农药污染对蚯蚓毒性毒理研究进展

综述了农药污染对蚯蚓个体毒性、种群毒性及复合毒性3个方面的研究进展,认为农药污染对蚯蚓的毒理学研究将会取得更大的发展。     

外源污染物对蚯蚓毒理作用研究进展

以蚯蚓为模式生物,研究环境污染物的生物效应及其对土壤生态系统的影响,已成为国内外的研究热点.蚯蚓受到污染胁迫时,在分子、细胞和生理水平上都会发生明显的变化,进而影响其存活、生长和繁殖能力,最终引起种群及群落的变化.在总结国内外相关研究基础上,从微观水平、个体水平及生态水平3个方面综述和分析了重金属、农药等外源污染物对蚯蚓毒理作用的研究进展,并对未来的研究方向进行了展望.     

重金属对蚯蚓的毒性毒理研究

通过室内模拟实验以及对株洲市重金属污染区农田土壤中采样，进行了重金属对蚯蚓的毒性毒理研究．毒性实验表明，各重金属元素４８ｈ的ＬＤ５０分别为：Ｃｄ１０００ｍｇ／ｋｇ，Ｐｂ８１２ｍｇ／ｋｇ，Ｃｕ６３３ｍｇ／ｋｇ，Ｈｇ３０４ｍｇ／ｋｇ，Ｚｎ５２８ｍｇ／ｋｇ，Ｃｒ４２８ｍｇ／ｋｇ．对蚯蚓毒理研究证明，重金属对蚯蚓酯酶同工酶有抑活作用，而重金属对蚯蚓过氧化物酶同工酶有激活作用．在光镜下观察，可见重金属污染可引起蚯蚓的体表溃疡及产生肿瘤，可使胃肠道粘膜层出血、背血管肿胀，同时可引起胃肠道粘膜上皮细胞产生萎缩或溃疡灶．蚯蚓特有的黄色细胞团污染程度不同而显示出消长规律．在电镜下可见到在重污染区的蚯蚓胃肠道粘膜上皮细胞中的ｒＥＲ肿胀、高尔基体膨大，线粒体嵴消失，甚至空泡化或解体．另可见细胞核膜间隙肿胀、断裂、核质外溢，胞质自溶．蚯蚓以上病变的大小是随土壤重金属污染区的污染级别而定；各病理变化指标均能定性地反映土壤重金属污染状况．     

蚯蚓对镉胁迫的响应及其毒理机制研究进展

近年来,土壤重金属污染对生物生存和生态环境质量造成负面影响且危害严重,成为研究热点而被广泛关注。蚯蚓作为典型的大型土壤无脊椎动物,在陆地生态系统的物质循环、能量传递与信息交流的相关环节具有极其重要的生态功能。国内外关于镉(Cd)胁迫对蚯蚓的生理、生长、肠道微生物多样性、组织损伤等影响及蚯蚓的响应效应与适应研究较多,但对毒理机制与响应机理的综合系统归纳较少。从分子、细胞、组织、个体及种群等不同层次总结了土壤Cd胁迫对蚯蚓的毒害效应及机理,系统阐述了蚯蚓通过拒绝吸收、结合钝化、氧化应激及隔离4方面对Cd胁迫作出的响应,进一步总结了蚯蚓适应Cd胁迫土壤的环境行为,从污染危害、生物响应、环境行为3方面阐述蚯蚓与Cd胁迫的相互关系,为土壤重金属污染的生态毒理机理及生物响应机制、环境行为研究提供参考,为土壤环境质量的生态风险评价及后续污染修复提供理论支持,并进一步探索未来污染与生物相互关系研究的发展方向。     

呋喃丹、杀虫双对蚯蚓(Eisenia foetida)的单一和复合毒性

利用滤纸接触法对赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)进行染毒,研究20℃时呋喃丹和杀虫双对蚯蚓的单一及复合急性毒性。试验发现,蚯蚓在这2种农药作用下表现出不同的中毒症状和死亡情况,杀虫双对蚯蚓的毒性大于呋喃丹,48h时杀虫双和呋喃丹的半致死量分别为17.19和54.06μg·cm-2。无论是杀虫双(15.73μg·cm-2)与0～62.90μg·cm-2范围内呋喃丹复合,还是呋喃丹(94.35μg·cm-2)与0～25.16μg·cm-2范围内杀虫双复合,蚯蚓均表现呋喃丹中毒症状;与单一农药相比,复合农药对蚯蚓的致死毒性有高有低,但复合农药剂量变化对蚯蚓死亡率变化的影响小于相应剂量下单一农药对蚯蚓死亡率变化的影响。     

菲和镉复合污染对土壤微生物的生态毒理效应

以土壤酶活性和微生物数量作为生态毒理指标,通过模拟试验,比较分析多环芳烃菲和重金属镉单一与复合污染对土壤微生物的生态毒理效应.结果表明,菲和镉复合污染对土壤蔗糖酶、脲酶和脱氢酶均具有协同抑制作用;而对磷酸酶和微生物的数量具有拮抗抑制作用.菲和镉复合污染及菲单一污染对土壤微生物的活性抑制率从大到小依次为：放线菌＞真菌＞细菌;镉单一污染则为：真菌＞细菌＞放线菌.     

菲、芘、1,2,4-三氯苯对蚯蚓的急性毒性效应

测定了草甸棕壤条件下 ,菲、芘和 1,2 ,4-三氯苯单一与复合污染对蚯蚓的急性致死及亚致死效应。结果表明 ,3种化学品的浓度与蚯蚓死亡率显著相关 (α =0 .0 5 ,r菲 =0 .87,r芘 =0 .85 ,r三氯苯 =0 .95 ) ,与蚯蚓亚致死效应的相关性稍低 (α =0 .0 5 ,r菲 =0 .75 ,r芘 =0 .72 ,r三氯苯 =0 .85 )。蚯蚓个体对 3种有机物毒性的耐受程度差别较大。引起蚯蚓死亡的毒性阈值浓度菲和 1,2 ,4-三氯苯均为 2 0mg·kg-1,芘为 2 0 0 0mg·kg-1;引起蚯蚓体重增长率下降的亚急性毒性阈值浓度分别为菲 2 0mg·kg-1、1,2 ,4-三氯苯 3 0 0mg·kg-1、芘 10 0 0mg·kg-1;LC10 0 分别为菲 10 0mg·kg-1,1,2 ,4-三氯苯 3 5 0mg·kg-1。由于芘的低水溶性和低毒性 ,无法计算LC10 0 。实验还表明 ,复合污染主要表现为协同和拮抗作用     

毒理基因组学研究进展

毒理基因组学是利用最新的基因组学技术来进行毒理学研究的新兴学科。它能够快速全面地检测出化合物和生物体相互作用后的全基因组表达的变化,再通过生物信息学的方法对化合物的毒性进行定性分析。它可以为传统毒理学检测筛选更多的生物学标志物,解释有毒物质的致毒机理,降低风险评价的不确定性。但是,毒理基因组学还存在许多问题：如实验设计不统一,分析理论不完善,检测费用太昂贵等。其中最主要的理论问题在于,虽然人们早已认识到毒理基因组学最大的优势是可对毒性进行较全面的分类和预测,但是已有的研究仍然集中在生物标志物的筛选和致毒机理的解释上,而没有充分利用全基因组变化的信息,因为理论上除了实验误差引入的基因表达变化以外的变化都是化合物和生物体相互作用的结果。要解决这些问题,新发现的microRNA毒理基因组和动态基因表达图谱的研究可能是一个潜在方向。总体来说,目前毒理基因组学只能作为风险评价的参考,但是它最终将为风险评价提供有力的理论依据和准确预测,提高风险评价的可靠性。     

微塑料与农药污染的联合毒性作用研究进展

近海环境中的微塑料污染问题已成为全球性的环境问题,引起了世界范围内的广泛关注。微塑料不仅能够对生物造成物理损伤,而且塑料中的添加剂如邻苯二甲酸酯、双酚A、多溴二苯醚等也会随着塑料的风化而浸出进入环境,对生物产生毒害,同时,微塑料还能吸附海洋环境中的其他污染物,从而对生物产生联合毒性作用。本文综述了微塑料与持久性有机污染物的联合作用,结果表明聚苯乙烯微塑料能够吸附海水中的持久性有机污染物如多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药滴滴涕,从而可能导致这些污染物在海洋生物组织中富集,对人类健康存在直接或间接危害。最后本文在总结前人研究的基础上,对未来微塑料与农药污染联合毒性作用的研究方向做了简要分析和展望。     

人工纳米材料对斑马鱼生态毒理效应研究进展

随着纳米技术的快速发展,人工纳米材料在光电、生物医药、化妆品等诸多领域得到了广泛应用。人工纳米材料在生产、使用和废弃处理等过程中,不可避免地通过水体、土壤、大气等进入环境,其对环境产生的生态效应逐渐引起国内外的广泛关注。斑马鱼(Danio rerio)作为一种重要的脊椎模式生物,在环境毒理学研究中应用广泛,可以作为检测人工纳米材料生态毒理效应的一种重要工具。本文介绍了人工纳米材料对水生态环境的影响及斑马鱼在生态毒理学研究中的优势,总结了其对斑马鱼的毒性效应,主要包括急性毒性和对个体发育的影响、对组织细胞及基因表达的影响,分析了人工纳米材料对斑马鱼的毒性机制,以期为人工纳米材料毒理学研究提供基础信息。     

蚯蚓的开发利用研究进展

蚯蚓与人类的关系十分密切,其用途广泛,除作为传统的中药外,还可提取"蚓激酶"、"氨基酸",作为轻工业的原料,生产美肤剂化妆品,亦可作为现代畜牧业、渔业的优良饲料和饵料以及人类的美味佳肴.除此之外,人们还利用蚯蚓来改良土壤,培肥地力,有的还用它处理城市垃圾、治理环境污染等.     

全氟辛酸(PFOA)对蚯蚓的毒性作用

为考察全氟化合物的土壤生态毒性,以赤子爱胜蚓为模式生物,通过人工土壤染毒方法研究全氟辛酸(PFOA)对蚯蚓急性毒性、回避行为和SOD、CAT等抗氧化酶活性的影响。结果表明,PFOA对蚯蚓的急性毒性作用与染毒时间和染毒浓度相关,实验求得PFOA对蚯蚓毒性作用7和14d的LC50值分别为816.58和792.50mg·kg-1;蚯蚓在160mg·kg-1PFOA暴露浓度下表现出明显的回避反应。在10～120mg·kg-1PFOA长时间暴露下,蚯蚓体内SOD出现"低促高抑"的变化趋势,而GSH-Px则总体上被PFOA所抑制。     

氟喹诺酮类抗生素环境行为及其生态毒理研究进展

氟喹诺酮类抗生素(FQs)是治疗人和动物细菌性感染的高效广谱抗菌药,随着氟喹诺酮类抗生素在禽畜养殖业的广泛使用,由此引起的环境污染受到人们的关注。本文综述了氟喹诺酮类抗生素在水体、土壤/沉积物中的污染现状、吸附降解环境行为及其生态毒理研究进展。FQs抗生素的环境行为和风险应从环境多介质层面进行评估,同时应加强对生态毒性机理以及与其他环境污染物的联合毒性效应的研究。     

纳米材料对水生生物的生态毒理效应研究进展

随着纳米材料的大量生产和应用,其将不可避免地释放到水环境中．近年来,纳米材料对水生生物的生态毒理效应已经引起了科学家的广泛关注．纳米材料在水环境中的分散液／悬浮液是与环境最为相关的形态;纳米材料在水环境中的分散与团聚、生物累积直接决定了其生态毒理学效应．本文概述了纳米材料在水环境中的环境行为,归纳了纳米材料在水生生物中...     

22种常用除草剂对蚯蚓(Eisenia fetida)的急性毒性

为评价农药对土壤动物的影响,采用滤纸法和人工土壤法测定了22种常用除草剂对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性.滤纸法染毒48 h,特丁净、丙草胺、精异丙甲草胺、乙草胺和莎稗磷对蚯蚓为中等毒性,其LC50值为10.32(8310～12.23)～34.69(29.16～43.99) μg·cm-2;其次为...     

地质封存CO_2泄漏对蚯蚓的毒性效应

二氧化碳捕集与封存技术(CO_2 capture and storage, CCS)是当前国际上公认的CO_2减排的有效措施,但封存在地下的CO_2仍然因为各种不稳定因素存在泄漏风险,对土壤环境及土壤生态系统产生威胁。选择赤子爱胜蚓为研究对象,通过模拟高浓度CO_2对蚯蚓形态与生理变化的影响,探究CCS泄漏所产生的土壤高浓度CO_2对蚯蚓的毒性效应。研究表明,土壤高浓度CO_2使蚯蚓出现生殖环带肿大、尾部串珠以及断尾等外部形态变化,皮肤和刚毛受到损伤并且表皮发生褶皱等现象;随着CO_2浓度的增加以及暴露时间的延长,蚯蚓的死亡率不断增加,土壤高浓度CO_2对蚯蚓的7 d和14 d半致死浓度分别为26.39%和17.78%;蚯蚓体腔细胞溶酶体中性红保留时间(NRRT)减少。因此,蚯蚓有望作为监测CO_2泄漏的指示生物,NRRT可作为识别CO_2泄漏的敏感指标。     

镉、铜、铅复合污染对枇杷园土壤微生物的生态毒理效应(Ecotoxicological Effect of Cd-Cu-Pb Compound Pollution on Loquat Soil Microbe)

以土壤微生物生化过程与数量、土壤酶活性为指标,通过正交实验,在室内培养条件下探讨了Cd、Cu、Pb复合污染对土壤微生物的生态毒理效应.结果表明,1)Cd、Cu、Pb复合污染可显著降低土壤脲酶、蔗糖酶活性,对土壤过氧化氢酶和磷酸酶则表现出协同抑制或激活效应,不同重金属对土壤酶抑制效应顺序为Cd>Cu>Pb,土壤脲酶、蔗糖酶活性可作为指示土壤Cd、Cu、Pb复合污染程度的预警指标;2)不同微生物对Cd、Cu、Pb复合污染的敏感性为:细菌>放线菌>真菌,对微生物种群数量的影响强度为Cd>Cu>Pb;3)Cd、Cu、Pb复合污染对土壤微生物呼吸强度的影响较小,抑制率普遍较低,个别组出现激活作用.