蚯蚓顶体效应及其在土壤健康质量诊断中的应用研究

蚯蚓在评价土壤生态环境污染方面起着重要作用,但目前与生殖毒性相关的蚯蚓生物标志物中缺乏可以灵敏和快速对污染物生殖毒性进行诊断的生物标志物.本研究采用考马斯亮蓝法对蚯蚓精子顶体反应进行检测;采用响应面分析法优化苯甲酰精氨酸乙酯/乙醇脱氢酶(BAEE/ADH)联合测定法,以建立蚯蚓精子顶体酶活性测定法.结果表明,蚯蚓精子顶体率为(47.67±3.87)% ,最优测定条件为洗涤2次,抽提时间24 h,ADH浓度1.8 mg·mL-1 ,氧化型辅酶Ⅰ(NAD)浓度12 mg·mL-1 .为考察方法的可靠性,采用醋酸棉酚污染土壤暴露实验进行方法学考察.数据表明,醋酸棉酚污染土壤暴露3d后,检测出顶体酶活性变化,且与精子密度具有一定的相关性(r=0.9908).建立的蚯蚓顶体酶活性测定方法可以快速和有效的检测醋酸棉酚的生殖毒性变化,蚯蚓顶体酶活性有望作为生物标志物应用于土壤污染的生态毒理学快速诊断中.     

不同污染方式进入土壤的氯氰菊酯在蚯蚓体内的蓄积特征及其生长毒性

农药污染严重威胁我国的土壤生态系统安全.选择我国应用较广的氯氰菊酯为代表性农药污染物,采用一次和叠加的污染方式模拟氯氰菊酯进入土壤并逐渐累积的过程,以云南耕地常见的蚯蚓优势种——皮质远盲蚓(Amynthascorticis)为实验生物,研究了氯氰菊酯在土壤中的降解变化,以及蚯蚓对不同污染方式进入土壤的氯氰菊酯吸收蓄积的累积特征和生长毒性响应.结果显示,不同污染方式进入土壤的氯氰菊酯,在土壤中的降解均符合一级动力学特征c=c0e-kt,以一次污染方式进入土壤的氯氰菊酯降解半衰期为27.7～28.9 d;以叠加污染方式进入土壤的氯氰菊酯降解半衰期为25.7～26.6 d.氯氰菊酯浓度为4～6 mg·kg-1 ,暴露55 d时,蚯蚓对以一次污染方式进入土壤的氯氰菊酯蓄积量为0.34～0.73 mg·kg-1 ,生物-土壤蓄积因子(FBSA)为0.85～1.05;蚯蚓对以叠加污染方式进入土壤的氯氰菊酯蓄积量为0.86～1.51 mg·kg-1 ,FBSA 为1.16～1.42.与一次污染方式比较,以叠加污染方式进入土壤的氯氰菊酯,更有利于蚯蚓对其进行生物富集,从而表现出较强的生长毒性.研究结果可为土壤农药叠加污染累积的生态风险防治提供基础数据和理论依据.