我国典型土壤中铜和镍对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的毒性效应研究

摘要

土壤中的重金属难降解，易富集，而且能通过食物链传递至人类，对生态系统和人体健康造成潜在的威胁，因此土壤重金属污染已成为国内外研究的热点问题。通过开展重金属污染土壤的生态毒理研究，获取基于我国典型土壤类型的污染物基础生态毒理数据，是开展污染土壤生态风险评价和构建土壤生态筛选基准的重要依据。本文以湖南红壤、重庆紫壤、河南潮土、吉林黑土、浙江水稻土、新疆灰漠土、北京褐潮土和陕西黄土共8种土壤作为测试介质，采用ISO及OECD颁布的标准方法研究了铜和镍在不同类型土壤中对模式动物赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）的急性毒性和慢性毒性，以及蚯蚓对重金属的回避行为反应和生物富集特性。 （1）急性毒性试验结果表明，土壤类型对铜和镍的急性毒性有较大的影响，铜和镍在湖南红壤中的毒性表现最强，而在陕西黄土中的毒性最弱。将铜和镍的LC50值与主要的土壤理化因素（土壤pH值、阳离子交换量、有机质含量和黏土含量）进行相关性分析，发现土壤pH值是导致重金属在不同类型土壤中毒性差异的主要因素，一般随着土壤pH值的增大，铜和镍的LC50值也趋于升高，两者间存在显著的正相关关系。环境温度也是影响土壤中铜毒性的因素之一，温度升高铜的毒性趋于增强。 （2）赤子爱胜蚓对铜污染土壤的回避行为试验结果表明，蚯蚓对铜污染土壤的回避反应呈典型的剂量-效应关系，在我国的几种典型土壤中，即使是50mg·kg-1的铜污染水平，也已经影响到土壤作为动物栖息场所的基本功能，同时也表明蚯蚓回避行为试验方法可用于铜污染土壤的早期筛查与毒性诊断。 （3）慢性毒性试验结果表明，赤子爱胜蚓体重对较低浓度铜、镍污染响应相对不敏感，而较高浓度铜、镍污染（接近引起蚯蚓死亡的高浓度）则可导致蚯蚓体重显著降低，铜、镍对赤子爱胜蚓生殖的影响较为明显，与产茧量相比，幼蚓的孵化率和存活数对污染物的响应最为敏感。 （4）生物富集试验表明，土壤中镍的浓度与赤子爱胜蚓体内镍的浓度呈显著线性相关（p<0．05），随着土壤中镍浓度的增大，蚯蚓体内镍的浓度也增大。结果表明赤子爱胜蚓对土壤中的镍有较强的富集作用，可作为土壤中镍污染的指示生物。

目录

文摘

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致谢

1.文献综述

1.1 土壤环境及其污染特征

1.2 重金属污染

1.2.1 重金属的作用

1.2.2 土壤重金属污染的来源

1.2.3 重金属污染的危害

1.2.4.我国重金属污染现状

1.3 土壤铜污染

1.3.1 铜的作用

1.3.2 土壤中铜的来源

1.3.3 铜危害的表现

1.3.4 土壤铜污染现状及研究进展

1.4 土壤镍污染

1.4.1 镍的作用及危害

1.4.2 土壤镍污染研究进展

1.5 土壤环境质量标准

1.5.1 土壤环境质量标准的制定原则

1.5.2 我国土壤环境质量标准

1.6 蚯蚓生态毒理学在土壤污染研究中的应用

1.6.1 蚯蚓生态毒理学概况

1.6.2 蚯蚓毒性试验的应用

1.6.3 蚯蚓回避试验的应用

1.6.4 蚯蚓生物富集试验的应用

2.引言

3.材料与方法

3.1 试验试剂与材料

3.2 试验蚯蚓

3.3 仪器设备

3.4 供试土壤

3.5 试验方法

3.5.1 土壤理化性质测定

3.5.2 铜和镍对赤子爱胜蚓的急性毒性试验

3.5.3 铜和镍对赤子爱胜蚓的慢性毒性试验

3.5.4 赤子爱胜蚓的回避行为试验

3.5.5 赤子爱胜蚓对土壤中镍的富集试验

4.结果与分析

4.1 我国典型土壤中外源铜对赤子爱胜蚓的急性毒性效应

4.1.120 ℃环境下8 种典型土壤中外源铜对赤子爱胜蚓的急性毒性

4.1.2 不同温度下土壤中外源铜对赤子爱胜蚓的急性毒性

4.2 土壤中外源铜对赤子爱胜蚓的慢性毒性

4.2.1 铜对蚯蚓体重的影响

4.2.2 铜对蚯蚓产茧量的影响

4.3 铜污染土壤中赤子爱胜蚓的回避行为试验

4.4 我国典型土壤中外源镍对赤子爱胜蚓的急性毒性

4.5 镍慢性毒性试验研究

4.5.1 镍对赤子爱胜蚓体重变化的影响

4.5.2 镍对赤子爱胜蚓产茧量的影响

4.5.2 镍对茧孵化率的影响

4.6 赤子爱胜蚓对镍的生物富集作用

5.结论与讨论

参考文献