基于Triad法的土壤B[a]P叠加污染对蚯蚓综合毒性作用研究

以蚯蚓为模式生物研究有毒化学品的生态毒性是国际公认的经典方法，能客观反映污染土壤的整体环境质量特征。本项目选择环境分布广的苯并[a]芘为代表性污染物，采用叠加试验的方法模拟污染物在土壤中的积聚过程，考察土壤苯并[a]芘可提取性、生物有效性的动态变化规律及老化残留的化学效应；研究苯并[a]芘对蚯蚓体腔细胞溶酶体膜结构完整性、P450酶含量与活性及染色体畸变的毒理学效应；分析苯并[a]芘对蚯蚓种群结构、种群动态及种群生物量变化的生态学效应，阐明土壤苯并[a]芘叠加累积量、有效态含量及残留态含量与蚯蚓不同毒性指标之间的效应关系。通过数值归一化与权重运算，获得土壤苯并[a]芘叠加污染对蚯蚓的化学、毒理学和生态学效应权重系数，集合建立基于化学、毒理学和生态学毒性权重三合一的综合效应指数，揭示土壤苯并[a]叠加污染对蚯蚓的综合毒性作用，为土壤苯并[a]叠加污染与长期累积的生态风险评估提供理论依据。

苯并[a]芘(benzo[a]pyrene，B[a]P ) 是具有典型“三致”效应的持久性有机污染物，在土壤中逐步累积，对土壤生态与环境质量造成严重的潜在威胁。当前的多数研究以一次污染条件下土壤中B[a]P的提取总量来评价其污染程度及生态毒性，这与土壤B[a]P以较低剂量逐步累积的污染过程有一定差异，可能会高估B[a]P的生态毒性和环境风险。.本研究采用多次添加的方法模拟土壤B[a]P的污染过程，研究多次叠加污染条件下，土壤中B[a]P的化学溶剂提取量和Tenax TA提取有效含量的变化规律；分析不同污染方式下土壤B[a]P在蚯蚓体内的富集及其对蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽-S-转移酶、细胞溶酶体膜完整性及染色体畸变的变化规律；采用Triad方法，集合建立基于化学、毒理学、生态学三合一的综合毒性效应指数。主要研究结果如下：.(1)在叠加和一次污染方式下，土壤B[a]P可提取含量和有效含量随培养时间的延长呈现初始(1-28 d)下降速率较快，尔后(28-56 d)逐渐减缓的趋势。在叠加污染条件下，土壤B[a]P可提取量比一次污染条件下降低了34.50%-57.29%，土壤B[a]P有效含量则比一次污染低19.00%-43.80%。蚯蚓体内B[a]P的富集量与Tenax吸附提取的B[a]P含量呈极显著正相关，即土壤Tenax可提取的B[a]P组分，可用来表示其对蚯蚓的生物有效性。.(2)在叠加污染条件下，蚯蚓体腔细胞SOD和POD活性分别为一次污染酶活性的49.6%-82.7%和75.5%-109.6%，蚯蚓体腔细胞MDA含量在B[a]P一次污染条件下显著高于多次叠加污染(P＜0.05)。B[a]P多次累积污染条件下蚯蚓体腔细胞GST活力显著低于一次污染(P＜0.05)，仅为一次污染66.93%-96.99%。在叠加污染下，蚯蚓体腔细胞溶酶体膜完整性显著高于一次污染(P＜0.05)，蚯蚓体腔细胞微核率显著低于一次污染(P＜0.05)。.(3)通过Triad方法集成的土壤B[a]P污染对蚯蚓的化学、毒理学等毒性效应指数也表明，叠加污染条件下的综合毒性效应指数显著低于一次污染。本项目的研究成果可为土壤低剂量长期积累污染物的毒性效应评价提供理论依据和有效途径。