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生态毒理学分析方法是研究污染物在土壤中的合理限值,即土壤基准的重要手段之一,生物毒理效应研究是其核心内容。研究污染物胁迫下指示生物响应特点,是对常规化学检测方法的有效补充,可以在一定程度上反映各种有毒物质对土壤生态系统的综合影响和潜在风险,即土壤环境安全评价与生态预警。本研究对我国京津冀地区的蚯蚓种群进行调研,分析了该地区几种主要生境(菜地、农田和草地)中蚯蚓的种群数量和群落结构特点。研究结果表明,京津冀地区蚯蚓种群中异毛远盲蚓(Amynthas heterocnaetus,Michaelsen,1891)的数量最多(36.00%),检出率最高(51.2%),且体型较大(平均5.24 g),具有数量多、分布广、生物量大的特点,是我国京津冀地区的本土优势种,具有生态代表性。基于上述研究结果,本文参考经济合作与发展组织(Organisation for Economic Co-operation and Development,OECD)推荐的化学品对蚯蚓急性毒性实验的标准方法,分析了京津冀区域土壤中代表性的蚯蚓种——异毛远盲蚓在重金属污染物镉(Cadmium,Cd)胁迫下的半致死剂量(Lethal Concentration 50,LC50),并与OECD推荐的标准蚯蚓种——赤子爱胜蚓(Eisenia fetida,Savigny,1826)进行了比较研究。实验结果表明,Cd对异毛远盲蚓24 h和48 h的LC50(分别为11.23和5.17 μg/cm2)均小于赤子爱胜蚓(分别为21.99和16.95 μg/cm2);对异毛远盲蚓7 d和14 d的LC50(分别为36.98和20.37 mg/kg)均小于赤子爱胜蚓(分别为1819和1047 mg/kg)。对两种蚯蚓Cd半致死剂量的实验结果在一定程度上表明,异毛远盲蚓对Cd的耐受性低于赤子爱胜蚓。本研究还参考国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)推荐的方法进行了蚯蚓六室回避实验,用以分析异毛远盲蚓和赤子爱胜蚓对Cd产生回避行为的限值。实验结果表明异毛远盲蚓对Cd产生明显回避效应的限值为1.17-2.34 mg/kg,远低于赤子爱胜蚓(37.5-75 mg/kg之间)。与赤子爱胜蚓相比,异毛远盲蚓对Cd具有较高的灵敏度。为了进一步研究异毛远盲蚓对Cd污染的指示作用,本课题还分析了5种蚯蚓免疫相关的酶类标志物在Cd胁迫过程中的活性变化。实验结果表明,在低浓度Cd胁迫下,异毛远盲蚓体内SOD、GSH-PX、CAT、AchE、T-AOC的活性均发生了显著的变化,说明这5种酶类标志物对Cd胁迫均具有较高的敏感性,可用做异毛远盲蚓的生物标志物;同时,与赤子爱胜蚓相比,异毛远盲蚓体内的酶类标志物具有响应快速(3天)且持续时间相对较长(28天)的特点。综上所述,异毛远盲蚓是京津冀区域具有生态代表性的蚯蚓种,对Cd具有一定的耐受性和较高的灵敏度,且其体内的酶类标志物对Cd的响应效果显著,具有作为京津冀地区土壤Cd污染指示生物的研究潜力。