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随着工农业的快速发展,污水排放量不断增加,中国主要淡水水体富营养化污染问题日益加剧。由富营养化所带来的浮游藻类爆发问题会导致水华污染,从而严重影响供水安全,威胁人群健康。藻类的代谢产物微囊藻毒素(MCs)具有促癌作用,长期低剂量暴露会增加患肝癌的风险。淮河流域最大支流沙颖河水质污染严重,多项水质指标超过国家标准限定值。沙颖河沿岸某县因其肿瘤高发尤其是部分村落消化道肿瘤高度聚集而受到社会各界广泛关注,前期的研究表明肿瘤高发可能与饮水污染有一定关系。由于缺乏连续的对沙颖河水体中藻类及其毒素的污染状况的研究资料,肿瘤的发生是否与藻毒素污染相关尚不明确。研究表明,多种污染物共同存在时,即使其中单一成分浓度在安全剂量内,也可产生协同作用从而导致对接触人群产生更为显著的健康危害,而多个污染物之间的联合作用研究可通过析因设计来进行。淮河流域气候条件潮湿温和,农作物受黄曲霉毒素(AFT)污染的情况多有报道。已有研究也表明,AFB1污染与我国肝癌高发密切相关。己知MCs是促癌剂,且AFT是确定的遗传毒性致癌剂,MCs与AFT存在联合毒性作用的可能。因此,研究两种毒素联合作用的生物学效应具有重要价值,为解释肿瘤高发提供依据。本研究首先基于淮河流域沙颖河的污染问题,对淮河流域X县2012-2013年地表水主要水体的富营养化和藻类及其毒素的污染状况进行了分析,并从细胞毒性、遗传毒性两个方面对MC-LR与AFB1的交互作用进行了评价。第一部分淮河流域X县水体富营养化和藻类及其毒素的污染状况研究本研究于2012年4月-2013年3月,采集X县主要水体S河上、中、下游及其主要支流Y河和有代表性的池塘的水样,对水中总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a (Chl-a)、透明度(SD)、化学耗氧量(CODMn)等常规水质指标及藻细胞密度、溶解性和细胞内微囊藻毒素污染水平进行检测,并依据国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)对X县地表水水质进行评价,通过计算综合富营养化指数(TSIM)对地表水富营养化状况进行评价。结果显示,各水体污染严重,水质均处于劣V类水平。S河以总氮污染最严重,最高可达13.15 mg/L,其总磷浓度和CODMn最高分别达0.61 mg/L、9.3 mg/L; Y河CODMn最高可达15.39 mg/L,而其透明度最高达2.10m；池塘水以总磷与化学耗氧量污染最为严重,最高分别达2.01、43.32 mg/L,其透明度最低达到0.14m。各水体均处于重度富营养化状态。地表水总藻密度以7月的池塘水最高,达到3.54×107个/L。不同水体藻类种属呈现季节性变化,春季和冬季的优势藻分别为绿藻和硅藻,夏季蓝藻比例明显较高,成为优势藻,其中,7月Y河的蓝藻占总藻的比例可达68%。溶解性藻毒素、细胞内藻毒素均以7月池塘水的值为最高,分别为3.69μg/L、6.21μig/L。各水体Chl-a指标与蓝藻密度、细胞内藻毒素均呈正相关(P<0.05),而蓝藻密度与细胞内藻毒素也呈正相关(P<0.05)。总体上,X县地表水藻类及其藻毒素污染严重,夏季蓝藻为优势藻。第二部分微囊藻毒素LR与黄曲霉毒素B1联合作用的细胞毒性和遗传毒性研究细胞毒性和遗传毒性在评价环境污染物安全性方面具有重要价值,本研究探讨了MC-LR与AFB1的联合细胞毒性,并利用析因设计研究了MC-LR与AFB1的联合遗传毒性作用。利用CCK-8细胞毒性试剂盒测定细胞相对存活率作为细胞毒性的终点来评价两者联合致细胞毒性作用,通过鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验(Ames试验)和胞质阻滞微核试验评价两者联合遗传毒性作用。结果显示,MC-LR单独作用并未见显著的细胞毒性(P>0.05),经计算可得,MC-LR的浓度为0.0、0.5、5.0μM的作用下,AFB1对应的IC50分别为0.99μM.0.92μM.0.69μM。在加入S9时,MC-LR单独作用未表现出致突变性,而AFB1单独作用在本研究条件下对鼠伤寒沙门氏菌TA98、TA100均产生致突变性,两种毒素联合作用对TA98、TA100菌株致突变性表现出显著的协同作用(P<0.05),0.1μg的MC-LR即可显著增强AFB1致TA98、TA100的回复突变数(P<0.05)；在未加入S9时,MC-LR未表现致突变性,MC-LR与AFB1联合作用仅表现出较弱的致突变性。在微核试验中,0.2,～4).61μM的AFB1单独作用可导致微核率显著的增加(P<0.05),并且随着染毒剂量的增加,有一定剂量反应关系,而MC-LR单独作用时作用不显著。在本实验条件下,MC-LR与AFB1联合作用在致微核作用中没有表现出显著的交互作用(P>0.05)。