城市生活垃圾浸出液對小鼠遺傳毒性的影響

程佳琪，王 虹，趙楠杉

(西安文理學院 生物與環境工程學院，陜西 西安 710065)

現今我國城市生活垃圾處理經三個過程：收集與運輸、預處理和最終處理。收集垃圾在居民小區完成，運送到垃圾中轉站，預處理過程由垃圾中轉站完成，包括壓縮、破碎和分選處理，最終運輸到垃圾填埋場，進行填埋、焚燒和生物轉化等處理。城市垃圾中轉站多數采用壓縮式垃圾站，它的推廣和應用，減少了垃圾二次污染的可能，降低了運輸的成本。生活垃圾經壓縮產生的垃圾浸出液是一種高濃度的有機廢水，其中含有大量的病原微生物、有機物和重金屬等物質，它可以滲入附近地區的水體和土壤，對垃圾中轉站周圍的環境和居民的健康構成了威脅[1～2]。人們對于垃圾填埋場的垃圾浸出液危害關注較多[3～6]，而對垃圾中轉站的浸出液少有涉及。研究利用西安市生活垃圾中轉站的不同濃度垃圾浸出液對小鼠骨髓細胞微核率和精子畸形率的影響，探究其遺傳毒性作用，為生活垃圾的存放和處理提供可借鑒的依據。

1 材料與方法

1.1 材料

垃圾浸出液：取自西安市浐河和長安大學垃圾中轉站(2019年3月)，設原液、稀釋10倍、50倍和100倍4個試驗組。

1.2 方法

1.2.1 垃圾浸出液COD值的測定 采用化學需氧量測定法—酸性高錳酸鉀法測定垃圾浸出液的COD值[7]。

1.2.2 小鼠的遺傳毒性試驗 將健康成年小鼠分為10組, 每組6只, 雌雄各半。試驗組為8組：浐河和長安大學垃圾中轉站各4組，其余2組為陽性對照(環磷酰胺40 mg·kg-1)和陰性對照組(蒸餾水)。采用腹腔注射連續染毒5 d，每日一次，每次0.2 mL；陽性對照染毒1次。在最后一次染毒24 h后處死各組小鼠[8]。

(1)小鼠骨髓細胞微核試驗。迅速取股骨，用生理鹽水沖洗，收集骨髓細胞，離心棄去上清液，加2～3滴生理鹽水，混勻。涂片，晾干。甲醇固定10 min，干燥。10%Giemsa中染色10 min，沖洗，晾干[8]。

(2)小鼠精子畸形實驗。取兩側副睪，置于1 mL生理鹽水中剪碎，再加1 mL生理鹽水稀釋，混勻，過濾，涂片。干燥后，固定液中固定5 min，涼干。2%伊紅染色1 h，涼干。鏡檢[10～11]。

1.2.3 計算與統計 每只小鼠觀察2 000個骨髓嗜多染紅細胞，并計算微核率：

微核率(‰)=含微核的嗜多染紅細胞數/嗜多染紅細胞數×1 000‰。

每只小鼠觀察1 000個精子，計算精子畸形率：

精子畸形率(%)=精子畸變數/精子總數×100%

利用SPSS13.0軟件進行方差分析，采用新復極差法(Duncan)進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 生活垃圾浸出液的 COD值

由表1可知，兩個垃圾中轉站的垃圾浸出液隨著稀釋濃度的降低，COD值明顯下降；長安大學垃圾中轉站4個試驗組、浐河垃圾浸出液原液和稀釋10倍的COD值與陰性對照相比，差異極顯著(P﹤0.01)，浐河稀釋50倍和100倍的COD值與陰性對照相比差異顯著(P﹤0.05)。長安大學垃圾中轉站浸出液COD值高于浐河垃圾中轉站的COD值。根據國家《飲用水水質衛生標準》GB5749要求，標準值為3 mg·L-1，極限值為5～6 mg·L-1，稀釋100倍試驗組的COD仍遠大于飲用水衛生標準的極限值要求。

表1 兩個垃圾中轉站浸出液的COD值 (mg·L-1)

2.2 生活垃圾浸出液對小鼠微核率的影響

從表2可看出，環磷酰胺陽性對照組與陰性對照組相比微核率顯著升高，差異極顯著(P﹤0.01)，說明環磷酰胺作為陽性藥物作用明顯；長安大學和浐河垃圾浸出液原液組注射4 d后全部死亡。隨著垃圾浸出液濃度的降低，微核率下降；與陰性對照相比，稀釋10倍和50倍的差異極顯著(P﹤0.01)，稀釋100倍的差異顯著(P﹤0.05)，說明兩個垃圾中轉站的不同濃度垃圾浸出液均能誘導小鼠產生較高的微核率；從方差分析看，長安大學和浐河生活垃圾浸出液稀釋濃度相同時，對小鼠微核率的影響沒有差異。

表2 兩個垃圾中轉站浸出液對小鼠骨髓細胞微核率和精子畸形率的影響

由此可見，長安大學和浐河垃圾中轉站生活垃圾浸出液對小鼠骨髓細胞微核率有較大的影響，隨著垃圾浸出液濃度的升高，微核率增大，兩個垃圾中轉站的垃圾浸出液誘導微核率的效應基本接近。

2.3 生活垃圾浸出液對小鼠精子畸形率的影響

從表2可知，除原液組外，不同稀釋濃度生活垃圾浸出液能誘導小鼠精子產生較高精子畸形，隨著稀釋濃度的降低，精子畸形率下降；與陰性對照組比具有極顯著差異(p﹤0.01)，各稀釋組的精子畸形率明顯高于陽性對照組；從方差分析看，除兩個垃圾中轉站稀釋100倍的試驗組間無差異外，其余各組間均具有差異。

生活垃圾浸出液能誘導精子產生多種類型的精子畸形，包括無勾、香蕉形、胖頭、無定形、尾折疊、雙頭、雙尾等(圖1)。

由此可見，長安大學和浐河生活垃圾浸出液對小鼠精子畸形率有極大的影響，隨著垃圾浸出液濃度的升高，精子畸形率增大。

3 討論

實驗結果表明，兩個垃圾中轉站的垃圾浸出液隨著稀釋濃度的降低，COD值明顯下降，稀釋100倍試驗組的COD遠高于飲用水衛生標準允許的極限值。兩個生活垃圾中轉站浸出液原液導致小鼠死亡，不同稀釋濃度的兩個生活垃圾中轉站浸出液均能誘導小鼠骨髓細胞產生微核和精子畸形，隨著濃度的增加誘變效應增強，其微核率和精子畸形率明顯逐漸升高。由此可見，生活垃圾浸出液對小鼠具有一定的遺傳毒性作用，長安大學和浐河垃圾中轉站的浸出液誘導效應基本接近。

經對填埋場垃圾滲透液研究，發現其水質復雜，含有的化學成分較多，可能含有60～80多種有機污染物[1]，含金屬元素46種之多[12]，其中有些有機污染物和重金屬的毒性作用很大。有關垃圾滲透液或浸出液中有機毒物的定量分析檢測及遺傳毒性研究，國內仍處于空白階段，還需更深入地研究。