城市生活垃圾浸出液对小鼠遗传毒性的影响

程佳琪，王 虹，赵楠杉

(西安文理学院 生物与环境工程学院，陕西 西安 710065)

现今我国城市生活垃圾处理经三个过程：收集与运输、预处理和最终处理。收集垃圾在居民小区完成，运送到垃圾中转站，预处理过程由垃圾中转站完成，包括压缩、破碎和分选处理，最终运输到垃圾填埋场，进行填埋、焚烧和生物转化等处理。城市垃圾中转站多数采用压缩式垃圾站，它的推广和应用，减少了垃圾二次污染的可能，降低了运输的成本。生活垃圾经压缩产生的垃圾浸出液是一种高浓度的有机废水，其中含有大量的病原微生物、有机物和重金属等物质，它可以渗入附近地区的水体和土壤，对垃圾中转站周围的环境和居民的健康构成了威胁[1～2]。人们对于垃圾填埋场的垃圾浸出液危害关注较多[3～6]，而对垃圾中转站的浸出液少有涉及。研究利用西安市生活垃圾中转站的不同浓度垃圾浸出液对小鼠骨髓细胞微核率和精子畸形率的影响，探究其遗传毒性作用，为生活垃圾的存放和处理提供可借鉴的依据。

1 材料与方法

1.1 材料

垃圾浸出液：取自西安市浐河和长安大学垃圾中转站(2019年3月)，设原液、稀释10倍、50倍和100倍4个试验组。

1.2 方法

1.2.1 垃圾浸出液COD值的测定 采用化学需氧量测定法—酸性高锰酸钾法测定垃圾浸出液的COD值[7]。

1.2.2 小鼠的遗传毒性试验 将健康成年小鼠分为10组, 每组6只, 雌雄各半。试验组为8组：浐河和长安大学垃圾中转站各4组，其余2组为阳性对照(环磷酰胺40 mg·kg-1)和阴性对照组(蒸馏水)。采用腹腔注射连续染毒5 d，每日一次，每次0.2 mL；阳性对照染毒1次。在最后一次染毒24 h后处死各组小鼠[8]。

(1)小鼠骨髓细胞微核试验。迅速取股骨，用生理盐水冲洗，收集骨髓细胞，离心弃去上清液，加2～3滴生理盐水，混匀。涂片，晾干。甲醇固定10 min，干燥。10%Giemsa中染色10 min，冲洗，晾干[8]。

(2)小鼠精子畸形实验。取两侧副睾，置于1 mL生理盐水中剪碎，再加1 mL生理盐水稀释，混匀，过滤，涂片。干燥后，固定液中固定5 min，凉干。2%伊红染色1 h，凉干。镜检[10～11]。

1.2.3 计算与统计 每只小鼠观察2 000个骨髓嗜多染红细胞，并计算微核率：

微核率(‰)=含微核的嗜多染红细胞数/嗜多染红细胞数×1 000‰。

每只小鼠观察1 000个精子，计算精子畸形率：

精子畸形率(%)=精子畸变数/精子总数×100%

利用SPSS13.0软件进行方差分析，采用新复极差法(Duncan)进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 生活垃圾浸出液的 COD值

由表1可知，两个垃圾中转站的垃圾浸出液随着稀释浓度的降低，COD值明显下降；长安大学垃圾中转站4个试验组、浐河垃圾浸出液原液和稀释10倍的COD值与阴性对照相比，差异极显著(P﹤0.01)，浐河稀释50倍和100倍的COD值与阴性对照相比差异显著(P﹤0.05)。长安大学垃圾中转站浸出液COD值高于浐河垃圾中转站的COD值。根据国家《饮用水水质卫生标准》GB5749要求，标准值为3 mg·L-1，极限值为5～6 mg·L-1，稀释100倍试验组的COD仍远大于饮用水卫生标准的极限值要求。

表1 两个垃圾中转站浸出液的COD值 (mg·L-1)

2.2 生活垃圾浸出液对小鼠微核率的影响

从表2可看出，环磷酰胺阳性对照组与阴性对照组相比微核率显著升高，差异极显著(P﹤0.01)，说明环磷酰胺作为阳性药物作用明显；长安大学和浐河垃圾浸出液原液组注射4 d后全部死亡。随着垃圾浸出液浓度的降低，微核率下降；与阴性对照相比，稀释10倍和50倍的差异极显著(P﹤0.01)，稀释100倍的差异显著(P﹤0.05)，说明两个垃圾中转站的不同浓度垃圾浸出液均能诱导小鼠产生较高的微核率；从方差分析看，长安大学和浐河生活垃圾浸出液稀释浓度相同时，对小鼠微核率的影响没有差异。

表2 两个垃圾中转站浸出液对小鼠骨髓细胞微核率和精子畸形率的影响

由此可见，长安大学和浐河垃圾中转站生活垃圾浸出液对小鼠骨髓细胞微核率有较大的影响，随着垃圾浸出液浓度的升高，微核率增大，两个垃圾中转站的垃圾浸出液诱导微核率的效应基本接近。

2.3 生活垃圾浸出液对小鼠精子畸形率的影响

从表2可知，除原液组外，不同稀释浓度生活垃圾浸出液能诱导小鼠精子产生较高精子畸形，随着稀释浓度的降低，精子畸形率下降；与阴性对照组比具有极显著差异(p﹤0.01)，各稀释组的精子畸形率明显高于阳性对照组；从方差分析看，除两个垃圾中转站稀释100倍的试验组间无差异外，其余各组间均具有差异。

生活垃圾浸出液能诱导精子产生多种类型的精子畸形，包括无勾、香蕉形、胖头、无定形、尾折叠、双头、双尾等(图1)。

由此可见，长安大学和浐河生活垃圾浸出液对小鼠精子畸形率有极大的影响，随着垃圾浸出液浓度的升高，精子畸形率增大。

3 讨论

实验结果表明，两个垃圾中转站的垃圾浸出液随着稀释浓度的降低，COD值明显下降，稀释100倍试验组的COD远高于饮用水卫生标准允许的极限值。两个生活垃圾中转站浸出液原液导致小鼠死亡，不同稀释浓度的两个生活垃圾中转站浸出液均能诱导小鼠骨髓细胞产生微核和精子畸形，随着浓度的增加诱变效应增强，其微核率和精子畸形率明显逐渐升高。由此可见，生活垃圾浸出液对小鼠具有一定的遗传毒性作用，长安大学和浐河垃圾中转站的浸出液诱导效应基本接近。

经对填埋场垃圾渗透液研究，发现其水质复杂，含有的化学成分较多，可能含有60～80多种有机污染物[1]，含金属元素46种之多[12]，其中有些有机污染物和重金属的毒性作用很大。有关垃圾渗透液或浸出液中有机毒物的定量分析检测及遗传毒性研究，国内仍处于空白阶段，还需更深入地研究。