洋葱生物测定评估水和沉积物Cytogenotoxicity在热带流受到多个点和非点源污染物

文摘

本研究进行了评估的细胞毒性水和沉积物的工业废水接收水体在斯里兰卡西部省份使用洋葱生物测定。六个抽样地点(地点:城市;B:工业;C:进水口公共供水;D:工业;艾凡:农业;F:引用)从研究区域被选中。十个复制收集水和沉积物样品从每个网站,使用标准的分析和物理和化学参数测量方法。细胞毒性的水和沉淀物洗涤测量使用洋葱生物测定。尽管显著的空间差异,总体水和沉积物质量参数研究的网站是按照标准环境环境参数来维持一个健康的水生生物。在答:cepa灯泡接触水样,在48小时内没有观察到显著的根系生长变化的风险。然而,重要的根长度变化被观察到答:cepa灯泡暴露于48小时内沉淀物洗涤曝光和根系生长抑制比例增加而增加曝光时间。类似的趋势观察有丝分裂活动的指示有丝分裂指数明显降低(比参考站点)答:cepa根尖细胞暴露于沉积物比暴露于洗涤水样本。此外,最多的核根尖细胞的异常记录答:cepa接触到水和沉积物样本网站B, C, d。因此,它是极端重要的识别这些cytogenotoxic化合物的组成和物种形成的热带气候条件,提出可能的清理或治疗方案来克服这环境和公共卫生风险的问题。

1。介绍

点和非点源污染是一个主要的环境问题在许多水生生态系统作为有机和无机有毒化学物质可以被添加到水生系统通过有意或无意的人类活动(1]。这些有毒化学物质可以吸附水体中颗粒物的沉积在沉积物和沉积物中受到各种转换过程导致沉积物作为一个水槽和上覆水体中污染物的来源和生物群2- - - - - -4]。

有机和无机化学在很长一段时间会导致生态健康损害的水生生态系统对水生生物造成相当大的影响,包括生物体内积累的化学物质在高营养级的生物和生物放大。此外,这些会导致细胞毒性和基因毒性效应在生物5,6]。因此,许多ecotoxicological研究专注于物理和化学环境的评估参数和生物有机体的反应7- - - - - -11]。然而,最近ecotoxicological研究越来越关注在使用来评估水生诱变和基因毒性效应的生物污染(6,12,13]。

这些诱变和基因毒性的研究主要集中在评估基因毒性和诱变的影响鱼类(12,14),微生物(15,16),哺乳动物(17,18),和高等植物19,20.在与化学参数变化对水生生态系统的关系。然而,相对于其他生物洋葱被认为是一种有效的生物学指标在基因毒性测试中,由于根快速增长速率和减少大型染色体数目6,21,22]。答:cepa分析通常被用作短期毒性的和具有成本效益的指标监测水质污染在世界上许多地方。这种生物测定可以提供有价值的信息的存在基因毒性和/或诱变化合物在表层水和沉积物的水生生态系统。洋葱生物测定可用于评估细胞毒性和基因毒性端点,如染色体畸变、核变化、根系生长抑制,细胞有丝分裂指数变化(23- - - - - -27]。

然而,在斯里兰卡,很少有研究关注评估细胞毒性和基因毒性的生物自然环境(6,28- - - - - -30.]。即使这些研究集中在进行细胞毒性、基因毒性反应之间的相关性仅与水生系统的水质参数。然而,随着沉积物生物还可以影响细胞毒性和基因毒性反应评估污染沉积物的影响是很重要的在cytogenotoxic生物群的改变。因此,本研究旨在评估水和沉积物的细胞毒性影响的工业废水接收水体在斯里兰卡西部省份使用洋葱生物测定。筛选将提供有价值的信息的存在基因毒性和/或诱变物质表层水和沉积物表明这种物质诱发染色体畸变的能力答:cepa根细胞。

2。材料和方法

2.1。采样地点

Dandugan岛(29.28 7°7′′′N, 79°51 35.29′′′E)是一个流位于斯里兰卡的西部省份,接收来自多个点的工业废料和非点源的来源。它也作为原始公共供水水源在某些郊区。六个抽样地点不同的相邻土地利用选择目前研究领域。采样站点的位置在Dandugan欧雅图给出1。38.20网站(7°13′′′N, 79°89′01.9′′E)附近人口密集的城市地区,接受城市废水和污水输入。站点B(7°07年45.5′′′N 79°55′07.6′′E)和D(7°09年44.3′′′N 79°53 40.0′′′E)是位于工业区和接收工业排放点源输入制革厂等多种类型的行业,纺织行业,橡胶加工行业。站点C(7°08年00.2′′′N 79°55′03.4′′E)是公共供水和水的摄入量是位于两国工业场所。网站E (7°06 50.7′′′N 79°55′39.2′′E)是位于一个领域广泛的水稻种植。网站F (7°06 01.9′′′N 79°57 05.6′′′E),位于其他网站进一步的上游,被视为参考网站,这个网站包含最低人为干预相比其他网站(图1)。

2.2。分析水和沉积物质量参数

地表水样品和浅层沉积物样品(0 - 0.4米深)收集在10从每个站点复制。抽样进行每隔两个月从2017年5月到11月。

2.3。分析水质参数

在每一个采样地点、水pH值、温度、电导率、总溶解固体(TDS)和盐度测定原位使用校准数字多参数(YSI环境模型- 556名议员)。溶解氧浓度(做),孵化后5天生化需氧量(BOD₅)、化学需氧量(COD)、硝酸浓度、磷酸浓度的水后进行了分析标准方法(31日]。

2.4。分析沉积物质量参数

在每一个采样地点,沉积物的pH值和电导率测定原位使用校准数字多参数(YSI环境模型- 556名议员)。沉积物有机质含量测量在实验室使用损失点火法和百分比的沙子,淤泥,粘土沉积物测量的内容使用沉降罐。

洋葱测试。商业的各种常见的洋葱(洋葱)是用于测定不同分生细胞的毒性终点。同等大小的健康洋葱鳞茎选择,灯泡的外尺度被轻轻地刮,使根:暴露的顶端。梯级洋葱鳞茎发芽在玻璃试管含蒸馏水在黑暗中24小时。的洋葱生物测定按照格兰特(1982)(32)进行了一些修改使用水样收集的研究网站。24小时后洋葱鳞茎暴露在接触媒体(70毫升,混合样品从每个站点)的玻璃管的处理。为每个接触媒体10洋葱鳞茎进行了测试。灯泡与接触媒体保持在黑暗,避免阳光直射。

对于沉积物毒性测试,洋葱生物测定是使用沉积物进行洗涤。沉积物被解冻,加权(湿重),并结合蒸馏水沉积物:水(1:4比例推荐丹尼尔斯et al ., 19895])泥浆。解叠手动搅拌5分钟。然后解决方案是紧随其后的是离心5分钟在1500 X g .上层清液提供了在4°C和存储沉积物生物测定。梯级洋葱鳞茎发芽在玻璃管含蒸馏水在黑暗中24小时。24小时后洋葱鳞茎暴露在接触媒体(70毫升,准备净化混合物)的玻璃管的处理。对于每一个接触媒体,10个洋葱鳞茎进行了测试。灯泡接触媒体在黑暗中,避免阳光直射。

经过48小时的暴露,根长度的随机选择五个洋葱鳞茎从每个接触媒体以毫米。从每个洋葱球根技巧(5 - 6)的1 - 2毫米长度是毒性终点的微观研究处理。根尖是固定在乙醇:冰醋酸(3:1,v / v)一夜之间解决方案在4°C。根建议转移到70%酒精和储存在4°C到处理的时间。

当处理根技巧,他们在盐酸水解(1 n)解决方案5分钟60°C和用蒸馏水洗净。根尖被放置在看眼镜包含acetocarmine 30分钟让污渍渗透原始细胞。染色后,根尖被放在玻璃幻灯片和轻微的压力被应用于盖玻片南瓜提示细胞在下滑。准备幻灯片为每个接触介质在400 x光显微镜下观察到放大有丝分裂阶段的得分,在间期发生的微核和核异常细胞。

有丝分裂指数计算的分生组织的细胞分裂的数量在100年1000分生细胞通过计算每个幻灯片(分生细胞33,34]。

核异常被发现在1000年观察到的间期细胞。核的频率异常包括微核检测1000年观察到的间期细胞和记录。剩下的灯泡被暴露于媒体不断接触媒体的日常更新。七天后的根长度测量灯泡在毫米评估危害植物的毒性终点。

2.5。统计分析

确认正常后,使用安德森亲爱的测试,物理和化学参数的空间变异的水和沉积物进行了分析使用一维方差分析其次是图基的两两比较。百分比的沙子、淤泥、粘土和TOC之前反正弦转换分析。一维方差分析之后,图基的两两比较用于检查相关测试参数的差异洋葱鳞茎暴露在水和沉积物净化研究的网站。接受程度的意义p < 0.05。14 MINITAB软件被用于统计分析的数据。

3所示。结果

3.1。水质参数的空间变化

水质参数的空间变异研究地点在桌子上1。没有明显空间水pH值的变化,温度、硝酸浓度、总磷浓度,BOD_5,和盐度(表1,P > 0.05)。显著降低溶解氧浓度记录从站点C和D(方差分析,图基的两两比较,p < 0.05)。此外,相当高的化学需氧量也从网站D(表记录1方差分析,图基的两两比较,p < 0.05)。相当高的总溶解固体和导电率从网站A和B(表记录1方差分析,图基的两两比较,p < 0.05)。

3.2。沉积物质量参数的空间变化

沉积物质量参数的空间变异研究地点在桌子上2。没有明显空间总有机物的比例变化和沉积物的pH值(表2方差分析,图基的两两比较,p < 0.05)。站点B, C, D显示显著降低百分比含砂量和站点B和C的比例明显高于淤泥(表的内容2方差分析,图基的两两比较,p < 0.05)。网站记录的百分比明显降低粘土含量和站点D比例粘土含量明显高于其他网站相比(表2方差分析,图基的两两比较,p < 0.05)。网站E和F显著降低沉积物记录电导率和网站,B和D沉积物导电率明显高于其他网站相比(表2方差分析,图基的两两比较,p < 0.05)。

3.3。根系生长的模式洋葱灯泡

空间变化的平均值±标准偏差(SD)的根长和根系生长抑制百分比答:cepa灯泡接触水样收集表中给出了从研究网站3。根的长度答:cepa灯泡后48小时暴露在水样范围从0.058厘米到5.772厘米,7天之后曝光范围从0.064厘米到5.772厘米。没有明显的空间变异在根长度后48小时暴露在水样本。然而,在48小时曝光,根系生长抑制百分比相对于参考站点的站点(23.9%)> B (19.2%) > E (16.7%) > D (7.5%) > C(2.1%)(表3)。7天的曝光后,答:cepa灯泡接触水从站点B和C显示显著降低根长度比其他网站(表3方差分析,图基的两两比较,P < 0.05)和根系生长抑制比例相对于参考站点的站点B (43.9%) > C (38.1%) > E (18%) > D(17.4%) >(11.8%)(表3)。

空间变化的平均值±标准偏差(SD)的根长和根系生长抑制百分比答:cepa灯泡接触的沉淀物洗涤研究地点在桌子上4。根的长度答:cepa灯泡后48小时暴露在沉淀物洗涤范围从0.000厘米到2.572厘米,7天之后接触沉积物洗涤范围从1。52厘米到5.26厘米。48小时曝光后,站点B和C显示显著降低根长度参考站点相比(表4方差分析,图基的两两比较,P < 0.05)和根系生长抑制比例相对于参考站点的站点C (29.7%) > B (25.8%) > E (12.4%) > (12.2%) > D(12.0%)(表4)。7天接触沉淀物洗涤后,类似的趋势在根长度和根生长抑制的百分比。然而,根系生长抑制比例在所有网站后48小时暴露相比(表7天接触4)。

3.4。毒性评估答:cepa生物测定

显微外观正常的间期细胞和细胞分裂答:cepa根尖分生区在图给出2和镜下观察到的核异常图3。核异常观察洋葱根尖细胞分裂的核味蕾,bi原子核,并凝聚核(图3)。

核异常的百分比出现观察洋葱根尖细胞分裂的暴露于水样收集研究地点的Dandugan欧雅图4。洋葱根尖细胞分裂的暴露于水样的水摄入量网站公共供水(站点C)显示明显高于总核异常(8.3%)比其他网站(图4)。核异常的主要形式在所有的站点都凝聚核binuclei记录的数量相对低于其他的异常。洋葱根尖细胞分裂的暴露于水样本网站(1.4%)和E(0.9%)显示显著降低总核异常(图相对于其他网站4)。所有观察到的核异常都相当高的洋葱根尖细胞分裂的暴露于水样本站点C .除了站点C,洋葱根尖细胞分裂的暴露于水样本网站B(0.8%)和D(1.5%)明显高于核芽形成相对于其他网站。binuclei形成的最高比例观察洋葱根尖细胞分裂的暴露于水样本网站D(0.6%)(图4)。

核异常的发生比例观察洋葱根尖细胞分裂的暴露于洗涤的沉积物样品收集研究网站Dandugan欧雅图给出5。洋葱根尖细胞分裂的暴露于沉淀物洗涤从站点B (4.2%)、C(3.9%)和D(4.4%)明显高于总核异常(图相对于其他网站5)。相当高的发生核芽观察洋葱根尖细胞分裂的暴露于沉淀物洗涤从站点B(1.5%)和D (1.7%)。相当高的发生binuclei观察洋葱根尖细胞分裂的暴露于沉淀物洗涤从网站(0.8%)、C(0.8%)和D (0.8%)。相当高的发生凝聚核观察洋葱根尖细胞分裂的暴露于沉淀物洗涤从站点B (2.2%)、C(2.2%)和D(1.8%)(图5)。

均值±标准差的根尖细胞的有丝分裂指数洋葱灯泡接触水和沉淀物洗涤后从研究地点收集表5。根尖细胞的有丝分裂指数答:cepa灯泡接触水样从1.5%到6.3%不等。网站显示C和D细胞有丝分裂指数明显降低值相对于其他网站。根尖细胞的答:cepa灯泡接触水收集参考网站(网站)显示,意思是细胞有丝分裂指数最高(6.0%)比其他网站和最低的根尖细胞的有丝分裂指数记录答:cepa灯泡接触水从进水口网站收集的公用水供应(站点C) (1.8%)。95%水平的差异显著意义(方差分析,图基的成对比较表5)。

根尖细胞的有丝分裂指数答:cepa灯泡接触沉积物净化样品从2.5%到7.6%不等。根尖细胞的答:cepa灯泡接触的沉淀物洗涤参考网站(网站)显示,意思是细胞有丝分裂指数最高(7.4%)比其他网站和最低的根尖细胞的有丝分裂指数记录答:cepa灯泡接触的沉淀物洗涤水摄入量网站公共供水(站点C) (2.9%)。95%水平的差异显著意义(方差分析,图基的成对比较表5)。

4所示。讨论

Dandugan oya受到污染是由于许多非点源污染物包括工业、农业、城市污染物输入。根据拟议中的中央环保机关公布的环境水质标准的斯里兰卡,斯里兰卡的内河,总硝酸盐浓度应≤5 mg / L,总磷(TP)浓度应≤0.4 mg / L,溶解氧含量应≥3 mg / L, BOD₅应≤5 mg / L, pH值应在6 - 8.5为了维持健康的水生生物(35]。因此,本研究的研究地点的水质参数是按照标准环境水质参数来维持一个健康的水生生物。然而,生物测定结果表明,发生的可能性的水和沉积物cytogenotoxicity Dandugan oya。洋葱生物测定是一种流行的技术评估细胞毒性和基因毒性在水生环境中由于其细胞增殖动力学,根增长速度迅速,大量的细胞分裂,容易管理和更少的大型染色体数目(6,33,34,36]。在目前的研究中,根的生长抑制答:cepa灯泡接触到水和沉积物样品收集的研究地点比较与参考站点。结果表明根系生长抑制在所有网站相对于参考站点。然而,根系生长抑制比例的趋势答:cepa灯泡接触水样本不同于那些暴露于沉淀物洗涤。在答:cepa灯泡接触水样本,没有观察到显著的根系生长变化在第一个48小时的曝光和重大变化的根系生长观察经过7天的曝光。然而,重要的根长度变化的观察答:cepa灯泡接触沉淀物洗涤前48小时内曝光和根系生长抑制百分比的所有网站,除了网站D,曝光时间的增加而增加(表4)。类似的趋势与有丝分裂活动,观察表明有丝分裂指数明显降低(比参考站点)答:cepa根尖细胞暴露于沉积物净化的研究网站比暴露于水样(表5)。根长度和有丝分裂活动的显著减少rhizotoxicity视为指标,是一个普遍现象引起的大多数污染物(37,38]。在水生环境中,沉积物中发挥关键作用,因为他们提供的基础水生生态系统通过提供一个衬底对许多水生生物和许多悬浮和溶解物质沉积衬底。本研究的结果显示高根的长度和有丝分裂活动显著减少答:cepa灯泡接触沉淀物洗涤水样相比表明沉积物的高危害植物的毒性。因此,这些结果表明,沉积物Dandugan oya充当存储的细胞毒性和基因毒性化合物上覆水体和生物群。沉积物在溪流生态系统的特点是微粒的存在,许多水生污染物主要是与好存款,富含有机物质(39]。在目前的研究中,最高的根生长抑制和细胞有丝分裂指数最低的记录答:cepa灯泡接触沉积物从站点B和C和净化这些网站有相当高的比例淤泥相比其他网站的内容。高泥沙含量百分比可能促进这两个网站绑定的有毒化合物和化学沉积物,从而导致高rhizotoxicity答:cepa灯泡。

此外,细胞有丝分裂指数答:cepa根尖细胞的目前的研究范围从1.5%到7.6%。细胞有丝分裂指数低于22%记录是致命的有机体(26]。因此,有丝分裂指数记录在本研究可以被认为是致命的,可能表明高细胞毒性影响环境。

核异常的发生答:cepa根尖细胞显示的可能性发生的基因毒性化合物的接触介质(6,40]。在目前的研究中,最多的根尖细胞的核异常记录答:cepa暴露在水和沉积物样品收集的网站B, C, D .站点B和D是位于工业基地和野外观察表明,这些网站是接收来自多个点的工业废水和非点源的来源。这些工业废物可能丰富的细胞毒性和基因毒性化合物包括重金属、聚芳烃等有机和无机化合物可以引发细胞和基因变异生物在这些废水流的接收区域。研究已经证明,聚芳烃等化合物,铜、砷和其他工业废水可以显示中可以观察到的细胞毒性和基因毒性效应答:cepa根尖细胞(6,25,39- - - - - -41]。站点C是进水口站点公用水供应和洋葱根尖细胞暴露于水和沉积物从这个网站已经表现出相当高的核异常相对于其他网站。站点C位于之间的工业网站(网站B和D),也表现出相当高的核异常。这个网站作为水摄入量网站公共供水城郊地区的区域,是非常重要的考虑预处理水破坏细胞毒性和基因毒性化合物的水分配给公众之前为了克服公共卫生风险。

5。结论

本研究的结果表明cytogenotoxic化合物的潜在发生的水和沉积物Dandugan欧亚,这是一个热带流接收多个污染点和非点源的来源。这条小溪也作为一个进水口站点公用水供应这个地区,它是极端重要的识别这些cytogenotoxic化合物的组成和物种形成的热带气候条件,提出可能的清理或治疗方案来克服这环境和公共卫生风险的问题。此外,水质连续监测和管理是极端重要的维持生态系统的生态健康。

数据可用性

这项研究的原始数据可以根据要求提供。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关这篇文章的出版。

确认

作者希望承认生态和环境管理部门,斯里兰卡,Kelaniya大学提供实验室设施和交通设施进行这项研究。

引用

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