鎘-菲復(fù)合污染對安德愛勝蚓（Eisenia andrei）和白線蚓（Fridericia bulbosa）的生態(tài)毒理效應(yīng)研究.pdf

1、土壤是環(huán)境的重要組成部分，承擔(dān)著環(huán)境中大約90％的來自各方面的污染物質(zhì)，是一個(gè)典型的復(fù)合污染體系。近年來，國內(nèi)外已相繼開展了重金屬.重金屬以及有機(jī).有機(jī)復(fù)合污染方面的研究工作，并取得了富有成效的理論和實(shí)踐成果。但是，對于有機(jī)污染物-重金屬復(fù)合污染的研究相對較少，對其定量表征及分子生態(tài)毒理效應(yīng)的研究則更少。事實(shí)上，土壤中有機(jī)污染物.重金屬復(fù)合污染非常普遍。其中，多環(huán)芳烴、重金屬是經(jīng)常共存、廣泛分布的典型土壤環(huán)境污染物。開展有機(jī)污染物.重金

2、屬復(fù)合污染研究，對于正確評價(jià)復(fù)合污染條件下污染物遷移轉(zhuǎn)化的行為，幫助人們采取合理的診治措施，解決土壤的環(huán)境污染問題具有非常重要的理論和實(shí)踐意義。作為土壤動物區(qū)系的代表類群-安德愛勝蚓(Eiseniaandrei)和白線蚓(Fridericiabulbosa)，已日益成為生態(tài)毒理學(xué)研究的載體。目前，國內(nèi)外學(xué)者對蚯蚓的生態(tài)毒理學(xué)進(jìn)行了大量的研究，其中農(nóng)藥、重金屬單一及復(fù)合污染較多，但關(guān)于多環(huán)芳烴及其復(fù)合污染對蚯蚓的生態(tài)毒理的研究相對較少。

3、 本文采用室內(nèi)模擬方法，開展了典型重金屬(Cd)-典型多環(huán)芳烴(Phe)復(fù)合污染對安德愛勝蚓(Eiseniaandrei)和白線蚓(Fridericiabulbosa)的生態(tài)毒理研究，在此基礎(chǔ)上，對Cd-Phe復(fù)合污染生態(tài)毒理生物標(biāo)志物的篩選和定量表征進(jìn)行了重點(diǎn)而深入的研究，以期為有機(jī)污染物-重金屬復(fù)合污染研究與診治提供科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)，主要研究結(jié)果如下： 1.從個(gè)體水平，分別采用人工土壤法和自然土壤法，研究Cd、P

4、he單一及復(fù)合污染對安德愛勝蚓(Eiseniaandrei)和白線蚓(Fridericiabulbosa)的急性毒性。結(jié)果表明：安德愛勝蚓(Eiseniaandrei)對Cd污染的耐受能力強(qiáng)；Phe對安德愛勝蚓(Eiseniaandrei)的急性毒性高。Cd-Phe復(fù)合污染對Eiseniaandrei的急性毒性效應(yīng)中Phe為主效應(yīng)。重金屬Cd和Phe之間存在明顯的交互作用，Cd-Phe復(fù)合污染產(chǎn)生的拮抗作用及其強(qiáng)度與Cd和Phe的不同濃

5、度組合密切相關(guān)。這兩種污染物對白線蚓(Fridericiabulbosa)都具有潛在的毒性效應(yīng)，毒性大小順序?yàn)镻he大于Cd；Cd、Phe染毒14d的理論LC50分別為4.548mgkg-1、4.482mgkg-1。染毒14d后，當(dāng)Phe的染毒劑量為0.1mgkg-1和1.6mgkg-1時(shí)，Cd-Phe復(fù)合污染對白線蚓的急性毒性效應(yīng)為協(xié)同作用，當(dāng)Phe的染毒劑量25.6mgkg-1時(shí)，Cd-Phe復(fù)合污染對白線蚓的急性毒性效應(yīng)為拮抗作用

6、，復(fù)合污染物的組成及各污染物的不同濃度組合是決定兩者之間的交互作用類型和毒性的重要因素。Cd-Phe復(fù)合污染對白線蚓(Fridericiabulbosa)的急性毒性效應(yīng)中Cd為主效應(yīng)因子。白線蚓(Fridericiabulbosa)是一種可用于表征Cd-Phe復(fù)合污染效應(yīng)的指示生物。 2.從組織水平，采用人工土壤法，研究Cd、Phe單一及不同濃度組合復(fù)合污染對安德愛勝蚓(Eiseniaandrei)抗氧化物酶系：過氧化氫酶(C

7、AT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活性的影響，結(jié)果表明：Cd、Phe單一污染，CAT活力最微弱，各處理組GSH-PX活性與對照組的差異最為顯著；CAT活性變化趨勢極不穩(wěn)定，SOD、GSH-PX活性則均具有先升高后降低的趨勢；其中復(fù)合污染較單一污染對SOD活性表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用；而復(fù)合污染較單一污染對GSH-PX活性則表現(xiàn)誘導(dǎo)激活作用。GSH-PX可作為Cd、Phe單一及不同濃度組合復(fù)合污染的生物標(biāo)志物

8、，其活性變化可作為表征Cd-Phe復(fù)合污染的一項(xiàng)重要的參考指標(biāo)。 3.從細(xì)胞和亞細(xì)胞水平，優(yōu)化了蚯蚓體腔細(xì)胞提取方法。采用纖維針法與超聲波刺激法結(jié)合的方法提取的單位體重細(xì)胞數(shù)較多且存活率較高，為后期的細(xì)胞形態(tài)學(xué)和細(xì)胞內(nèi)DNA損傷的實(shí)驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。采用自然土壤染毒法，研究Cd、Phe單一及復(fù)合污染對安德愛勝蚓(Eiseniaandrei)體腔細(xì)胞溶酶體膜中性紅保持時(shí)間(NRRT)的影響，并采用細(xì)胞流式技術(shù)(FCM)研究Cd、Ph

9、e單一及復(fù)合污染對安德愛勝蚓(Eiseniaandrei)體腔細(xì)胞質(zhì)膜的損傷作用，探討Cd和Phe的跨膜毒理機(jī)制。結(jié)果表明：NRRT與Cd污染濃度和染毒時(shí)間存明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。隨染毒時(shí)間延長，Cd與Phe復(fù)合污染對蚯蚓體腔細(xì)胞毒性逐漸增加，蚯蚓染毒7d后和染毒14d后，Cd與Phe復(fù)合污染對蚯蚓體腔細(xì)胞溶酶體膜損傷的交互作用表現(xiàn)為協(xié)同作用；Cd是影響Cd-Phe復(fù)合污染對蚯蚓體腔細(xì)胞溶酶體膜NRRT影響的主效應(yīng)因子。NRRT是表征C

10、d-Phe復(fù)合污染毒性的靈敏、準(zhǔn)確、重復(fù)性好的生物標(biāo)志物。此外，安德愛勝蚓(Eiseniaandrei)體腔細(xì)胞在受到Cd、Phe單一及復(fù)合污染脅迫下的早期凋亡率可作為污染物毒性評價(jià)的敏感指標(biāo)，可用于對污染物毒性的早期預(yù)警。利用細(xì)胞流式技術(shù)對Cd-Phe復(fù)合污染脅迫下蚯蚓體腔細(xì)胞的類群的研究，是評價(jià)Cd-Phe單一及復(fù)合污染及其污染修復(fù)程度的一種合理可行的實(shí)驗(yàn)方法。 4.從分子水平，采用自然土壤法，用單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)(SCG

11、E)研究Cd、Phe單一及復(fù)合污染對安德愛勝蚓(Eiseniaandrei)體腔細(xì)胞DNA損傷作用。結(jié)果顯示：Cd、Phe單一污染均表現(xiàn)出致蚯蚓體腔細(xì)胞DNA損傷作用，Cd、Phe單一污染與蚯蚓體腔細(xì)胞DNA損傷存在明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系；Cd-Phe復(fù)合污染對蚯蚓細(xì)胞DNA的損傷遠(yuǎn)大與單一的Cd或Phe的污染，單一Cd污染下蚯蚓細(xì)胞的OTM值較低，Cd-Phe復(fù)合污染下，隨著Phe劑量的增加OTM值不斷增大，說明Phe對Cd的毒性有顯著