北方某冶选尾矿库周边水体污染对生物的毒害效应研究

摘要

现代工业经济的迅速发展拉动了矿产资源的开发利用,尾矿库随之大量衍生。尾矿库长期的堆积及渗漏作用,对周边生态环境安全造成了严重的威胁。目前国内外对尾矿库的研究主要集中于尾矿库的安全及防护措施方面,对于尾矿库的渗漏的监测及污染评价相对较少,且相关尾矿库周边水质对生物的毒害效应研究鲜有报道。本实验为了进一步的明确北方某尾矿库周边的水体污染状况,将尾矿库渗漏水的物化检测分析与生物监测相结合,初步判断了尾矿库渗漏水对环境存在的毒理学效应,为周边居民的安全生活提供相应的警示作用,为政府对尾矿库渗漏污染的防治和治理给予科学依据。
　　本研究以北方某冶选尾矿库为研究对象,首先对尾矿库周边区域内水质现状进行理化指标监测分析,在此基础上结合生物监测方法综合评价周边地区地下水质状况,以玉米和泥鳅作为实验材料,在形态水平,生理水平及细胞水平分析渗漏水胁迫对玉米及泥鳅生物毒害效应;由于周边地下水中氟污染程度严重,面积最广,因此进一步研究了单因子氟污染对生物的毒害效应,以及分子水平上对泥鳅的表观遗传学变化进行了分析,采用甲基化敏感扩增多态性(Methylation sensitive amplifieation polymorphism,MSAP)技术和基因克隆技术,重点对基因组DNA甲基化修饰水平、模式及位点等表观遗传信息和甲基化相关基因序列做了进一步的鉴定分析。主要研究如下:
　　(1)尾矿库的渗漏水的水质检测结果显示,尾矿库内水的水质严重超标;尾矿库渗漏水中各个检测指标均有超标的现象;由周边地下水质的检测结果及历年的检测结果综合显示,目前水质污染趋势有加重的现象;用地下水污染综合检测方法—内梅洛指数法,计算各采样点F值,结果显示,周边地下水的污染程度随着与尾矿坝距离的减小而加重。
　　(2)渗漏水胁迫下,玉米种子的生长指标发芽率和胚芽长度均随渗漏水胁迫浓度的增加呈抑制趋势;玉米的生理指标MDA含量、SOD活性分别表现出不同的抗逆特性;玉米幼苗的细胞损伤程度随胁迫浓度的增加呈现出加重趋势;泥鳅的肝脏组织和肾组织的MDA含量整体呈现出上升的趋势,但是SOD活性变化没有明显规律;在细胞水平,泥鳅血细胞的DNA损伤程度随胁迫浓度的增加呈现加重趋势,与玉米指标基本一致。
　　(3)氟污染胁迫下,随氟浓度的增加,玉米叶片中氟含量积累,玉米幼苗叶片中过氧化产物MDA含量呈现增加趋势,SOD活性呈先上升后下降的趋势;泥鳅的脂质过氧化损伤水平提高,肾脏和肝脏中过氧化产物MDA含量均呈现整体上升趋势,SOD活性也存在相似的先上升后下降的变化趋势,且在浓度大于50mg/L后下降呈极显著差异。
　　(4)采用MSAP技术检测出泥鳅基因组甲基化随氟浓度的升高,甲基化程度变化规律不显著;甲基化DNA片段序列特征分析结果中,对不同氟浓度胁迫下泥鳅多态性甲基化修饰位点进行回收、克隆,最终成功分离了118条存在甲基化位点变异的DNA序列。进行BLAST比对分析,25条甲基化修饰序列被检索到有同源性序列存在,主要是与微卫星序列和连锁群序列相关。将克隆的存在甲基化位点变异的DNA序列进行“CpG”岛的分布特征分析,推测泥鳅基因组中“CpG”二核苷酸成簇富集区域是DNA胞嘧啶甲基化修饰的潜在位点。这与焦俊娜关于烟草基因组中甲基化DNA片段分析特征表明的观点一致。
　　总之,尾矿库周边地下水质分析表明尾矿库的渗漏水污染较严重,以植物及动物为研究对象,综合在形态学,生理学及细胞水平的研究结果,初步判断了尾矿库渗漏水对生物存在毒害效应,严重影响了动、植物的生长发育;单因子氟污染不仅对动植物的生长存在抑制作用,并且在分子水平上对DNA的遗传稳定性也有一定的影响。因此建议政府部门对尾矿库的渗漏状况给予大力的重视和治理。

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引言

1 文献综述

1.1 尾矿库的研究

1.2 北方某冶选尾矿库的研究

1.3 环境污染的生物监测

1.4 研究目的和意义

2 北方某冶选尾矿库周边水质初步调研

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 本章小结

3 渗漏水胁迫的毒害效应

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 本章小结

4 氟胁迫对生物的毒害效应研究

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 本章小结

5 氟胁迫对生物的分子遗传的影响

5.1 材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

主要仪器设备

在学研究成果

致谢