土壤苯并[a]芘和菲叠加污染对蚯蚓的毒性效应研究

摘要

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocbarons，PAHs)是指含有两个或两个以上的苯环，以线状、角状或着簇状排列的稠环型化合物，具有难降解性、持久性和“三致”的作用，其环境行为及风险评估越来越受到人们的重视。准确有效评价上壤环境中多环芳烃的生物有效性是进行其风险评价的重要环节。
　　本论文通过叠加污染的方法研究了土壤中多环芳烃的含量及其对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的毒性效应;用加速溶剂提取(accelerated solvent extraction，ASE)法和聚2，6-二苯基对苯醚(poly(2，6-diphenyl-p-phenylene oxide，Tenax)法对土壤中培养不同时间的苯并[a]芘(Benzo[a]pyrene，B[a]P)和菲(Phenanthrene，Phe)的提取量进行了分析和比较;通过测定蚯蚓体内谷胱甘肽-s-转移酶（glutathione-S-transferease，GST）、溶酶体膜中性红保留时间(Neutral Red Retention Time，NRRT)和微核率，揭示BaP和Phe多次叠加与一次污染对蚯蚓的毒性效应。本论文的主要研究结果如下:
　　土壤中B[a]P和Phe的Tenax法提取量和ASE法提取量都随着时间的延长而降低，降低速率呈现出先快后慢的特点。相同培养时间内，多次叠加污染土壤中B[a]P的Tenax提取含量比一次污染低12.84％-69.31％(P＜0.05)，达显著水平;多次叠加污染土壤中Phe的Tenax提取含量比一次污染低35.13％-96.97％(P＜0.05)，达显著水平。
　　蚯蚓体内B[a]P和Phe富集量随着土壤中B[a]P和Phe培养时间的延长，呈现初期下降速率较快(1-28d)，尔后下降速率减小(28-56d)的趋势;蚯蚓体内B[a]P和Phe在多次添加污染条件下的富集量低于一次污染。蚯蚓体内B[a]P和Phe的富集量与上壤Tenax提取含量的相关性(R2=0.8614，p＜0.01;R2=0.8529，p＜0.01)大于ASE提取含量(R2=0.7987，p＜0.01;R2=0.6891，p＜0.01)，即Tenax法提取B[a]P的含量更适合预测土壤中B[a]P的生物有效性。
　　随着B[a]P和Phe在土壤中培养时间的延长，蚯蚓体腔细胞GST活力降低，NRRT升高。在B[a]P多次叠加污染下，蚯蚓GST活性比一次污染低6.50％-34.51％，体腔细胞NRRT比一次污染高13.00％;在Phe多次叠加污染下，蚯蚓体内GST活性比一次污染低3.01％-33.07％，体腔细胞NRRT比一次污染高4.72％-26.90％。土壤B[a]P和Phe多次添加污染对蚯蚓体腔细胞的毒性低于一次添加。
　　蚯蚓体内GST活力与NRRT分别与土壤中ASE法、Teanx法提取含量、蚯蚓体内多环芳烃的富集量呈显著正相关，可作为土壤低浓度B[a]P和Phe污染的敏感毒理学诊断指标。

目录

声明

摘要

术语与缩略语表

1 文献综述

1．1 课题研究背景

1．1．1 土壤的多环芳烃污染现状

1．1．2 多环芳烃的来源及危害

1．1．3 多环芳烃在环境中的分布、累积及迁移变化规律

1．2 国内外研究现状与进展

1．2．1 土壤中多环芳烃老化机制研究进展

1．2．2 土壤中多环芳烃化学评价方法

1．2．3 土壤中多环芳烃生物评价方法

1．3 研究意义与内容

1．3．1 研究意义

1．3．2 主要研究内容

1．3．3 技术路线

2 材料与方法

2．1 材料及仪器

2．1．1 药品及试剂

2．1．2 仪器与设备

2．2 试验土壤的制备和蚯蚓的培养

2．3 试验方法

2．3．1 土壤B[a]P叠加污染方法

2．3．2 蚯蚓蓄积试验

2．3．3 土壤与蚯蚓体内B[a]P和Phe提取

2．3．4 B[a]P和Phe的纯化与测定

2．3．5 蚯蚓GST活性的测定

2．3．6 蚯蚓体腔细胞NRRT测定

2．3．7 蚯蚓体腔细胞微核变率测定

2．4 数据分析与质量控制

3 结果与分析

3．1 土壤苯并[a]芘叠加污染对蚯蚓的毒性效应

3．1．1 土壤中B[a]P随时间的变化规律

3．1．2 B[a]P在蚯蚓体内的富集量与不同提取方法之间的相关性分析

3．1．3 蚯蚓体内GST随时间变化规律

3．1．4 蚯蚓体腔细胞中性红保留时间随时间变化

3．1．5 蚯蚓体腔细胞微核变率随时间变化

3．1．6 B[a]P提取量与蚯蚓毒性指标之间的相关性

3．2 土壤菲叠加污染对蚯蚓的毒理效应

3．2．1 土壤中Phe随时间的变化规律

3．2．2 Phe在蚯蚓体内的富集量与不同提取方法之间的相关性分析

3．2．3 蚯蚓体内GST含量随时间变化

3．2．4 蚯蚓体腔细胞中性红保留时间随时间变化

3．2．5 蚯蚓体腔细胞微核变率随时间变化

3．2．6 Phe提取量与蚯蚓生物指标之间的相关性

4 讨论

5 结论

参考文献

致谢

作者简介

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