蚯蚓对重金属污染土壤中铅的富集研究

蚯蚓在陆地生态系统中具有十分重要的功能,利用蚯蚓处理重金属污染土壤是一种新型的绿色生物技术。实验通过测定重金属污染土壤中不同铅浓度梯度下蚯蚓在培养期内对铅富集量的研究,结果表明：蚯蚓对铅有较强的富集作用,且随铅浓度的增加,蚯蚓体内的富集量也增加;单住质量蚯蚓培养期内吸收铅量与铅浓度梯度表现出极显著性差异,说明蚯蚓可以作为检测重金属污染土壤中铅的重要生物指标,论证了在重金属污染土壤动物修复中引入蚯蚓的可行性。     

蚯蚓的适应性

为了发展蚯蚓养殖事业,为农副业生产服务,并且积极探索蚯蚓在保护环境、处理城市废渣和污泥方面的作用,现在不少地方正在从事蚯蚓品种筛选和养殖试验。要科学地养好蚯蚓,应该首先了解蚯蚓的生物学特性。蚯蚓最显著的特性之一是它的很强的适应性,这与它生活在土壤下面的习性有关,也与它在地面(土壤表层)觅食和进行交配     

石油污染土壤物化修复前后生物毒性效应

采用作物种子的发芽率作为生态指标对石油污染土壤进行毒性分析,并以蚯蚓为实验生物,研究了石油污染物的生物效应及其对土壤生态系统的影响.结果表明,不同的作物种子对石油污染表现出不同的耐受性,对照清洁土壤,大多数作物种子的萌发都明显受到石油污染的抑制,其中受石油污染影响最严重的是黄豆、蚕豆、玉米.相比之下,在不同石油污染水平下绿豆具有较高的耐受性,且种子发芽率均在90%以上.蚯蚓在受到污染胁迫时,在生理水平上会发生明显的变化,进而影响其存活和生长能力,实验观测到随着石油污染加重蚯蚓存活时间显著下降.在高污染水平石油污染的土壤中(石油污染水平>30 000 mg.kg-1),蚯蚓的耐性降低,仅可以存活5 d左右,说明石油烃对蚯蚓的毒性较大,主要是因为蚯蚓直接与石油接触导致其中毒脱水而死亡.处理后油田污染土,即使在污染水平很低(≈30 mg.kg-1)的情况下,蚯蚓存活时间依然很短(3 d左右),是因为经过石油醚处理过的土壤,其营养物质也随着石油而被处理掉,而土壤中有机质等营养物对蚯蚓的生存具有很大影响.     

蚯蚓辅助微生物修复芘污染土壤

通过微宇宙实验,研究了蚯蚓对不同土壤中芘的微生物降解率的影响及蚯蚓对芘的富集率.结果表明,有机质较高土壤中芘的微生物降解率和蚯蚓富集率都低于有机质低的土壤,而老化作用降低了芘的生物有效性.无论在新鲜染毒还是老化的土壤中.蚯蚓均可提高土壤中芘的去除率和微生物降解率.在新鲜染毒的红壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由41.78%和27.02%分别提高到89.24%和57.53%,其中分别有51.48%和41.63%是蚯蚓促进的微生物降解作用引起的,37.76%和15.90%归因于蚯蚓富集作用.而在老化的红壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由36.53%和20.50%分别提高到91.93%和45.46%,其中分别有54.43%和32.83%是蚯蚓促进的微生物降解作用引起的,37.50%和12.63%归因于蚯蚓富集作用.     

蚯蚓及其在生态环境保护中的应用

蚯蚓是土壤生态系统中非常重要的生物类群.笔者从环境生态学角度简要介绍了蚯蚓的主要种类、蚯蚓生物学特性、蚯蚓与微生物的关系以及蚯蚓的资源化利用价值.蚯蚓在生态环境保护中重要而特殊的作用主要体现在其在固体废物处理、臭气净化、污水处理等方面的应用以及蚯蚓在环境监测中作为指示生物的重要价值.同时,提出了蚯蚓作为生物指示物进行环境监测的当务之急:应建立严格的标准化试验方法和科学的评价体系;应充分考虑环境条件、污染物的类型、蚓种及其生理状态对监测效用的影响;结合理化监测结果进行综合评价.      

表层岩溶带生态系统的水文地球化学效应——以弄拉兰电堂泉域为例

表层岩溶带及其植被、土壤构成特殊的岩溶生态系统。本文系统分析了兰电堂泉域的植物和土壤微生物群落特征、土壤理化性质及水样理化性质,结果表明:从大气降雨、穿透雨,树干径流,土壤水到岩溶泉水的水文过程中,电导率、暂时硬度、总碳量不断增加,不同阶段各阴、阳离子的吸附和淋溶存在差异,对大部分离子,植被层和浅层土壤有较强淋溶作用,深层土壤吸附作用较强。表层岩溶带水文过程是碳循环的重要途径之一,植被层是有机碳的重要来源,土壤层是无机碳、有机碳和HCO3-转化的重要化学场,植物-土壤系统主导了碳的转化和转移,影响表层岩溶动力系统。随植物群落正向演替的进行,表层岩溶生态系统趋于稳定,能有效调控水文地球化学性质变化。     

蚯蚓对土壤中有机化学成分组成的影响

蚯蚓是最为重要的土壤动物之一,不仅可以改良土壤结构和肥力,还能促进土壤矿物风化。为研究蚯蚓风化土壤矿物的机理,弄清蚯蚓对土壤中有机化学成分的影响,我们以甲醇为浸提剂浸提蚯蚓处理过的土壤和无蚯蚓的土壤,对提取物硅烷化衍生处理后,用GC-MS进行了分析。结果发现无论是蚯蚓处理过的土壤还是无蚯蚓的土壤,提取物中种类最多的化学物质是烃类,其次是酯类;腈类种类虽非常少,但相对含量却非常高。蚯蚓处理的土壤与无蚯蚓的土壤二者之间有机化学成分确实有很大的不同:从蚯蚓处理过的土壤中共发现了22种特有成分,从无蚓蚓的土壤中共发现了26种特有成分。虽然蚯蚓处理的土壤和无蚯蚓的土壤均检测到了微量的有机酸,但无论是酸的种类还是数量二者间均无明显差异。另外,检测结果也未发现铁载体。因此,蚯蚓诱导的微生物对土壤矿物的风化应该是在土壤矿物局部区域发挥作用,其风化机理用连宾的综合效应假说解释更为合理。     

毒死蜱暴露对蚯蚓的亚慢性神经毒性研究

蚯蚓作为土壤生态系统中重要的生物类群,在维持土壤生态系统的功能中起着重要作用.毒死蜱是我国使用量较大的有机磷农药品种之一,对以蚯蚓为代表的土壤生物具有潜在威胁.本文选择云南林地常见的蚯蚓优势种—皮质远盲蚓(Amynthas corticis)作为试验生物,从毒死蜱暴露引发的蚯蚓脑部神经递质(乙酰胆碱、多巴胺、5-羟色胺、谷氨酸)、离子通道特征酶(Ca²⁺-Mg²⁺-ATP酶、Ca²⁺-ATP酶)变化入手,对毒死蜱亚慢性神经毒性导致的蚯蚓运动、学习记忆等神经行为变化进行研究,运用综合毒性指数(IBR)评价蚯蚓生物标志物变化,开展毒死蜱暴露对蚯蚓的亚慢性神经毒性研究.结果表明：暴露期内,毒死蜱处理组中蚯蚓脑部的乙酰胆碱含量显著高于对照组(P<0.05),且随着暴露时间的增加,毒死蜱处理组中蚯蚓脑部乙酰胆碱含量持续升高,而蚯蚓脑部多巴胺、5-羟色胺、谷氨酸含量则均显著低于对照组(P均小于0.05).随着暴露时间的增加,毒死蜱对这3种神经递质含量的抑制加强,毒死蜱对蚯蚓的神经损伤导致了蚯蚓的运动迟缓和学习记忆障碍,毒死蜱暴...     

蚯蚓-微生物协同作用过程中的微生物特性

在环境污染治理领域,被誉为"生态型工程师"的蚯蚓在污水/污泥资源化处理与处置,以及土壤的生态修复中备受关注。蚯蚓通过掘洞、摄食、分泌黏液和排泄蚓粪等方式调控系统中微生物的数量、活性及群落结构,与微生物协同互作强化了生物系统中物质转化与能量流动关系。蚯蚓-微生物协同共生的相互依存关系是此类技术展现低耗高效和生态友好特点的关键。通过综述经人工强化的蚯蚓-微生物互作生态系统中,蚯蚓对微生物的量、活性、群落结构以及食物网的影响,探讨了该生态系统中物质转化和能量流动的特点,并展望了蚯蚓-微生物互作技术研究及应用的发展方向。     

藻类毒物检测方法及其应用研究进展

综述了运用藻类进行毒物检测的测试方法及指标,介绍了藻类毒物测试在水生生态系统污染的检测与评价,饮用水的安全性评价,工业废水的毒性检测,及土壤生态系统的污染检测等方面的应用及其研究进展。     

京主要水系不同污染河段污灌对蚯蚓种群的影响*

本文研究污灌对蚯蚓种群的影响。沿水系的不同污染河段，选9个取样点，在灌区农田中进行蚯蚓采样调查，结果如下；1.污灌影响蚯蚓的种群分布，并主要反映在土壤上层。2.污灌对蚯蚓种群的影响是因土壤污染程度的不同而不同。清洁河段灌区中蚯蚓密度和生物量最低;重污染河段灌区中蚯蚓密度和生物量最高。3.蚯蚓种群密度和生物量，可以作为土壤质量生物学评价的指标。     

不同改良剂对黔西北锌冶炼区农用地土壤重金属修复效果研究

为研究不同改良剂对土壤重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）的修复效果,以黔西北锌冶炼区农用地土壤为研究对象,分别将不同比例（1%、2%、5%）的海泡石（H）、石灰（S）和蚯蚓粪（Q）施加于锌冶炼区重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）复合污染农用地土壤,稳定陈化75 d后,分析土壤理化性质（pH、EC、含水率）、有机质、有效态养分（N、P、K）、重金属有效态含量变化特征。结果表明,与对照相比,除低添加量的海泡石处理（H1%）略微降低土壤pH外,海泡石和石灰处理均提高了土壤pH,而添加蚯蚓粪处理则降低土壤pH。除石灰处理分别降低土壤有机质和碱解氮含量外,海泡石和蚯蚓粪均可有效提高土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,其中蚯蚓粪和石灰处理分别对土壤碱解氮和有效磷的增加效果最为明显,分别增加了36.53%～72.34%和67.96%～144.01%。与对照相比,添加石灰明显降低了土壤中DTPA-Cd、DTPA-Pb和DTPA-Zn含量,分别降低了16.94%～29.87%、8.26%～20.46%、27.91%～51.02%。添加蚯蚓粪则总体上增加土壤中DTPA提取态重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）含量,而海泡石添加可增加土壤中DTPA-Cd和DTPA-Cu含量,降低DTPA-Pb和DTPA-Zn含量。石灰和海泡石处理都不同程度降低土壤中TCLP提取态重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）含量,然而,添加蚯蚓粪处理显著地增加TCLP提取态重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）含量。综合分析表明,石灰对于复合污染土壤中Cd、Cu、Pb、Zn的固定效果最佳,其次为海泡石,而蚯蚓粪的添加对土壤重金属具有活化作用。     

赣南大余地区农田土壤As、Cd元素化学形态含量分析

通过分析赣南大余地区农田土壤As、Cd元素化学形态含量,研究土壤中As、Cd元素形态含量特征和垂向变化、全量与形态含量的相关性。研究表明,赣南大余地区农田生态系统中土壤残渣态As、离子交换态Cd含量分别为22.14mg/kg和0.437mg/kg,分别占其总量的76.88%和54.97%;异常区表层土壤As、Cd元素的活动态百分比含量分别为4.03%和70.29%,分别高出对照区1.55倍和0.61倍;受污灌或洪水漫淹的农田土壤中As、Cd元素活动态含量具有垂直分布特征,其在0~20cm的表层土壤中富集显著,而20cm之下的土层含量有不同程度的下降。随表层土壤As、Cd元素总量增加,残渣态As和离子交换态Cd的百分比含量增加,而其它形态的百分含量下降或无显著变化。     

蚯蚓对城市污泥中铅的富集作用

根据蚯蚓能提高土壤自净能力并对重金属有富集作用的生物学特性,研究了在不同浓度梯度下重金属铅(Pb)对蚯蚓的急性毒性效应和蚯蚓对污泥中重金属Pb的富集效应.结果表明:在Pb浓度为3 000 mg/kg以下时,蚯蚓未出现明显的毒性效应,说明蚯蚓对重金属有一定的耐受性;当Pb浓度达到3 500mg/kg时,供试组蚯蚓全部死亡,说明蚯蚓对Pb的耐受性有一定的限度;蚯蚓对Pb 有较强的富集能力,其富集程度随污泥中Pb浓度的增加而增加,并呈现较好的线性关系.     

铜、毒死蜱单一与复合暴露对蚯蚓的毒性作用

土壤环境中重金属-农药复合污染已经对土壤生态和人类生存环境构成严重威胁.其中重金属铜和有机磷农药毒死蜱作为土壤环境中两类常见的污染物,其复合污染的环境效应值得关注.本文采用OECD标准滤纸接触法、人工土壤法研究了铜-毒死蜱单一及复合暴露对蚯蚓急性致死作用及回避行为的影响.结果表明,滤纸法和人工土壤法Cu对蚯蚓急性毒性的48h-LC50和14 d-LC50分别为2.23μg·cm-2和496.05 mg·kg-1;而毒死蜱对蚯蚓急性毒性的48 h-LC50和14 d-LC50分别为5.94μg·cm-2和186.07 mg·kg-1.滤纸法和人工土壤法铜、毒死蜱浓度单位配比1∶1时,铜、毒死蜱对蚯蚓急性毒性联合作用类型均近似表现为相加作用,而毒性单位配比1∶1的滤纸法和人工土壤法试验结果分别为协同作用和拮抗作用.回避行为试验结果表明,铜、毒死蜱对蚯蚓回避行为的联合作用类型为拮抗作用.     

蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的研究进展

土壤重金属污染已成为全球关注的热点环境问题之一,其治理与修复成为当今社会经济发展的重大科技需求。土壤动物蚯蚓-植物联合修复成为治理土壤重金属污染的新途径,研究颇多。该文基于国内外大量文献,从蚯蚓活动改变土壤理化性质加速植物修复重金属、蚯蚓与微生物相互作用促进植物修复重金属、蚯蚓分泌液与排泄物改变重金属形态影响植物修复重金属3方面阐述蚯蚓在植物修复重金属污染土壤的重要作用,为后续相关研究提供理论参考。     

蚯蚓粪对油葵修复菲污染土壤的强化作用

采用室内盆栽试验,研究了蚯蚓粪对油葵修复菲污染土壤的强化作用。结果表明:在试验浓度范围内(菲0~200 mg/kg),蚯蚓粪提高了菲污染土壤中油葵株高和生物量;施用蚯蚓粪后,土壤中菲的平均去除率为57.14%,较对照(不施蚯蚓粪)增长了15.34%;当菲浓度为50 mg/kg时,试验组菲的去除率较对照组提高了20.55%,差异最为显著;此外,当菲的浓度相同时,试验组油葵的富集系数均高于对照组,并且试验组土壤根际中的多酚氧化酶和过氧化氢酶活性均有提高,分别较对照增加了16.75%和18.37%。综合分析,说明蚯蚓粪可强化油葵对土壤中菲的去除作用。     

蚯蚓-菌根相互作用对土壤-植物系统中Cd迁移转化的影响

以灰化土(Aquods soil)为供试土壤,分别加入4种含量的Cd2 (0、5、10、20 mg·kg-1)模拟土壤污染,设置单独加8条蚯蚓(Pheretima sp.)、单独接种菌根(Inoculum Endorize-Mix2)、同时接种蚯蚓和菌根的3种处理,以不加蚯蚓和菌根为对照,各处理均种植黑麦草(Lolium multiflorum),研究蚯蚓、菌根相互作用对土壤-植物系统中Cd迁移转化的影响.结果表明:(1)菌根对土壤pH无明显影响,加蚯蚓可使土壤pH比对照约降低0.2,蚯蚓和菌根同时作用对土壤pH降低没有协同作用.(2)蚯蚓或菌根的加入均能显著增加土壤中可溶性有机碳(DOC)含量,蚯蚓的影响大于菌根,同时加入蚯蚓和接种菌根对土壤中DOC的增加有一定的拮抗作用.(3)蚯蚓活动增加了黑麦草根部Cd的积累,菌根则能促进Cd从黑麦草根部向地上部转移,二者具有促进Cd向地上部分转移的协同作用.(4)蚓粪和土壤中DTPA提取态Cd含量与黑麦草吸收Cd量呈显著相关(p＜0.01),而蚓粪中DTPA提取态Cd含量均显著高于土壤中的含量(p＜0.05).因此,蚓粪中有效态Cd是植物吸收Cd的重要供源.     

稀土钇对蚯蚓的急性毒性及蚓体内蓄积研究

文章以蚯蚓为指示生物,分别采用滤纸接触法和自然土壤法研究了稀土元素钇对蚯蚓的急性毒性效应。结果表明,滤纸接触法测得钇对蚯蚓的半数致死浓度LC50为0.18 g/L;土壤法所测LC50值为1.08 g/kg。可见,稀土钇对蚯蚓具有毒性作用,但属低毒级,并且自然土壤法中蚯蚓的半数致死浓度要低于滤纸接触法中的结果。应用ICP-AES分别研究了2种实验方法中钇在蚯蚓体内的富集情况,发现硝酸钇浓度及染毒时间、蚯蚓的死亡率及速度和钇在蚯蚓体内的富集三者存在显著的相关性。     

蚯蚓生物标志物在土壤重金属污染评价中的应用

随着土壤重金属污染的加剧,单纯的化学分析方法已不能真实地判别出重金属是否会对环境产生不利影响,因此需要建立有效的生物评价体系来辅助评价.蚯蚓广泛分布于土壤中并处于食物链的底部,其生化指标的变化对重金属污染起到早期预警作用,已被广泛应用到土壤重金属污染评价中.本文简要概述了蚯蚓生物标志物的发展,着重阐述了几种重要的生物标志物(抗氧化酶系统、金属硫蛋白、基因表达),来评价土壤重金属污染水平及作用机理,并对未来的蚯蚓生物标志研究和发展进行展望.