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近年来，水中遗传毒性物质引起的水体安全问题受到了人们的广泛关注，因为长期暴露于这些物质会增加人们的患癌风险，一些农村出现的癌症高发现象被认为与当地的水污染有关。为了改善水污染的现状，促进环境的有效管理，我们需要解析水环境中遗传毒性效应的成因。为此，本研究将着重于水环境遗传毒性效应检测方法的建立、优化以及应用。本研究的主要内容有：对SOS/umu试验进行了优化。通过对活性不好的菌株TA1535/pSK1002和NM2009进行筛选、得到了优良的测试菌株。TA1535/pSK1002的最高β-半乳糖苷酶活性提高到了原来的1.5倍，NM2009的灵敏度提高到了原来20倍。由于NM2009测试时需要添加大鼠肝脏S9混合液，因此用苯巴比妥钠和β-萘黄酮诱导大鼠制取了肝S9混合液，并确定了S9混合液的加入量为每300μL菌液含25μL S9混合液。以肿瘤高发地的沈丘县刘湾村附近的沙颍河水和当地地下水为研究对象，采用HPLC分割导向的SOS/umu试验对沙颍河河水和当地地下水进行遗传毒性效应测试。本研究是国内首次联合运用TA1535/pSK1002、NM2009和NM3009对水环境样品进行遗传毒性检测。当采用原始菌株TA1535/pSK1002和过量表达O-AT、对芳香胺和硝基芳烃有特异性响应的菌株NM2009测定HPLC分割后的河水馏分时，F9和F10都表现出了遗传毒性，但是NM2009测得的遗传毒性稍高于原始菌，说明这两个馏分中有可能含有芳香胺或硝基芳烃类物质。当采用过量表达O-AT和NR(硝基还原酶)，对硝基芳烃有特异性响应的NM3009检测时，只有F10表现出了微弱的遗传毒性，低于原始菌株，说明河水中的遗传毒性物质不是硝基芳烃，有可能是芳香胺。随后采用对芳香胺灵敏的菌株NM2009对分割后的地下水进行检测，没有检测出遗传毒性效应。在以上研究的基础上，采用高通量的生物监测导向的的化学检测，也就是毒性鉴别评价方法(TIE)对沙颍河水进行分析。本次采样点位于沈丘县赵口村，距离上次采样点直线距离10公里。根据上一章的研究，河水中可能含有芳香胺类物质，且地下水中不含有遗传毒性效应，因此本研究只对赵口村的沙颍河河水进行检测，SOS/umu试验的菌株仅选用TA1535/pSK1002和对芳香胺、硝基芳烃有特异性响应的NM2009。结果表明：采用TA1535/pSK1002菌株测定HPLC分割的各馏分时，如果不加S9代谢活化，只有F10显示遗传毒性，加S9代谢活化后，F10和F15都显示有遗传毒性，说明河水中存在某些需经过S9溶液代谢活化才能显示出遗传毒性的物质。当采用NM2009菌株测定时，F8、F9、F10都表现出了遗传毒性，其中F8和F9馏分相对于原始菌表现出了特异性响应，而F10馏分测得的遗传毒性远高于原始菌，说明这三个馏分中含有芳香胺类或硝基芳烃类物质。本研究进一步对这三个馏分中的可能的遗传毒性原因物质进行了探索性研究。对常见的、毒性较大的22种初级芳香胺建立了UPLC-MS/MS检测方法。通过对这三个馏分进行化学分析，成功检测出F8中含有4-氯邻甲苯胺(4-COT)0.38ng/L，F9中含有3,3’-二甲氧基联苯胺(3,3’-DiMe-o)0.15ng/L，F10中含有邻甲氧基苯胺(o-An)0.127ng/L。但是这三种物质经SOS/umu检测时没有表现出遗传毒性，说明这三种物质并不是河水遗传毒性原因物质。因此，当地遗传毒性原因物质很可能是硝基芳烃或者是除初级芳香胺以外的其他芳香胺类物质，为了鉴定遗传毒性原因物质还需进一步的工作。