蚯蚓对土壤中有机氯农药的生物富集作用研究

蚯蚓生态毒理试验在土壤污染风险评价中的应用颜增光1,何巧力1,2,李发生1*1.中国环境科学研究院土壤污染与控制研究室,北京 1000122.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨 150090摘要: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.关键词:蚯蚓;生态毒理学;生态风险评价;土壤污染中图分类号:X53;X17115 文献标识码:A 文章编号:1001-6929(2007)01-0134-09The Use of Earthworm Ecotoxicolo gical Test in Risk Assessmen t of Soil Con taminationYAN Zeng -guang 1,HE Qiao-li 1,2,LI Fa -sheng11.Depart ment of Soil Pollution Control,Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012,China2.School of Municipal and Environmental Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,ChinaA bstract :Earthworm is one of the most important biological indicators of soil qualit y.Earthworm ecotoxicology has made rapid progress in the past years,and a number of test methods and approaches have been developed.The authors provided an overview of establis hed or standardized earth worm tests,including toxicity test,survey of population dynamics,avoidance test,bioaccu mulation test and biomarker test,and gave a brief introduction to their application in monitoring and risk assessment of soil contamination.Moreover,the prospect and future development of earth worm ecotoxicology were discussed.Key words :earthworm;ecotoxicology;ecological risk assessment;soil contamination收稿日期:2006-11-08基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2004CB418501);国家社会公益性专项(2005DIB3J161)作者简介:颜增光(1972-),男,广西横县人,博士后.*责任作者土壤污染是一个世界性的环境问题.土壤的污染程度和污染效应需要通过环境调查和监测来进行评价,其中生态风险评价是评估和表征污染物生物效应的一种常见方法,用于试验的生物包括动物、植物和微生物,蚯蚓便是其中的标准化测试物种之一.蚯蚓属环节动物门寡毛纲(Oligochaeta),是土壤中生物量最大的无脊椎动物,其在地球物质循环和陆地生态系统食物链物质传递中担负着重要功能,是最易受到环境有毒有害物质伤害的土壤生物之一,因而也是开展土壤污染生态风险评价的重要指示生物[1].蚯蚓毒理试验已广泛应用于对土壤生态环境进行监测和评价,尤其在污染土壤环境风险分级、污染物土壤质量标准与基准的制定、特定污染场地环境风险评价、污染场地修复效果评价等方面有重要的应用价值.近年来,蚯蚓生物标志物作为对污染物低剂量暴露效应的早期检测方法也得到了快速的发展,蚯蚓溶酶体、胁迫蛋白、金属硫蛋白、靶标酶、代谢和解毒酶等已成为检测土壤污染的常规生物标志物,单细胞凝胶电泳(彗星电泳)和DNA 加合物分析也已被广泛用于检测土壤污染物潜在的致癌、致畸、致突变效应.为适应蚯蚓生态毒理研究的快速发展,国际上已于1991,1997和2001年分别在英国的谢菲第20卷 第1期环 境 科 学 研 究Research of Environmental SciencesVol.20,No.1,2007DOI ：10.13198/j.res.2007.01.136.yanzg.026尔德、荷兰的阿姆斯特丹和丹麦的奥尔胡斯召开了3次专题学术会议,讨论与交流蚯蚓生态毒理学的研究进展与发展.笔者主要概述蚯蚓生态毒理试验在土壤污染风险评价中的应用,从种群、个体、细胞、生化和分子等多层次、多水平上探讨蚯蚓毒理试验和生物标志物在土壤污染监测、土壤修复效果评价和土壤生态功能诊断上的应用前景和发展方向.1蚯蚓毒性试验在土壤污染监测与修复效果评价中的应用用于土壤生态毒理试验的蚯蚓主要来自后孔寡毛目的正蚓科(Lumbricidae),巨蚓科(Megascolecidae)和真蚓科(E udrilidae),常见的有赤子爱胜蚓(Eisenia fetida),安德爱胜蚓(Eisenia andrei),维尼斯爱胜蚓(Eisenia veneta),红正蚓(Lumbricus rubellus),陆正蚓(Lum bricus terrestris),背暗异唇蚓(Allolobophora caliginosa),Allolobophora chlorotica,Allolobophora tuberculata,Octolasium cyaneum,红丛林蚓(Dendrobaena rubidus),Eudrilus eugeniae,Perionyx ex cavatus,Pheretima posthuma,Octochaetus pattoni,长流蚓(Aporrectodea longa),背暗流蚓(Aporrectodea caliginosa)等10多种.这些蚯蚓是欧洲、北美、非洲、南亚次大陆和亚洲的广布种或本地种,其中最常用的是生活于腐殖质或富含有机质环境中的赤子爱胜蚓(E.fetida)和安德爱胜蚓(E.andrei).国际上已有多种用于开展蚯蚓毒性试验的标准化测试方法,如经济合作与发展组织(OE CD)修订和颁布的试验室测定化学物质对蚯蚓毒性的指导性文件[2)3],国际标准化组织(I SO)制定和颁布的一系列测定蚯蚓急性毒性、亚急性毒性、发育毒性、生殖毒性、回避行为试验、蚯蚓种群野外调查等标准化的试验方法[4)8].其他国家或地区也有自行制定的测试标准,如美国测试与材料学会(ASTM)的/试验室利用蚯蚓开展土壤毒性测试指南0[9],欧洲经济共同体(EE C)的/利用人工土壤测试蚯蚓的毒性0[10].目前,这些方法已被广泛应用于对有毒有害危险性物质的毒性监测和对污染土壤的生态风险评价.蚯蚓急性(致死)毒性和亚急性(亚致死)毒性试验是开发最早、技术最成熟的蚯蚓生态毒理试验.急性毒性试验以蚯蚓14d(或7d)的死亡率为测试终点,用引起蚯蚓半数死亡的致死中浓度(LC50)来表征污染物的毒性;亚急性毒性试验多以蚯蚓的体重(生物量)变化、繁殖量(产茧量)、茧孵化率和幼蚓存活率等作为测试终点,常用引起50%效应的有效中浓度(E C50)来表征污染物的毒性效应,也有用最低可见效应浓度(LOE C)或无可见效应浓度(NOE C)来表征污染物毒性的.这2种毒性试验因具有能够直接反映土壤的污染状况,所需测试设备相对简单,易于操作,耗费较低,有国际标准支撑,有质控程序控制系统的变异性,测试结果具有直接的生态相关性等优点,在土壤污染监测与毒性评价上得到了广泛应用,如对土壤中石油烃污染[11)12]、多环芳烃污染[13]、重金属的单一或复合污染[14)15]、农药污染[16]、爆炸物TNT污染等的监测[17].同时,蚯蚓急性和亚急性毒性试验也普遍用于对污染土壤修复效果进行评价,包括被重金属[18]、石油烃和多环芳烃[19]、农药[20]、爆炸物TNT等物质污染的土壤[21].此外,蚯蚓毒性试验还可用于对污染土壤的潜在生态风险进行归类和分级,也可为土壤质量基准与标准的制定提供基础毒理数据,如美国能源部橡树岭基地根据蚯蚓毒理数据构建了化合物的筛查基准[22],这为土壤污染化学监测与蚯蚓毒性评价的结合应用提供了有力的工具.2蚯蚓群落结构和种群密度对污染土壤生态功能的指示蚯蚓的种群密度调查和群落结构分析也可用于对污染土壤的生态功能进行动态指示,考察的终点包括群落的结构与组成、物种的多样性与丰度、种群的生物量、成P幼蚓比率等.目前已有多种用于蚯蚓野外调查的采样技术与方法,除传统的手拣法外,国际标准化组织还推荐了福尔马林、芥子毒气和电击提取等方法[6,8].利用蚯蚓种群调查评价土壤污染状况的应用实例还相对较少[23)26],用于污染土壤修复效果评价的也不多[27],原因可能是种群水平上的室内模拟试验(如微宇宙试验)或野外调查成本相对较高.由于土壤的异质性和蚯蚓固有的群集习性,使得野外调查或室内模拟试验均需要较大的样本量或重复数,并要求参加野外调查的人员有较高的动物分类学专业知识.目前,蚯蚓微宇宙试验还处于初步研究阶段,大多只局限于对化合物的毒性进行评价,还很少用于对野外污染土壤进行评价.然而,微宇宙试验提供的信息对于暴露评价可能更为真实,并且是可以测试间接毒性的少数几种测试技术之一.利用蚯蚓种群密度评价土壤污染的长期效应较为复杂,其结果受到多种生物和非生物因素的影响,波动性很大,不但个体的死亡可以引起种群密度的降低,蚯蚓达到生殖成熟所需要的时间、繁殖率、个135第1期颜增光等:蚯蚓生态毒理试验在土壤污染风险评价中的应用体的迁移率等都可以影响到特定场地中蚯蚓的种群密度大小[28].污染物对蚯蚓某一生理参数的影响也可能会通过其他参数的变化来发生补偿,如没有死亡的蚯蚓可能会通过增加后代的繁殖量(即增加种群的内禀增长率)来补偿和维持种群的密度.利用年龄结构模型预测蚯蚓的种群动态可能是一种较好的解决方法[29],但是这样的模型仍然需要通过野外调查来确认和优化参数方能奏效.在复杂的生态系统中,有时仅凭形态分类鉴定来描述污染物引起的蚯蚓种群多样性变化或丰度变异还是不够的,若能利用遗传多样性分析来表述种群结构的变化可能更为精确[30].由此可见,要在种群水平上实现对污染土壤的监测与评价,还需要探索和积累更多有关布点策略、采样技术、鉴定方法、监测周期等基本知识,在弄清蚯蚓的物种分布特征、生活史和生活习性、发生世代、繁殖规律、响应机理等的基础上,通过构建合理的评价模型,不断验证和优化评价参数,才能最终实现在种群水平上对特定污染场地进行准确的监测与评价.3蚯蚓回避试验及其在污染土壤生态功能评价中的应用国际标准化组织最近公布了利用蚯蚓回避试验检验土壤质量和化合物对蚯蚓行为效应的测试方法[7],该方法以蚯蚓48h的行为选择反应作为测试终点,评价土壤的栖息功能和蚯蚓对污染物的行为效应,推荐使用的参比化合物为硼酸(H3B O3),测试器具可根据试验需要选择二室或六室行为观测仪.事实上,自然界中的动物普遍利用化学信息来召唤同伴、寻求配偶、寻觅食物和寻找栖息地,同样地,动物也可通过化学信息感知不利的栖息环境或有毒有害物质,除非它们被高剂量毒物瞬时击倒或杀死,否则它们往往会对超出其忍受范围的不利条件和因素表现出回避反应.因此,从功能学的观点来看,动物的回避行为反应可以直接指示土壤质量功能的下降或已受到了限制,间接表明土壤可能已经受到污染或具有潜在的生态风险[31].已有研究证明,蚯蚓回避试验适用于检测土壤中的原油、矿物油、多环芳烃等石油类污染物,功夫菊酯、代森锰锌、本菌灵、多菌灵等农药,锰、锌、铜或其他重金属的混合物,以及TNT,KCl,NH4Cl,胺和乙二醇的混合物、冷凝剂等多种污染物[7],其敏感性高于急性毒性试验,也高于或至少等同于亚急性毒性试验中的生殖毒性试验[32)33],如蚯蚓回避试验对TNT污染土壤的响应质量浓度为29mg P kg[34],而急性毒性试验测定的LC50值为143mg P kg.蚯蚓回避试验已成功应用于对现实污染土壤的环境风险预测[24,35],其结果的稳定性优于跳虫的行为反应[36].此外,蚯蚓的其他行为反应,如爬行和移动、钻蛀和挖掘、取食和清除落叶等行为,也常用于对化合物的毒性和土壤污染进行评价,如在亚致死剂量(015和1mg P kg)吡虫啉(杀虫剂)污染的土壤中,2种蚯蚓Allolobophora icterica和Aporrectodea nocturna的钻蛀行为均有明显的变化[37].然而,由于蚯蚓爬行、钻蛀、取食等行为的复杂性,测试结果变异性大,评价参数(如钻蛀深度、钻蛀频率、钻蛀面积、摆动频率、所挖掘孔洞的形状和结构、取食次数和取食量等)也不易于进行统一定量和准确评价,因此在土壤污染评价中的使用还很有限,而回避行为试验由于成本低廉、易于观测与操作、试验周期短、反应灵敏度高、适于检测的污染物范围广、测试终点具有生态相关性等优点,加之有国际标准的支持,可以预见其在土壤生态功能评价中将是一种很有前途的测试工具[38],未来的工作倾向于筛选和鉴定出更多适于开展回避试验的蚯蚓种群和适于用该方法检测的污染物[39],以及对蚯蚓的化学感受特征和感受机理进行深入的研究.4蚯蚓对污染物的生物富集与污染土壤生态风险预测单纯依靠测定土壤中污染物的总浓度来评价土壤的环境质量并不科学[40].土壤、污染物和生物的相互作用是一个复杂的过程,污染物在土壤中的赋存形态,污染物与土壤的结合残留,生物体对污染物的暴露方式与途径,生物体自身的生理活动与代谢特点等,都可影响到污染物进入生物体的过程和在其中滞留的水平,这可以通过生物富集研究来测定和反映.生物富集(bioaccumulation)是指环境物质进入生物机体或组织,并引起累积、残留、富集等效应的过程.蚯蚓可从土壤中摄取多种有机和无机污染物,它是研究土壤污染物生物有效性的经典动物,其在评价不同形态的重金属生物可利用性上尤为多见[41)42].通过测定蚯蚓整体或特定组织中污染物的浓度,再与土壤中相应污染物的浓度进行比较,可以计算出污染物在蚯蚓体内的生物浓缩因子(BCF)或生物富集系数(BAF),从而确立污染物的生物有效性[43].利用浓缩因子或富集系数,可以对直接测定的土壤污染物浓度进行生物有效性换算和预测污染136环境科学研究第20卷土壤的潜在生态风险,或用于对污染土壤修复效果进行评价[44].目前,已有多种预测模型和仿生技术被开发用于生物富集研究[45)48],如半透性滤膜(SPMD),C18材料,固相微萃取(SPME)技术等,也有人提出利用/临界机体残留(CBR)0方法来评价土壤环境质量[49].美国测试与材料学会(ASTM)已公布了关于试验室开展蚯蚓生物富集试验的标准草案[50],经济合作与发展组织(OECD)也在制定类似的标准[51].除受污染物浓度的直接影响外,污染物的结构和性质[52]、土壤的性质(尤其是pH,有机质含量,阳离子交换力)、蚯蚓的种类和发育阶段[52)53]、生活习性[54)55]、栖居环境与暴露途径等[56],都对污染物的生物富集有很大的影响.尽管生物富集水平与土壤的污染状况有直接的关联,但由于存在物种间响应的差异和污染物提取技术上的多样化,加之生物的耐受能力、解毒能力、排泄速率等的差异,生物富集研究往往具有很大的变异性[57)58].此外,污染物在蚯蚓体内的浓度与其毒性并非总是直接相关,因此生物富集研究只有与毒性测定结合起来进行,才能更为有效地评价污染物的环境行为与生物效应[43],从而对污染土壤的生态风险做出准确的预测.5蚯蚓生物标志物用于土壤污染暴露的早期预警和风险评价近年来,生物标志物的研究得到了迅速的发展,并被强烈推荐用于对环境中污染物的暴露评价或生物效应的检测[59].然而,目前在生态毒理学领域对生物标志物的概念还颇有争议,还没有统一的或被普遍接受的定义,通常生物体在个体或者更为微观的水平上(如组织、细胞、分子)的生理、生化、分子或遗传反应都可视为生物标志物反应(biomarker response).生物标志物最大的优点是可以灵敏地检测到环境中低剂量的潜在污染物,并可通过多项反应指标提供有关环境毒性的综合信息.生物标志物可用作评价土壤污染的早期预警系统[60],部分生物标志物对特定化合物或化学基团还表现出特异的反应,如动物的乙酰胆碱酯酶受抑制往往意味着其对类胆碱功能的农药(如有机磷类、氨基甲酸酯类等)有暴露史,但有的生物标志物可能会对多种结构上并不相关的化合物都有响应,如生物体内广泛存在的多功能氧化酶(MFOs)对外源异生物质就具有普遍反应性.蚯蚓生物标志物是用于检测和评价土壤污染的常用手段之一,尤以溶酶体,金属硫蛋白,热休克蛋白,总免疫力,胆碱酯酶,多功能氧化酶,DNA 损伤等最为常用.蚯蚓体腔细胞溶酶体是应用最多、也是最成熟的蚯蚓生物标志物[61],可以通过判断溶酶体膜的稳定性(利用中性红染料保留时间来判断)来表征蚯蚓受到的污染胁迫.溶酶体是由高尔基体的囊泡发育而成的亚细胞结构(细胞器),内含多种水解和消化酶系,溶酶体可通过吞噬方式消化、溶解部分由于损伤而丧失功能的细胞器和其他细胞质颗粒或经细胞摄入的外源物质.蚯蚓体腔细胞内的溶酶体能很快地吸收、容留和积累中性红染料,当蚯蚓受到污染物的伤害时,其溶酶体膜会变得脆弱和容易发生泄漏,溶酶体摄取的中性红染料就会释放到细胞质中,将细胞染成红色,用溶酶体中性红保留时间(NRRT)即可反映污染物对蚯蚓的毒性效应[62].蚯蚓溶酶体膜稳定性试验已较多用于对重金属污染土壤的监测与评价中[14,23,63)65],对农药,石油烃,多环芳烃,TNT,奥克托金(H MX)等土壤污染物的评价也有报道[12,17,66)68].蚯蚓溶酶体对土壤污染的反应敏感性一般要高于毒性试验中的死亡率、体重变化、产茧量、茧孵化率、幼蚓生还率等测试终点,有时甚至高于免疫活力和酶活性检测[69],且可用于对污染场地进行原位监测[70)71],因而是一种应用潜力巨大的生物标志物[61],但其成本与效益的权衡,以及在预测个体健康状况上的相关性还有待于进一步探究.金属硫蛋白(metallothioneins)具有解毒和调节机体内微量元素平衡的双重功能,其可被多种金属所诱导,因而可作为检测金属污染的生物标志物,具有很强的特异性.蚯蚓金属硫蛋白的表达多采用免疫反应(抗原-抗体反应)进行检测,最近也有报道从基因转录等分子水平上检测金属硫蛋白的表达变化[72].目前,蚯蚓金属硫蛋白已成功应用于对镉、铜、锌等重金属暴露的评价[72)76],证明其适用于对土壤中重金属污染进行特异性诊断.与金属硫蛋白不同,热休克蛋白(heat shock protein,Hsp)可为多种污染物所诱导,其中也包括重金属.热休克蛋白最初是在果蝇的唾液腺中作为一种对热反应的应激蛋白被发现的,后来的研究证明其对多种胁迫因素都有反应[77],因而也是检测土壤污染的生物标志物,最多采用的是Hsp70和Hsp60.蚯蚓热休克蛋白已用于氯乙酰胺,五氯酚,重金属铜、铅、锌、镉、汞等土壤污染物的暴露评价中[75,78],但由于热休克蛋白的应答缺乏特异性,且易于受到各种环境因子的影响,其137第1期颜增光等:蚯蚓生态毒理试验在土壤污染风险评价中的应用在土壤污染诊断上的应用还有待于进一步优化和改进.蚯蚓体内存在多种可受污染物抑制或对污染物的诱导有响应的酶系,包括调控基础代谢与生理活动的功能酶系、对外源物质具有降解作用的解毒或水解酶系,以及其他具有防御功能的酶系如抗氧化酶、溶菌酶等.由于这些酶系在生化水平上能对污染暴露做出敏锐的响应,因而也是检测土壤污染的有益标志物.蚯蚓的乙酰胆碱酯酶(AchE)是有机磷、氨基甲酸酯类农药作用的靶标,污染物的存在可明显抑制蚯蚓乙酰胆碱酯酶的活性,这对于检测农药在土壤中的残留与污染十分有效[79,26],并且是少数几种具有较强特异性的生物标志物之一,不过也有报道重金属(铅和铀)可以抑制蚯蚓的乙酰胆碱脂酶[80],但多环芳烃中的苯并[a]芘似乎对其活性没有影响[81].细胞色素P450酶系是生物体内多功能氧化酶的重要组成部分,在底物的诱导下可快速、大量地表达,催化外源化合物发生氧化降解和解毒,作为生物标志物在环境监测与预报上有重要的意义.蚯蚓P450酶系可用于对土壤中的有机污染物如多环芳烃等进行监测[82],具有敏锐响应和早期预警等功能,缺点是反应没有特异性,蚯蚓的发育阶段和生理状况以及环境因子对酶的活性影响也很大,蛋白的提取纯化技术和测定方法也相对复杂和繁琐,影响酶活性测定的准确性.蚯蚓体内的其他代谢酶如磷酸酯酶,B-半乳糖酶,纤维素酶,NADH和NADPH还原酶等也曾作为生物标志物用于对土壤污染物的监测与评价[16,81,83].污染物的胁迫也会损害或破坏生物体内的代谢平衡,引起代谢产物的积累和活性氧等有害物质的过量产生,生物体对此可启动防御系统如抗氧化酶系等来抵御和清除这些物质,因此抗氧化酶活性的变化可以间接反映环境中污染物的存在,是预测预报污染物生态风险的敏感生物标志物.目前,蚯蚓体内的过氧化氢酶(C AT)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)等已被证实可对多环芳烃、杀虫剂、除草剂、重金属等做出响应[66,74,79,81],预示着蚯蚓抗氧化酶系作为生物标志物具有广阔的应用前景.在种类繁多的生物标志物中,最能真实反映污染物生态风险和真正实现早期预警功能的是表征污染物遗传毒性或突变效应的生物标志物,这在人体健康风险评价中已得到了证实[84].利用蚯蚓细胞研究污染物遗传毒性的常用技术包括单细胞凝胶电泳(彗星电泳)和DNA加合物分析[85)87],二者均可灵敏表征多环芳烃、农药、重金属等污染物潜在的遗传毒性和早期暴露效应[66,87)89].因此,蚯蚓细胞DNA 损伤是检测污染物致癌、致畸、致突变效应的理想生物标志物[89],其在土壤污染遗传毒性分析和环境风险预测中有重要的应用价值.此外,蚯蚓的再生能力、发育历期[12]、伤口愈合[90]、组织病理变化、基因转录变化[91]、游离糖和氨基酸的组成与含量变化等都可用作评价土壤污染的生物标志物[92].好的生物标志物应该满足以下标准:能够反映污染物的剂量效应关系和时间效应关系,测试系统中的干扰因素已得到识别并可实施控制,测试方法简便、经济、可操作性强,测试终点具有生态相关性,测试结果灵敏、稳定、具有化学特异性和物种差异性,且为公众所接受和得到管理阶层的信任[61].然而,目前已大量构建的生物标志物还没有国际通用的标准检验检测方法[51],多数测试结果也没有在生态系统水平上得到确认和验证[51,61],今后还需要不断加强生物标志物反应与个体、种群、群落水平上的效应之间的相关性研究[93],从而使生物标志物研究能够直接外推用于对污染土壤进行风险预警和评价.6结语事实证明,单纯依靠化学分析并不足以全面反映土壤的真实污染状况[93],作为对化学检测方法的一项互补技术,毒理试验具有独到的优点和特点,如直接产生污染土壤对生物的毒性信息,真实反映土壤污染物对生物体多介质、多途径暴露的现实情况,全面提供复合污染的整体毒性效应,灵敏检测低含量的剧毒污染物,持续跟踪污染物的代谢毒性等.目前,蚯蚓毒理试验在污染土壤生态风险评价中的作用倍受瞩目[94],其既可用于对污染物进行前瞻性的毒性预测,也可用于对历史污染场地进行追溯性的风险评价,试验方法和试验技术正在不断走向国际化和标准化,测试终点和评价指标也在种群、个体、细胞、组织、生化、分子、遗传等多层次、多水平上不断得到深化和发展,生物标志物的研究不断得到加强,日益丰富的蚯蚓毒理数据将为污染物定量构效关系(QSAR)的确立和土壤污染环境监测与管理做出新的贡献.我国利用蚯蚓作为毒性测试模型也做了许多探索性的工作,测定了杀虫剂、除草剂、重金属等许多常见土壤污染物的毒性[95)97],并于近年开始从生理138环境科学研究第20卷。

蚯蚓在土壤污染修复中的应用Earthworms in the restoration of soil pollution摘要介绍了蚯蚓修复污染土地的机理，包括（1）蚯蚓对污染物的耐性机制；（2）蚯蚓与土壤生物的协同作用；（3）蚯蚓对重金属的富集和对有机物的降解作用；（4）蚯蚓对重金属的生物有效性。

进一步说明了蚯蚓在指示土壤污染状况，辅助微生物和植物修复土壤污染，规模化处理城市垃圾场地和处理活性污泥方面有着广阔的应用前景。

关键词蚯蚓土壤污染协同作用生物修复生物有效性Abstract Introduced earthworms mechanism of remediation of contaminated soil, including (1) earthworms Tolerance Mechanism of pollutants; (2) of earthworms and soil organisms synergies; (3) of earthworms to heavy metals accumulation and organic matter degradation; (4) earthworm biological availability of heavy metals. Further illustrates the earthworms in the direction of soil pollution, assisted tiny organism and plant restoration of soil pollution, large-scale processing of municipal solid waste sites and the treatment of activated sludge has a broad application prospects.Key words earthworm soil contamination synergy biological availability1引言土壤是人类生态环境的重要组成部分, 是人类社会的生存基础[1],伴随着社会经济的快速发展，人类通过工农业的生产活动，日常生活向土壤排放大量的污染物，超过了土壤的自净能力，使土壤不堪重负，给土壤带来了巨大的灾难。

农药对土壤的影响、污染及防治措施娄凯〔郑州大学水利与环境学院河南郑州 450001〕摘要:阐述了我国农药生产及使用的现状,通过分析农药的根本情况、农药使用中存在的问题，农药对土壤环境污染的原因, 分析农药对土壤环境的危害，介绍土壤中农药的迁移转化规律,概括总结了解决土壤污染的防治措施。

关键词:农田土壤;污染; 防治措施1949 年—1980 年世界粮食单产由1 000 kg/ hm2 提高到2 499 kg/ hm2 ,平均增长39 kg/ hm2 。

其中科技对农业高速开展的奉献率为70 %以上。

作为奉献的核心是良种、化肥、农药和灌溉。

建国以来,我国的农药工业取得了很大的开展,并为我国农业的丰产、稳产作出了巨大的奉献,使我国的粮食总产量稳居世界首位。

尤其是近年来中国的农药出现了长足的进步。

目前我国的农药产量已列世界第二位。

有统计数字说明,我国通过对病虫草害的防治,每年可换回粮食损失150 亿公斤。

但同时农药的过量使用也造成了严重的土壤污染问题。

1、农药的根本情况农药, 是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成物或者来源于生物、其他天然物质的物质及其制剂。

迄今为止, 世界各国所注册的1500 多种农药中, 常用的有300多种, 按农药化学结构可分为有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、有机氮化合物、有机硫化合物、醚类、杂环类和有机金属化合物等; 按其主要用途可分为杀虫剂(如澳氰菊酷、甲胺磷)、杀蜗剂(如杀瞒特)、杀鼠剂(如磷化锌)、杀软体动物剂、杀菌剂(如波尔多液)、杀线虫剂、除草剂(如除草醚)、植物生长调节剂(如助壮素)等; 按农药来源可分为矿物源农药(无机化合物)、生物源农药(天然有机物、抗生素、微生物)及化学合成农药, 而生物源农药又可细分为动物源农药、植物源农药和微生物源农药3类。

我国是开展中的农业大国、人口大国, 也是农药生产和使用大国。

1948年的诺贝尔医学奖授予发明剧毒有机氯杀虫剂DDT(二氯二苯三氯乙烷)的瑞士化学家米勒。

虽然最初目的是用来杀虫，但杀虫的同时还杀灭其他生物，进入食物链，物质循环，对环境的破坏是极度可怕的，同时自然选择非但没有让杀虫剂消灭了害虫，反而让他们的耐受性越来越强，以至于不得不发明更具毒性的药物。

经过多年的研究发现DDT的杀虫剂可以积蓄在植物和动物组织里，甚至进入到和动物的生殖细胞里，破坏或者改变决定未来形态的遗传物质DNA。

作为美国象征的白头雕也曾因杀虫剂的毒杀而濒临灭绝。

直到1997年，瑞典卡罗林斯卡医学院的评委会才公开表示，为1948年的诺贝尔医学奖授予DDT的发明者而感到羞耻。

瑞士化学家保罗?米勒因发明杀虫剂DDT在1948年获得诺贝尔医学奖。

这种毒药曾在一段时间里作为对人体无害的超强效杀虫剂在市场上出售。

这种药曾于1944年在尼泊尔止住了斑疹伤寒的流行(当时有100万患者使用了这一药物)；但人们当时并不知道，DDT对鸟类、哺乳动物和人类都有危害。

虽然最初为这种杀虫剂颁奖的就是瑞典的这家医学院，但该国也像其他许多国家一样在70年代禁止了DDT的使用1948年颁发给米勒的诺贝尔奖是否“误奖”？回答并不一致。

怎样看待人类文明史上出现过的DDT？我想，DDT曾经使农业大增产，使一些传染病不再流行，使许多绝望病人得到拯救，这是不争的历史事实，DDT的发明者确实功不可没，那时颁发了诺贝尔奖是可以理解的。

至于是不是一定早在1948年就颁发诺贝尔奖，现在看来则是可以多加考虑的。

作为“事后诸葛亮”，与其谴责DDT获诺贝尔奖是“误奖”，不如引导人们从DDT的兴亡史中认真地总结人类认识的宝贵经验：人的认识与实践检验密不可分、相伴而行。

实践是检验真理的唯一标准，然而实践本身是历史的、相对的。

认识的片面性常常源于实践的局限性。

真理不可能从一次认识过程中获得，检验也不可能在一次实践过程中完成，认识必然要在新的实践中继续向前发展。