本文研究了在其他因素相同的前提下，不同 污水 溶液與不同種子根尖細(xì)胞微核率的關(guān)系，以探明 污水 對(duì)種子萌發(fā)的影響情況，為科學(xué)開(kāi)展治理農(nóng)業(yè)問(wèn)題提供一定參考資料。 蠶豆 (Viciafaba)是經(jīng)典的遺傳學(xué)材料，蠶豆根尖細(xì)胞染色體較大， DNA 含量較多，對(duì)誘變物反應(yīng)敏感。當(dāng)蠶豆根尖細(xì)胞受到有毒理化物質(zhì)和某些因素影響時(shí)，其細(xì)胞染色體的正常交換就會(huì)受到干擾，就有可能進(jìn)一步發(fā)生畸變和斷裂，形 成染色體片段。這些染色體片段分布在主核的周圍就會(huì)形成微核 7。蠶豆微核武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 實(shí)驗(yàn)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染，輻射損傷，化學(xué)誘變劑等的檢測(cè)。我國(guó)從 l985 年開(kāi)始研究應(yīng)用蠶豆根尖微核技術(shù)直接檢測(cè)淡水湖泊的水質(zhì)狀況，隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，這一技術(shù)正被越來(lái)越多的研究者采用。玉米 (Zea mays L )是我國(guó)重要的小雜糧作物，由于其用途廣泛，營(yíng)養(yǎng)豐富，近年來(lái)已成為我國(guó)出口創(chuàng)匯和改善人民生活水平的重要作物之一。玉米的染色體有兩組，一共 20 條，而且其全部染色體都不顯示著絲點(diǎn)帶，但是由于其染色體較小，材料較少，給制片帶來(lái)了很大的 困難。如果能夠解決此難題，就能提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性 8。運(yùn)用蠶豆和玉米來(lái)研究具有廣泛的意義。 1 文獻(xiàn)綜述 1.1 我國(guó)水污染的現(xiàn)狀 我國(guó)水環(huán)境存在的主要問(wèn)題之一就是水污染。我國(guó)是一個(gè)水資源相對(duì)短缺的國(guó)家。中國(guó)的水環(huán)境形勢(shì)不容樂(lè)觀 ， 目前為止國(guó)內(nèi)一些江河湖海的污染情況卻依然十分嚴(yán)重，令人擔(dān)憂。 隨著工業(yè)化、城市化加快，世界面臨著水資源短缺、污染嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。中國(guó)尤其嚴(yán)重，是世界 13 個(gè)缺水國(guó)家之一，全國(guó) 600 多個(gè)城市中目前大約一半的城市缺水，水污染的惡化更使水短缺雪上加霜：我國(guó)江河湖泊普遍遭受污染，全國(guó) 75%的湖泊出現(xiàn) 了不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化； 90%的城市水域污染嚴(yán)重，南方城市總?cè)彼?60%-70%是由于水污染造成的；對(duì)我國(guó) 118 個(gè)大中城市的地下水調(diào)查顯示，有 115個(gè)城市地下水受到污染，其中重度污染約占 40%。水污染降低了水體的使用功能，加劇了水資源短缺，對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施帶來(lái)了負(fù)面影響。我國(guó)水體污染主要來(lái)自兩方面，一是工業(yè)發(fā)展超標(biāo)排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城市污水排放和集中處理設(shè)施嚴(yán)重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入水體造成環(huán)境污染。工業(yè)廢水近年來(lái)經(jīng)過(guò)治理雖有所減少，但城市生活污水有增無(wú)減，占水質(zhì)污染的 51%以上。據(jù)環(huán)境部門監(jiān)測(cè)， 1999年全國(guó)近 80%的生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入江河湖海，年排污量達(dá) 400億立方米，造成全國(guó)三分之一以上水域受到污染 。 1.2 種子根尖細(xì)胞微核檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展 微核是染色體受到致畸物質(zhì)損傷后 發(fā) 生斷裂，在細(xì)胞分裂后期殘留在細(xì)胞質(zhì)中的一些無(wú)著絲粒斷片，脫離主核而形成的。微核的形態(tài)為橢圓形或圓形，直徑小于主核的三分之一，嗜色性與主核一致，目前利用微核千分率作為檢測(cè)某些物質(zhì)是否具有致畸性或致癌性，以 其 檢測(cè)環(huán)境被污染的程度的檢測(cè)指標(biāo)已被國(guó)際公認(rèn) 9。微核是反映真核細(xì)胞遺傳物質(zhì)損傷的一個(gè)常用細(xì) 胞遺傳學(xué)指標(biāo)，其檢測(cè)程序具有快速、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，在環(huán)境污染檢測(cè)和致突變性檢測(cè)研究中得到廣泛應(yīng)用。 蠶豆根尖細(xì)胞微核技術(shù) (Vicia-micronucleus test，縮寫為 Vicia MCN)自 1982年由 Te Hsiu Ma 和 Francesca 建立以來(lái)，目前已經(jīng)在監(jiān)測(cè)環(huán)境污染和檢測(cè)危險(xiǎn)武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 化學(xué)品的實(shí)踐當(dāng)中得到廣泛運(yùn)用。人們可以通過(guò)顯微計(jì)數(shù)分析蠶豆根尖細(xì)胞的微核率情況，比較分析并且評(píng)估污染物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害程度大小。蠶豆根尖細(xì)胞微核技術(shù)是一種以染色體斷裂及紡錘體損傷等為測(cè)試終點(diǎn)的植物微核檢測(cè)方法，由于 斷裂后的片段不具著絲點(diǎn)，到細(xì)胞分裂末期，斷片流失在細(xì)胞質(zhì)中成為微核。實(shí)驗(yàn)證明，環(huán)境誘變因子的強(qiáng)弱與誘發(fā)的微核率成正比，因此可用微核率大小來(lái)表示誘變因子的強(qiáng)弱。利用蠶豆根尖細(xì)胞微核技術(shù)監(jiān)測(cè)水質(zhì)污染有以下優(yōu)越性：靈敏度高，可靠性強(qiáng)；技術(shù)簡(jiǎn)單，易于操作，而且有顯而易見(jiàn)的實(shí)用性；實(shí)驗(yàn)周期短，且蠶豆根尖細(xì)胞周期中大部分時(shí)間處于對(duì)誘變劑敏感的間期，便于遺傳毒性檢測(cè)試驗(yàn)，精確度也比較高 10。 微核試驗(yàn)方法產(chǎn)生于 20世紀(jì) 70年代，是一種快速檢測(cè)細(xì)胞遺傳學(xué)效應(yīng)的方法。自 Matter 和 Sehmid 利用嚙齒動(dòng)物骨髓細(xì)胞作為試 驗(yàn)材料來(lái)測(cè)定有誘變活性的化合物以來(lái)，微核試驗(yàn)以其經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、快速、敏感、特異、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，成為檢測(cè)致突變劑和環(huán)境污染物等的快速初篩試驗(yàn)，目前許多國(guó)家和國(guó)際組織，已將其規(guī)定為新藥、食品添加劑、農(nóng)藥、化妝品等毒理學(xué)安全性評(píng)價(jià)的必做實(shí)驗(yàn)。由于試驗(yàn)材料和方法的不同，微核試驗(yàn)可進(jìn)行體內(nèi)研究和體外研究。近年來(lái)，由于采用敏感動(dòng)物試驗(yàn)的結(jié)果外推到人具有不確定性，飼養(yǎng)動(dòng)物的環(huán)境設(shè)施、營(yíng)養(yǎng)供給、動(dòng)物福利要求高，耗資大；以及自英國(guó)動(dòng)物學(xué)家 William Russell 和微生物學(xué)家 Rex Burch 提出科學(xué)實(shí)驗(yàn)的“ 3R” 原則 (Reduction、 Replacement、 Refinement，減少、替代和優(yōu)化 )以來(lái)，體外微核技術(shù)得到了很大發(fā)展。研究表明體外微核試驗(yàn)獲得的微核率與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯微鏡檢測(cè)有較好的一致性，在敏感性、特異性和準(zhǔn)確性方面，與經(jīng)典的染色體畸變分析方法基本相當(dāng)。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織 (OECD)正在進(jìn)行體外微核試驗(yàn)準(zhǔn)則的修訂，準(zhǔn)備將之引進(jìn) OECD 試驗(yàn)指南。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的引進(jìn)和自動(dòng)化檢測(cè)等研究的完善，體外微核技術(shù)不僅能檢測(cè)細(xì)胞微核率，還能分析微核來(lái)源，并快速精確檢測(cè)非整倍體。歐洲替代試驗(yàn)有效性驗(yàn)證中心 (ECVAM)正在 研究以其替代染色體畸變?cè)囼?yàn)，在不久的將來(lái)或許會(huì)替代小鼠骨髓嗜多染細(xì)胞微核試驗(yàn) 11。蠶豆根尖微核技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，該檢測(cè)方法被認(rèn)為是致突變性分析的一種很好的測(cè)試系統(tǒng) 12。 1982 年，Hooftmand 等使用基因毒劑處理淡水魚類，觀察到周圍成熟紅細(xì)胞的微核，認(rèn)為這種異常能作為細(xì)胞遺傳損傷的指示物，可用來(lái)檢驗(yàn)在表面污染的水環(huán)境中基因毒劑的作用。同年馬德修利用美國(guó)紫露草為測(cè)試材料，建立了利用植物微核監(jiān)測(cè)環(huán)境污染的新方法 ,我國(guó)在利用植物細(xì)胞微核監(jiān)測(cè)環(huán)境污染方面的研究也開(kāi)展較早。目前，蠶豆根尖細(xì) 胞微核試驗(yàn)是我國(guó)水環(huán)境監(jiān)測(cè)的規(guī)范化方法之一。 1.3 洗滌廢水對(duì)種子萌發(fā)的研究進(jìn)展 研究資料 13表明洗滌 廢水濃度較高時(shí)，蠶豆的發(fā)芽和幼芽生長(zhǎng)將會(huì)受到一定的抑制作用，并且濃度越大，抑制作用越強(qiáng)；當(dāng)洗滌廢水濃度降低到較低濃度時(shí)，武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 將會(huì)刺激蠶豆幼芽的生長(zhǎng)發(fā)育，干物質(zhì)質(zhì)量增大。 Kovaeevi通過(guò)蠶豆根尖微核試驗(yàn) 14，總結(jié)出洗滌廢水濃度與蠶豆根尖微核率的升高有明顯劑量一效應(yīng)關(guān)系。 洗滌 廢水中的有機(jī)污染物、酸性物質(zhì)以及其他離子均可引起蠶豆根尖微核率的顯著升高。同時(shí)說(shuō)明，蠶豆根尖微核率反映了 洗滌 廢水中各種有害物質(zhì)綜 合在一起的致突變性。 此外低濃度的洗滌廢水可以引起蠶豆根尖細(xì)胞微核數(shù)量增加 15，影響蠶豆根尖細(xì)胞正常的染色體形成過(guò)程，但是卻可以激發(fā)蠶豆幼苗的生物量增加。這說(shuō)明洗滌廢水對(duì)蠶豆的生長(zhǎng)過(guò)程的影響作用是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其更深層次的作用機(jī)理還有待深入研 究。 并且，污水的酸堿度也會(huì)對(duì)種子的萌發(fā)造成不同程度的影響。 溶液的酸堿度(PH 值 )對(duì) 蠶 豆種子萌發(fā)生長(zhǎng)具有重要的影響，發(fā)現(xiàn)了土壤溶液的酸堿度較大 (PH 為 5)或較小 (PH 為 9)時(shí)，種皮皺縮明顯，種子萌發(fā)較快。 2 實(shí)驗(yàn)部分 2.1 水質(zhì)分析 2.1.1 水樣來(lái)源 （ 1） 污 水 污水 水樣取于武昌工學(xué)院周邊污水的生活污水。 （ 2） 模擬洗滌廢水 模擬 洗滌廢水為實(shí)驗(yàn)室自制 ， 將 10g洗衣粉溶解后于 1000mL的容量瓶定容得洗衣粉含量為 1%的 A液，將 A液稀釋 10倍得洗衣粉含量為 0.1%的 B液，將 B液稀釋10倍得洗衣服含量為 0.01%的 C液。 2.1.2 水樣主要物理指標(biāo)的檢測(cè) COD測(cè)定 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液 滴 法；色度 由視覺(jué)判斷 ； PH測(cè)定采用 PH計(jì)測(cè)定(PHS一 25型 )物理指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表 2.1。 表 2.1 污水的物理指標(biāo) 水樣類別 顏色 氣味 是否有沉淀 PH 生活污水 淺灰色 有刺鼻的 惡臭 放置一天后有少量沉淀 6.75 洗滌廢水 A 乳白色 有很濃的香味 放置半天后有少量白色沉淀 11.50 洗滌廢水 B 淡乳白色 有香味 放置半天后有少量白色沉淀 9.88 洗滌廢水 C 無(wú)色 有很淡的香味 久置無(wú)沉淀 7.56 2.1.3 生活污水 COD 的檢測(cè) （ 1）實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備 PHS一 3CPH計(jì) (上?？祪x儀器有限公司 mg/L)。 回流裝置 24mm或 29mm標(biāo)準(zhǔn)磨口 500mL全玻璃回流裝置。 武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 加 熱裝置 電爐 。 酸性滴定管 50mL、 25mL。 500mL錐形瓶 。 （ 2）試劑 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（ 1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L） 試亞鐵靈指示劑 硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液 （ NH4） 2Fe（ SO4） 2 6H2O=0.1mol/L 標(biāo)定方法：準(zhǔn)確吸取 10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于 500mL錐形瓶中，加水稀釋至 110mL左右，緩慢加入 30mL濃硫酸，搖勻。冷卻后，加入 3滴亞鐵靈指示劑（約0.15mL），用硫酸亞鐵銨溶液滴定到溶液的顏色由黃色經(jīng)黃綠色至紅褐色即為終點(diǎn)。 C (NH4)2Fe（ SO4） 2 =0.2500 10.00/V 式中： c為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度， moL/L；V為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量， mL。 硫酸 -硫酸銀溶液 硫酸汞結(jié)晶。 （ 3）步驟 取 20.00mL混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至 20.00mL），至于 500mL磨口錐形瓶中，加入 0.4g硫酸汞和 5mL濃硫酸，搖勻。準(zhǔn)確加入 10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，慢慢加入 30mL硫酸 -硫酸銀溶液，輕輕搖動(dòng)錐形瓶使溶液混勻，加數(shù)粒玻璃球 （ 以防爆沸），加熱回流 2h。 冷卻后，先用少許水沖洗冷凝器，然后取下錐形瓶，用水稀釋，總體積不得少于 140mL，否則因酸度太大，滴定終點(diǎn)不明顯。 溶液再度冷卻后，加 3滴亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。 測(cè)定水樣的同時(shí)，以 20.00mL重蒸餾水作空白試驗(yàn)，其操作步驟和水樣相同。 （ 4）計(jì)算 CODCr（ O2， mg/L） =(V0-V1) c 8 1000/V 式中： c為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度， moL/L； V為水樣的體積， mL； V0為滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨溶液的用量， mL； V1為滴定水樣時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量， mL； 8為 1/2氧的摩爾質(zhì)量， g/moL。 （ 5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果 滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨溶液的用量為 24.2mL,即 V0=22.4mL。 滴定水樣時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量為 16mL，即 V1=16mL。 所測(cè)得污水 COD含量如下 武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 CODCr（ O2， mg/L） =（ 22.4-16） 0.1 8 1000/20 =256mg/L COD（化學(xué)需氧量）是指在一定條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗的氧化劑量。它是水中還原性物質(zhì)含量的一個(gè)指標(biāo)各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物和亞鐵鹽 , COD含量對(duì)水質(zhì)造成嚴(yán)重的影響特別是污水中含有的 COD值偏高，而且難去除，因?yàn)槲鬯?COD含量的大小直接影響著水源的水質(zhì)。 2.2 蠶豆根尖細(xì)胞微核檢測(cè)技術(shù) 2.2.1 儀器設(shè)備 本實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備見(jiàn)表 2.2 表 2.2 儀器設(shè)備 儀器名稱 廠家 數(shù)量 電子分析天平 琴島 -利勃海爾冰箱 GXZ型智能光照 恒溫培養(yǎng)箱 CHA 213型 顯微鏡 恒溫水浴鍋 北京賽多利斯天平有限公司 青島海爾集團(tuán) 寧波江南儀器廠 北京君意智德科技 有限公司 上海普度生化科技 有限公司 1臺(tái) 1臺(tái) 1臺(tái) 1臺(tái) 1臺(tái) 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試 劑 （ 1） 消毒液（ 0.5%的 NaCL） （ 2） 卡諾 (carnoy)固定液（ CH3CH2OH： CH3C00H=3： 1） （ 3） 席夫 (schiff)試劑染色液 堿性品紅 0.2g， 800C熱蒸餾水 100mL，溶解后冷卻，過(guò)濾，加 10%亞硫酸鈉水溶液 20mL。再加硫酸 2mL與適量蒸餾水，定容到 200mL,試劑配置后放置 1h以上脫色后方可應(yīng)用。 （ 4） 保存液（ 70%的 C2H5OH） （ 5）洗滌廢水 將 10g洗衣粉溶解后于 1000mL的容量瓶定容得洗衣粉含量為1%的 A液，將 A液稀釋 10倍得洗衣粉含量為 0.1%的 B液，將 B液稀釋 10倍得洗衣服含量為 0.01%的 C液。 2.2.3 實(shí)驗(yàn)材料 市售優(yōu)質(zhì)蠶豆 和玉米 種子，購(gòu)于武漢市洪山區(qū)武泰閘糧油種子市場(chǎng)，污水為生活污水和模擬洗滌廢水。 2.2.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 參考微核測(cè)定技術(shù)的相關(guān)文獻(xiàn) 【 9】 ，確定實(shí)驗(yàn)流程為：浸種催芽 染毒處理 測(cè)量 恢復(fù)培養(yǎng) 固定 材料保存 根尖處理 染色 壓片觀察。 （ 1） 浸種催芽 選擇飽滿、大小均勻、無(wú)損傷的蠶豆種子 和玉米種子 ，蒸餾水洗凈后用 0.5%的 NaCl 溶液消毒 30min。蒸餾水沖洗數(shù)次后 (3 5 次 )，放入盛有蒸餾水的培養(yǎng)武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 皿中，置 250C培養(yǎng)箱中無(wú)光培養(yǎng) 20 30h，此間每 12h換水一次。待種子初生根露出 2 3mm 時(shí)，將種子移到底部鋪有棉花的培養(yǎng)皿中催芽，種子上面蓋兩層潤(rùn)濕的紗布，于 250C 培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 36 48小時(shí)。經(jīng)催芽后種子大部分初生根發(fā)育良好，選取根長(zhǎng)約 1.00cm的種子進(jìn)行染毒處理。 （ 2） 染毒處理 選取 14組生長(zhǎng)良好，根尖長(zhǎng)短、粗細(xì)一致的 蠶豆 種子，每 10粒為一組進(jìn)行編號(hào) 1 14，其中 1 9組用生活污水進(jìn)行處理， 10組用于做空白對(duì)照 11 13組用洗滌廢水進(jìn)行處理， 第 11 組用 A 液處理，第 12 組用 B 液處理，第 13 組用 C液處理 。吸干表面水分，稱鮮重，放入盛 有受試物的培養(yǎng)皿中，使液體浸泡根尖，置 250C 恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 24h。同時(shí)用蒸餾水作空白對(duì)照。 同時(shí)選取 10 組較好的玉米種子，每組 20粒 ，并用生活污水進(jìn)行處理。 （ 3） 恢復(fù)培養(yǎng) 將染毒處理后的種子用蒸餾水浸洗三次，每次 2 3min，洗凈后的種子放入新鋪好棉花的培養(yǎng)皿內(nèi)，于 250C 恒溫培養(yǎng)箱，放在適度的培養(yǎng)條件使根尖下恢復(fù)培養(yǎng) 24h。 （ 4） 測(cè)量根長(zhǎng)、芽長(zhǎng) 恢復(fù)培養(yǎng)時(shí)間（ 24h）后，將培養(yǎng)皿中的種子取出，測(cè)量根和芽的長(zhǎng)度，并計(jì)算平均值。 （ 5） 根尖細(xì)胞固定 將恢復(fù)培養(yǎng)種子取出，切取長(zhǎng)度約 5mm 的根尖。先用蒸餾水 沖洗根尖 3 4次，再用改良 Carnoy 固定液在室溫下固定 20 24小時(shí)，其目的是為了迅速殺死根尖細(xì)胞，并使其保持原有狀態(tài)。然后用蒸餾水沖洗 3 4次，轉(zhuǎn)移至 70乙醇中于 0 40C下保存?zhèn)溆谩?（ 6） 酸解染色 取出保存的根尖，用蒸餾水沖洗 3 4 次，加入 1moL/L HCl， 600C 水解 810min，直至根尖軟化， 洗 去鹽酸，用蒸餾水浸洗 3 次，每次 l 2min。在避光條件下用席夫 (schiff)試劑浸泡染色 2 3h，用量以淹沒(méi)幼根后液面高出 2mm為宜。染色完成后除去染液，再用漂洗劑漂洗 2 次，每次 5min，最后用 蒸餾水漂洗 5min。 （ 7） 制片 將幼根放在擦凈的載玻片上，截下 1mm 左右的根尖，滴一滴蒸餾水，加蓋蓋玻片。再在蓋玻片上加一小塊濾紙，輕輕敲打壓片。 （ 8） 鏡檢 將制片先置于顯微鏡低倍鏡下，找到分生組織區(qū)細(xì)胞分散均勻、膨大、分裂項(xiàng)較多的部位，再轉(zhuǎn)到高倍鏡 (物鏡 10)下進(jìn)行觀察。每組觀察三個(gè)根尖，每個(gè)根尖觀察 1000 個(gè)細(xì)胞，記錄細(xì)胞數(shù)和微核數(shù)，并對(duì)有代表性的樣本進(jìn)行拍照。武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 在本實(shí)驗(yàn)室條件下，所配制的 席夫 (schiff)試劑 染色液對(duì)玉米根尖染色效果很差，故無(wú)法在顯微鏡下觀察玉米根尖細(xì)胞。 2.2.5 檢測(cè)指標(biāo) (1)萌發(fā)率：培養(yǎng) 3d后，觀察萌發(fā)種子數(shù)（以胚芽長(zhǎng)度大于 lmm判為萌發(fā)） ； (2)平均根長(zhǎng)：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用精度為 0.1mm的尺子測(cè)量小麥主根根長(zhǎng)，每組測(cè)量 10株，求其平均值； (3)平均芽長(zhǎng)：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用精度為 0.1mm的尺子測(cè)量小麥芽長(zhǎng)，每組測(cè)量 10株，取平均值； (4)微核千分率 ：微核千分率 (FMN)=微核數(shù) /1000個(gè)細(xì)胞。 2.2.6 微核 的判定 (1)凡小于主核 1/4以下的，與主核有相同染色效果的物體； (2)微核可以是圓形、橢圓形或其它類似的形狀； (3)微核同主核可以是相互緊靠一起，也可是相互分離的 ，但若是緊靠主核或在主核內(nèi)部的微核，則必須是大于 1/10主核； 2.2.7 細(xì)胞與微核統(tǒng)計(jì) (1)在 40 10(或 16)顯微鏡下識(shí)別微核并計(jì)數(shù)，細(xì)胞可采用直接計(jì)數(shù)或從每鏡頭約多少細(xì)胞進(jìn)行估數(shù)； (2)每一細(xì)胞可能會(huì)出現(xiàn)單微核、雙微核及多微核等情況可列表計(jì)數(shù)； (3)每一組取較好的 5 張片鏡檢，每張片至少計(jì) 1000個(gè)細(xì)胞 。 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 3.1 生活污水 和洗滌廢水 對(duì)蠶豆種子萌發(fā)率的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn) 表 3.1。 表 3.1 生活 污水對(duì)蠶豆種子萌發(fā)率的影響 組別 種子數(shù) 種子萌發(fā)數(shù) 種子萌發(fā)率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10（空白） 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 8 9 8 10 7 9 6 8 10 10 80% 90% 80% 100% 70% 90% 60% 80% 100% 100% 由上表 3.1 可以看出，用生活污水培養(yǎng)的蠶豆種子萌發(fā)率為 60%100%，可武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 知取用的生活污水對(duì)蠶豆種子的萌發(fā)率影響較小，原因可能是此生活污水水質(zhì)COD 的影響 。用洗滌廢水處理后的種子萌發(fā)率分別為 0、 40%、 70%，說(shuō)明高濃度的洗滌廢水抑制種子的萌發(fā)，對(duì)種子的萌發(fā)不利。結(jié)果表明隨著洗滌廢水的濃度降低，蠶豆發(fā)芽率逐漸升高。但是洗滌廢水處理組的發(fā)芽率仍然低于空白組處理組的發(fā)芽率。 洗衣粉的主要成分是陰離子表面活性劑：烷基苯磺酸鈉。它本身是弱堿性的。 說(shuō)明了堿性環(huán)境不利于種子萌發(fā)。 3.2 生活污水對(duì)玉米種子萌發(fā)率的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 3.2。 表 3.2 生活污水 對(duì)玉米種子萌發(fā)率的影響 組別 種子數(shù) 種子萌發(fā)數(shù) 種子萌發(fā)率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10（空白） 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 18 15 18 16 17 14 13 15 17 17 90% 75% 90% 80% 85% 70% 65% 75% 85% 85% 由上表 3.2可以看出，用該生活污水處理后的 玉米 種子 的 萌發(fā)率為 65%95%，而空白組的萌發(fā)率為 85%，說(shuō)明所取用的生活污水對(duì)玉米種子的萌發(fā)率影響較小。 3.3 生活污水 和洗滌廢水 對(duì)蠶豆種子萌發(fā)過(guò)程中根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 3.3。 表 3.3 生活污水 對(duì)蠶豆種子萌發(fā)過(guò)程中平均根長(zhǎng)和平均芽長(zhǎng)的影響 組別 種子數(shù) 平均根長(zhǎng)（ mm） 平均芽長(zhǎng)（ mm） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10（空白） 8 9 8 10 7 9 6 8 10 10 35.5 30.8 27.6 33.1 28.7 30.3 28.4 38.3 27.5 25.8 18.5 15.7 20.8 19.6 21.1 19.8 22.5 14.9 18.9 16.4 由表 3.3 可知，用生活污水處理的蠶豆種子其平均根長(zhǎng)在 30mm 左右，平均武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 芽長(zhǎng)在 20mm 左右，均比空白組長(zhǎng)勢(shì)好，說(shuō)明該污水有利于蠶豆種子根和芽的生長(zhǎng)，說(shuō)明污水中含有有利于種子生長(zhǎng)的成分。而用高濃度洗滌廢水（ A液）處理后的蠶豆種子其平均根長(zhǎng)只有 5mm平均芽長(zhǎng)只有 7.5mm，低濃度洗滌廢水（ B液）處理的蠶豆種子平均根長(zhǎng) 只有 18mm平均芽長(zhǎng)只有 11.9mm，說(shuō)明洗衣粉廢水不利于蠶豆種子根和芽的生長(zhǎng)。 3.4 生活污水對(duì)玉米種子萌發(fā)過(guò)程中根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 3.4。 表 3.4 生活污水對(duì)玉米種子萌發(fā)過(guò)程中平均根長(zhǎng)和平均芽長(zhǎng)的影響 組別 種子數(shù) 平均根長(zhǎng)（ mm） 平均芽長(zhǎng)（ mm） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10（空白） 18 15 18 16 17 14 13 15 17 17 38.8 29.7 37.6 33.1 44.0 41.8 38.4 29.9 35.7 28.9 45.8 57.5 56.1 59.0 55.2 54.5 62.5 54.8 58.0 47.3 由上表 3.4可知，用該生活污水處理后的的玉米根長(zhǎng)為 29.741.8mm，芽長(zhǎng)為 45.862.5mm，空白組中玉米玉米根長(zhǎng)為 28.9mm，芽長(zhǎng)為 47.3mm，說(shuō)明該污水有利于玉米種子根和芽的生長(zhǎng)，說(shuō)明污水中含有有利于玉米種子生長(zhǎng)的成分 ，污水中含有、等元素 。 3.5 生活污水 及洗滌廢水 對(duì)蠶豆種子微核率的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 3.5。 表 3.5 生活污水 對(duì)蠶豆種子微核率的影響 組別 總計(jì)細(xì)胞數(shù) 總計(jì)微核數(shù) 正常細(xì)胞數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10（空白） 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 16 11 15 13 15 14 10 12 18 5 984 989 985 987 985 986 990 988 982 995 武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 由上表 3.5 可知用生活污水處理的蠶豆種子的平均微核率只有 1.4%， 空白試驗(yàn)的平均微核率為 0.05%， 說(shuō)明該污水對(duì)蠶豆種子的微核率具有一定的影響，但是影響不是很明顯。用洗滌廢水處理的蠶豆種子微核率由低濃度到高濃度微核率分別為 2.8%， 4.5%，說(shuō)明洗滌廢水對(duì)蠶豆種子的微核率有一定的影響，高濃度的洗衣粉廢水對(duì)種子微核率影響較大。觀察的結(jié)果如下圖 1.1。 圖 1.1（ a） 圖 1.1（ b） 圖 1.1（ c） 圖 1.1（ d） 圖 1.1 蠶豆種子根尖細(xì)胞觀察結(jié)果圖 圖 1.1（ a）為空白組實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，圖 1.1（ b）為生活污水處理后實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，圖 1.1（ c）洗滌液 B 處理后實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，圖 1.1（ d）為洗滌液 C 處理后 實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖 由上圖 1.1可以看出，用該生活污水處理后的的蠶豆種子微核率并不明顯，而用洗滌廢水處理后的蠶豆種子其微核率很明顯。該污水和洗滌廢水相比較，污水 PH為 6.75接近蒸餾水的 PH，而洗滌廢水的 PH呈堿性，兩者的 COD 也不相同。說(shuō)明 PH和酸堿度都會(huì)對(duì)種子萌發(fā)過(guò)程中的微核率造成影響。 3.6 小結(jié) （ 1） 生活污水 處理蠶豆根尖細(xì)胞后，蠶豆種子在萌發(fā)過(guò)程中，其外觀生長(zhǎng)更好，微核率也不明顯，說(shuō)明該污水污染并不嚴(yán)重，而且含有有利于種子萌發(fā)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 （ 2） 洗滌 廢水濃度較高時(shí)，蠶豆的發(fā)芽和幼芽生長(zhǎng)將會(huì)受到一定的抑制作用，并且濃度越大，抑制作用越強(qiáng)。 （ 3）通過(guò)蠶豆根尖微核試驗(yàn)，可以看出洗滌廢水濃度與蠶豆根尖微核率的升高有明顯劑量一效應(yīng)關(guān)系，濃度越高，越不利于蠶豆種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)。同時(shí)說(shuō)明，蠶豆根尖微核率反映了洗衣粉廢水中各種有害物質(zhì)綜合在一起的致突變性 。 武昌工學(xué)院本科畢業(yè)論文專用稿紙 主要參考文獻(xiàn) 1 李玉文，周瑋淺談城市水污染現(xiàn)狀及防治對(duì)策 N科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)， 2008 2 錢曉薇蠶豆根尖細(xì)胞微核實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn) N程州師范學(xué)院學(xué)報(bào) (自揀科學(xué)版 )，1998,19（ 6）： 64-65 3 張?jiān)好瘢瑮钫?，郭 津皂素廢水對(duì)蠶豆 根尖細(xì)胞微核率和幼苗干重的影響 N西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2006， 15(5)： 198 201 4 劉瑞祥 ，金 山 ，常惠麗微核技術(shù)及其在監(jiān)測(cè)水質(zhì)污染中的應(yīng)用 N 2002， 19（ 5）： 25-27 5 季守蓮，宋正蕊，楊廷仕應(yīng)用兩種大理州蠶豆作微核實(shí)驗(yàn)材料的篩選 N研究簡(jiǎn)報(bào)， 2O04， l6（ 1） 6 李國(guó)慶，趙艷，易 風(fēng)，殷杰，賀慶芝，秦志峰，劉運(yùn)蓮重鉻酸鉀對(duì)