蚯蚓生态毒理试验在土壤污染风险评价中的应用

蚯蚓是评价土壤环境质量的重要指示生物.近年来,蚯蚓生态毒理学取得了快速的发展,诞生了许多新的毒理测试技术和评价方法.概述了当前广泛采用的蚯蚓毒理试验方法,重点介绍毒性试验、种群动态调查、回避试验、生物富集试验、生物标志物试验的原理与特征,论述了各种试验方法在土壤污染环境监测和生态风险评价中的应用,并探讨了蚯蚓生态毒理学未来的发展与应用前景.      

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．     

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...     

水力负荷对蚯蚓生物滤池污水处理效果的影响

通过分析不同水力负荷下蚯蚓生物滤池进出水水质以及蚯蚓生存状况,研究水力负荷对蚯蚓生物滤池污水处理效果的影响.结果表明,水力负荷由2.0m3/(m2·d)增大到6.0m3/(m2·d)时,蚯蚓生物滤池出水各污染物浓度均缓慢增大,受水力负荷影响较小.当水力负荷增大到6.7m3/(m2·d)时,滤池出水COD、BOD5、SS、NH 4-N、TP浓度明显增大,出水TN浓度则呈下降趋势,蚯蚓出现严重不适现象.随着水力负荷增大,蚯蚓相对摄食能力呈先升高后降低趋势,水力负荷为4.8 m3/(m2·d)时,蚯蚓相对摄食能力最大,有机物去除效果良好.滤池内蚯蚓平均重量、平均密度,单位面积蚯蚓生物量和水力负荷均呈极显著负相关.推荐蚯蚓生物滤池运行水力负荷4.8m3/(m2·d),不宜超过6.7m3/(m2·d).     

蚯蚓复合床渗滤系统去除污水中污染物的性能

设计了6个不同的装置,以添加蚯蚓的1*、2*、3*蚯蚓复合床装置为试验组,未添加蚯蚓的4*、5*、6*装置为对照组进行了55d的运行试验,试验期间水力负荷由0.5m·d-1升至1 m·d-1.试验结果显示,即使装置下部填料装填组合方式不同,添加蚯蚓的复合床渗滤系统出水COD基本维持在50mg·L-1以下,COD去除效果较好且保持稳定,受进水水质和水力负荷的影响较小.添加蚯蚓对系统的氨氮去除具有明显优势.但由于反硝化效果不好,TN去除率并不高.添加蚯蚓的系统对TP的去除没有明显优势,但保持良好的运行环境,有助于持续稳固的除磷.     

高温堆肥与蚯蚓堆肥对城市污泥重金属形态的影响

采用高温堆肥和蚯蚓堆肥工艺,研究了城市污泥与锯末、粉煤灰或磷矿粉按不同比例混合堆肥前后重金属（Cu、Pb、Zn、Cd和As）交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态的变化。研究表明：高温堆肥和蚯蚓堆肥前后各试验污泥的重金属形态和含量呈现出不同的变化,都可以降低污泥中交换态Cu、Pb、Zn、Cd和As的含量;对于Cu和Pb,高温堆肥优于蚯蚓堆肥;对于Zn、Cd和As,蚯蚓堆肥优于高温堆肥。2种堆肥方式中,粉煤灰用量为10%的钝化效果优于20%,磷矿粉的钝化效果同粉煤灰一样。     

蚯蚓对菇渣中纤维素和木质素生物转化的研究

为了探索农业废弃香菇菇渣"减量化、无害化、资源化"循环化利用的有效途径.本实验按照不同碳氮比设置菇渣混合基质,接种蚯蚓(Eisenia foetida)对其进行生物转化.实验培养56 d,每14 d取样,分别测定了总氮、总有机碳、木质素和纤维素含量,脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和多酚氧化酶活性变化情况,以及菇渣生物转化前后的结构变化情况(扫描电子显微镜SEM)和生物转化产物浸提液的发芽率等指标.结果显示:在蚯蚓生物转化过程中,各处理组总氮、总有机碳和木质纤维素含量与处理前相比均有不同程度的降低,其中,碳氮比为25的处理组纤维素和木质素的降解率最高,分别为50.06%和77.01%;各个处理组中脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和多酚氧化酶活性呈不同程度的变化趋势,其中,碳氮比为25的处理组纤维素酶活性增加最多,增加了81.25%;扫描电镜结果显示,蚯蚓生物转化可以将菌渣碎片化;另外,蚯蚓堆肥产物浸提液可以提高黑麦草发芽率.综上,推测碳氮比为25的蚯蚓生物转化体系更有利于菇渣基质处理.     

蚯蚓生物滤池对小城镇污泥处理效果简

针对小城镇污泥的处理问题,提出了蚯蚓生物滤池解决方案,为此在实验中设置了无蚯蚓对照组,并对污泥的稳定性、污泥性状、蚯蚓与微生物的协同作用以及污泥含有的各种元素存在状态进行了研究,通过蚯蚓生物滤池处理后污泥有机质含量平均相对减少量为11.1%,溶解性化学需氧量（SCOD）增加,滤液中氨氮（NH₃-N）含量由20.6~23.9 mg/L降至1.9~4.6 mg/L、滤液中硝态氮（NO₃^--N）含量由0.2~9.5 mg/L升高到42.0~50.8 mg/L,因此,实验结果表明,蚯蚓生物滤池能显著提高污泥的稳定性,改善污泥脱水性能,有利于污泥后续处理。     

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。     

使用冷藏精液进行大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）人工授精

使用在4℃冷藏24 h和48 h的精液对5岁的雌性大熊猫妃妃进行了人工授精,以保持圈养大熊猫的遗传多样性. 供精者乐乐是一只患皮肤癌的雄性大熊猫,睾丸体积为(386.1±214) cm3,在2000-02-23～05-11期间,4次人工采精刺激电压5～8 V,射精电压5～8 V,每次采精量(3.2±1.2) mL,精子密度为(1 208.5±564.9)×106/mL-1,每次精子总量(3 908.3±2 546.6)×106,精液平均活力为84.8%±4.1%,活率为87.8%±5.2%,运动状态为2.9±0.25,畸形率为28.3%±11.1%,平均顶体正常率为96%±1%,pH值为7.9±0.3.乐乐的精液用TEST稀释后,在4℃冷藏24 h、48 h和72 h后,精子活力分别是65%,58%和47%,精子的活率分别为73%,73%和68%.用酶免法对雌兽妃妃尿液中雌激素的检测,发现妃妃的雌激素在发情前期开始增加,在发情前期的最后一天达到最大峰值,在发情期(4月3日～5日)迅速下降到正常值,进行人工授精的最佳时间是在雌兽尿液中的雌激素达到最大峰值后的48～72 h之间.妃妃在2000-08-10顺利地产下一仔,雌性,妊娠期127 d,初生幼仔179.3 g. 图1 表3 参19