OECD测试准则蚯蚓繁殖试验
三唑磷和氯氟氰菊酯对蚯蚓的联合毒性效应
三唑磷和氯氟氰菊酯对蚯蚓的联合毒性效应苏连水;杨桂玲;吴声敢;皮天星;王强【摘要】近年来农药复配使用成为普遍现象,它对生态的危害是否有别于农药单独使用？采用OECD人工土壤法,通过急性毒性、回避行为及抗氧化酶(CAT、POD、SOD)活性3个生态响应水平,研究三唑磷和氯氟氰菊酯对蚯蚓的联合毒性效应。
结果表明：三唑磷对蚯蚓7 d和14 d的半数致死浓度(LC50)分别为331.1 mg•kg￣1和122.0 mg•kg￣1；氯氟氰菊酯对蚯蚓7 d LC50和14 d LC50分别为897.9 mg•kg￣1和656.7 mg•kg￣1。
2种农药按毒性比1：1复配,表现为协同作用。
三唑磷和氯氟氰菊酯对蚯蚓48 h的半数回避浓度(AC50)分别是41.6 mg•kg￣1和6.0 mg•kg￣1,两者亦表现为协同作用。
经2种农药单独处理,蚯蚓体内CAT活性呈现轻微上升后下降,而POD和SOD活性无明显变化；复配导致POD活力显著上升,而CAT和SOD活力则显著下降。
研究表明：三唑磷和氯氟氰菊酯复配呈现协同作用,增强彼此对蚯蚓的毒性作用,增大土壤生态危害风险；联合效应的产生与其阻断神经传导这一共同靶标有关。
%The usage of pesticide mixture has been a common method for agriculture which may have many differ￣ences with the single use of pesticide. The joint toxicity effect of tiazophos and cyhalothrin to earthworm were studied using OECD artificial soil method. Acute toxicity, adviodance behavior and antioxidant enzyme activities (CAT, POD, SOD ) were observed. The result indicated that 7 d￣LC50 and 14 d￣LC50 of tiazophos are 331.1 mg•kg￣1 and 122.0 mg•kg￣1 in acute toxicity test;7 d￣LC50 and 14 d￣LC50 of cyhalothrin are 897.9 mg•kg￣1 and 656.7 mg•kg￣1 . The mixture with the ratio of 1:1 of toxic unit showed synergistic effect. The medium concentration for a￣voidancebehavior (AC50 ) of tiazophos is 41.6 mg•kg￣1 and of cyhalothrin is 6.0 mg•kg￣1 in adviodance behavior experiment. The mixture showed synergistic effect. Enzyme activities test indicated that CAT activity rose after de￣creased when Eisenia foetida was exposed to two pesticide singly. The POD activity increased in the joint expo￣sure. The CAT and SOD activities decreased in the joint exposure. It is concluded that joint exposure can strengthen toxicity to E. foetida. Joint toxicity effect of tiazophos and cyhalothrin is related to blocking the nerve transduction.【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2016(011)003【总页数】8页(P294-301)【关键词】三唑磷;氯氟氰菊酯;次子爱胜蚓;急性毒性;联合毒性;抗氧化酶活性【作者】苏连水;杨桂玲;吴声敢;皮天星;王强【作者单位】南京农业大学植物保护学院农药系，南京210095; 浙江省农业科学院农产品质量标准研究所，杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所，杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所，杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所，杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所，杭州310021【正文语种】中文【中图分类】X171.5苏连水,杨桂玲,吴声敢,等.三唑磷和氯氟氰菊酯对蚯蚓的联合毒性效应[J].生态毒理学报，2016,11(3):294-301Su L S,Yang G L,Wu S G,et al.The single and joint toxicity of tiazophos and cyhalothrin to earthworm[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2016,11 (3):294-301(in Chinese)农药混合污染联合效应广泛存在，传统意义只关注单一毒性效应而忽视联合毒性效应的评价，低估了污染物危害风险和潜在威胁。
蚯蚓生态毒理试验在土壤污染风险评价中的应用_颜增光
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。
作为土壤污染生物标志物的蚯蚓体腔细胞提取方法比较
第29卷第3期2011年6月上海交通大学学报(农业科学版)JOURNAL OF SH ANGH AI JIAOTONG U NIVERSIT Y (AGRICU LTU RAL SCIENCE)Vol.29No.3 Jun.2011文章编号:1671 9964(2011)03 0001 DO I:10.3969/J.ISSN.1671 9964.2011.03.001收稿日期:2010 12 23基金项目:国家自然科学基金项目(21047001);上海市自然科学基金项目(09ZR1426700);上海市技术标准专项(10DZ0503900)作者简介:朱 江(1974 ),男,博士,高级工程师,研究方向:环境毒理学,E m ail:zhuj@s 作为土壤污染生物标志物的蚯蚓体腔细胞提取方法比较朱 江1,杨道丽2,李志刚3,王振旗1,毛俊亚1(1.上海市环境科学研究院,上海200233; 2.上海交通大学环境科学与工程学院,上海200240;3.山东丝绸纺织职业学院,山东淄博255300)摘 要:比较了纤维针法(FNE)、电压刺激法(EE)、超声波刺激法(U P)、纤维针与超声波刺激结合法(CM)四种蚯蚓体腔细胞提取方法。
结果表明:单位体重细胞数由大到小依次为CM >U P>EE>FNE,细胞的成活率由大到小依次为CM >FNE >EE>UP,其中CM 法提取的单位体重细胞数(106个)较多(4.638 0.138)且存活率(%)最高(97.258 0.161)。
CM 法所提取的体腔细胞能满足作为土壤污染风险评估生物标志物的要求,可以为在细胞水平、亚细胞水平和分子水平对污染土壤开展风险评估提供技术支持。
关键词:蚯蚓体腔细胞;纤维针与超声波刺激结合法;生物标志物;土壤污染中图分类号:X5 文献标识码:AComparison Studies on the Methodology of Extracting Coelom cytes in Earthworm Used as a Biomarker for the Evaluation of the Soil PollutionZH U J iang 1,YA N G D ao li 2,L I Zhi gang 3,WA N G Zhen qi 1,MA O J un y a1(1.Shanghai A cademy of Env ir onmental Sciences,Shang hai 200233,China;2.Scho ol o f Env ir onmental Science and Engineering ,Shanghai Jiao tong U niv ersity ,Shang hai 200240,China;3.Shando ng Silk T ex tile V ocatio nal College,Shandong Zibo 255300,China)Abstract:Four methods for extracting coelomcytes in earthworms (Eisenia f oetida )w ere developed including FNE (fiber needle ex traction),EE (electrical extraction),UP (ultrasound protocol)and CM (combined method of fiber needle extraction w ith ultrasound protocol).The effect of different methods on the efficiency of the extraction was compared based on the total counts of coelomcytes and viability of coelomcytes.The results showed that the ratio of coelomocyte counts to body weight from different methods w as listed in the following order:CM >UP >EE >FNE.The viability of coelomcytes (%)was presented in the order of CM>FNE >EE>UP.Among these methods,CM exibited the peak value of coelomocytes counts/body weight(4.638 0.138)as well as the viability of coelomcytes (%)(97.258 0.161),indicating satisfactory efficiency of the ex traction method.Thus,this extraction method could be used as a practical tool in the ex periments at cellular,sub cellular and molecular levels,and coelomcytes could be considered as a valuable and sensitive biomarker to evaluate the adverse effects of pollutant in soil environment.Key words:earthw orm co elo mcy tes;combined method of fiber needle ex traction w ith vltrasound protoco l (CM);biomarker;soil po llution上海交通大学学报(农业科学版)第29卷蚯蚓的外部屏障结构和内部免疫机制共同构成了蚯蚓的免疫防御体系,而蚯蚓的内部免疫机制主要包括细胞免疫和体液免疫。
观察蚯蚓再生实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景蚯蚓，作为土壤中重要的分解者，对生态系统的平衡起着至关重要的作用。
蚯蚓的再生能力是它们适应环境、繁衍生息的重要机制之一。
本研究旨在通过观察蚯蚓的再生现象，探讨蚯蚓再生能力的特点及其影响因素。
二、实验目的1. 观察蚯蚓的再生现象，了解蚯蚓再生能力的范围和特点。
2. 分析不同剪切部位、不同体节数对蚯蚓再生能力的影响。
3. 探讨影响蚯蚓再生能力的因素。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：新鲜蚯蚓（品种：大平2号）、剪刀、培养皿、土壤、湿度计、温度计等。
2. 实验仪器：显微镜、电子天平、量筒、秒表等。
四、实验方法1. 蚯蚓剪切：将新鲜蚯蚓用剪刀按照有头无尾、无头无尾、无头有尾三种不同的体节段进行剪切。
2. 培养条件：将剪切后的蚯蚓分别放入培养皿中，放入适量土壤，保持土壤湿度在60%左右，温度控制在23～24℃。
3. 观察记录：每天观察蚯蚓的再生情况，记录再生时间、再生长度、存活率等数据。
4. 数据分析：对实验数据进行统计分析，探讨不同剪切部位、不同体节数对蚯蚓再生能力的影响。
五、实验结果与分析1. 蚯蚓再生现象：观察发现，蚯蚓具有再生能力，剪切部位不同，再生能力存在差异。
头部再生能力最差，中间体段次之，尾部再生能力最强。
2. 不同剪切部位对蚯蚓再生能力的影响：从实验结果可以看出，蚯蚓头部再生能力最差，中间体段次之，尾部再生能力最强。
这可能是因为蚯蚓的再生能力与其组织结构、细胞分裂和生长速度等因素有关。
3. 不同体节数对蚯蚓再生能力的影响：观察发现，随着剪切后蚯蚓体节数的增加，蚯蚓的再生能力逐渐增强。
这可能是因为蚯蚓的再生能力与其体内营养物质、能量代谢等因素有关。
4. 影响蚯蚓再生能力的因素：影响蚯蚓再生能力的因素主要有以下几方面：（1）剪切部位：蚯蚓不同部位的再生能力存在差异，这与蚯蚓的组织结构、细胞分裂和生长速度等因素有关。
（2）体节数：随着体节数的增加，蚯蚓的再生能力逐渐增强，这与蚯蚓的体内营养物质、能量代谢等因素有关。
降解塑料的定义、分类、标识和降解性能要求-最新国标
降解塑料的定义、分类、标识和降解性能要求1 范围本标准规定了降解塑料的术语和定义、分类和标识、降解性能要求、试验方法。
本标准适用于以下各类降解材料：——天然和/或合成聚合物、共聚物或它们的混合物；——含有如增塑剂、颜料或其他化合物等添加剂的塑料材料；——水溶性聚合物；——各类降解塑料材料加工而成的制品。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 15337 原子吸收光谱分析法通则GB/T 19276.1-2003 水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定——采用测定密闭呼吸计中需氧量的方法GB/T 19276.2-2003 水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定——采用测定释放的二氧化碳的方法GB/T 19277.1 受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定释放的二氧化碳的方法第1部分：通用方法GB/T 19277.2 受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定释放的二氧化碳的方法第2部分: 用重量分析法测定实验室条件下二氧化碳的释放量GB/T 19811 在定义堆肥化条件下中试规模试验中塑料材料崩解程度的测定GB/T 22047 土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法GB/T 32106 塑料在水性培养液中最终厌氧生物分解能力的测定通过测量生物气体产物的方法GB/T 38737 塑料受控污泥消化系统中材料最终厌氧生物分解率测定采用测量释放生物气体的方法GB/T 33797 塑料在高固体份堆肥条件下最终厌氧生物分解能力的测定采用分析测定释放生物气体的方法ISO 10253:2006 Water quality — Marine algal growth inhibition test with Skeletonema costatum and Phaeodactylum tricornutumISO 11348-3:2007 Water quality —Determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischeri (Luminescent bacteria test) — Part 3: Method using freeze-dried bacteriaISO 14669:1999 Water quality —Determination of acute lethal toxicity to marine copepods (Copepoda, Crustacea)ISO 16712:2005 Water quality — Determination of acute toxicity of marine or estuarine sediment to amphipodsISO 18830:2016 Plastics —Determination of aerobic biodegradation of non-floating plastic materials in a seawater/sandy sediment interface — Method by measuring the oxygen demand in closed respirometerISO 19679:2016 Plastics —Determination of aerobic biodegradation of non-floating plastic materials in a seawater/sediment interface — Method by analysis of evolved carbon dioxide ISO 22404:2019 Plastics — Determination of the aerobic biodegradation of non-floating materials exposed to marine sediment — Method by analysis of evolved carbon dioxide EN 13432:2000 Packaging - Requirements for packaging recoverable through composting and biodegradation - Test scheme and evaluation criteria for the final acceptance of packaging OECD 208 Seedling Emergence and Seedling Growth Test3 术语和定义本标准采用下列定义。
生物实验蚯蚓再生的试验报告
生物实验蚯蚓再生的试验报告编者按：查字典大学网为大家收集并发布了生物实验:蚯蚓再生的试验报告 ,供大家参考 ,希望对大家有所帮助!生物实验:蚯蚓再生的试验报告以下是关于蚯蚓再生的试验报告将蚯蚓按不同部位切断,得到有头无尾,无头无尾,无头有尾三种不同的体节段,在室温有土条件下培养,观察其再生现象.结果发现蚯蚓从头到尾都有再生能力,但不同体段,不同体节长度的蚯蚓再生能力不同.其中尾部的再生能力最强,再生速度最快,中间体段次之,头部的最差.还观察到按不同体节数剪切对蚯蚓的存活率有很大的影响,所剩体节数与存活率成正比关系.:"太平二号"蚯蚓;再生;存活率再生(regeneration)是生物个体或器官对非自然丧失部位的修补和复原,被认为是生物适应环境的最重要机制之一.人们很早就发现折断损伤后的蚯蚓具有再生恢复的能力.2019年,中国科学院动物研究所三位专家(齐莉萍,戈峰,周晓东)在?应用与环境生物学报?上发表?蚯蚓再生能力的研究?,并指出蚯蚓的再生能力与切割部位有关以及存活率与体节数正相关等观点,丰富了人们对蚯蚓再生能力的认识.近年来,随着细胞生物学,分子生物学和神经生物学的兴起和开展,为深入研究蚯蚓的再生机制提供了根底."大平2号"蚯蚓在以牛粪为饲料,温度23℃～24℃,相对温度为60%的条件下饲养,卵期为14～18天;幼蚓期为40～45天,从具有繁殖节到产卵为5～7天."大平2号"的繁殖能力非常强,适合于做长期的实验;切割后,一般不会出现坏死和死亡现象,为实验提供了保证.本实验通过对蚯蚓不同体节的切割和对不同体节数切割对存活率的影响,初步探讨了蚯蚓再生的机制和对环境的适应性.1材料与方法1.1 材料来源 "太平二号"于深圳市华强北鱼饵店购置,在直径9cm培养皿培养,以苹果皮为饲料.1.2 培养与观察解剖镜下"太平二号"的形态学观察:总体节数为85—110节,生殖环为三节,位于体节的前端,生殖环后约2/3体节数.按照不同要求切割蚯蚓后,放入直径9厘米的培养皿,在暗处培养,每天补充少量水分,隔日喂养苹果皮,并每天上下午各观察一次,记录蚯蚓的死亡数.观察蚯蚓的再生情况,并对再生现象明显的拍下照片.1.3 研究方法1.3.1 二段分组 (1)取5条蚯蚓,分别平分头尾2段;(2)取5条蚯蚓,分别在距离尾端四分之一体长的地方切成头尾2段;(3)取5条蚯蚓,以环带为界限,而后分切成头尾2段,使含头的那一段为无环带;(4)取5条蚯蚓,以环带为界限,而后分切成头尾2段,使含头的那一段为有环带(5) 取5条蚯蚓,分别平分头尾2段,不切断;(6) 把上面(1)-(4)所切成的蚯蚓片段,分别编号,放培养皿中饲养.1.3.2 三段分组 (1) 取5条蚯蚓,把其等分长三段;(2) 取5条蚯蚓,以环带为界限,将环带和头部作为一节,以距离尾端四分之一体长作为一节,中间为一节;(3) 取5条蚯蚓,以环带为界限,使含头的那一段为无环带,以距离尾端四分之一体长作为一节,中间包括环带的为一节;(4) 取5条蚯蚓,把其等分长三段,不切断;(5) 把上面(1)-(4)所切成的蚯蚓片段,分别编号,放培养皿中饲养.1.3.3 四段分组取5条蚯蚓,把其等分成四段,分别编号,放培养皿中饲养.1.3.4 五段分组取5条蚯蚓,把其等分成五段,分别编号,放培养皿中饲养.1.3.5 空白对照组取5条蚯蚓,编号,放培养皿中饲养.1.3.6 混和培养组取5条完好蚯蚓和5条二等分的蚯蚓,编号,放培养皿中饲养.2. 结果2.1 不同体节不同程度的再生情况结果说明不同切法所得的蚯蚓的不同体节都有不同程度的再生现象,其中尾部的再生能力最强,再生速度最快,中间体段次之,头部的最差.图1-1 1-2的再生情况; 图1-2,图1-4 1-3的再生情况; 图1-3 1-4的再生情况;图1-5 1-5的愈合情况; 图1-6 刚切割的蚯蚓对照图2.2不同体节的存活率对蚯蚓不同体节的13种切割的存活率分析(图2)说明,1-3,1-5的存活率最高,第4组的存活率最低,大体趋势为切割的段数越多,存活率就越低.但明显有一组例外(1-2),可能是外界环境如湿度造成的.由此可以得出结论:体节越多的存活率越高,有头无尾的比有无头有尾的再生能力强,无头无尾的存活率最低,再生能力也最弱.图2 不同切法的存活率图示2.3体节数和存活率的关系通过对蚯蚓存活率与其体节数的分析(图3),发现蚯蚓的存活率与其体节树正相关,即体节数越多,蚯蚓的存活率越高.图3 体节数和存活率的关系3讨论3.1实验的整体进展情况蚯蚓从切割开始,每天给少量水分补给,隔天喂食苹果皮,生活生长情况良好,从第7天开始出现再生,先是在伤口出现形成一个颜色浅淡的环节,然后环节变粗颜色边暗,与此同时,伤口愈合初长出嫩黄色的小牙,如图1和图四.以后小牙变长变粗,漫漫形成了原来剪切掉的部位.实验进行了二十天,到达了令人满意的效果.以前有很多师兄师姐做过类似的实验,但都失败了.当我们确定题名的时候,老师们严肃的告诉我们,这个实验不好做,以前很多人做都失败了.当时我们听了也疑心,但我们不放弃,诚恳请教了老师和师兄师姐,最后我们一致认为造成蚯蚓大量死亡而实验失败的可能原因是蚯蚓的培养过程.以前多是在无土培养条件实验的,很可能蚯蚓因不适应这种新环境而死亡.鉴于此,我们做有土培养,并定时补充水分,尽量保持蚯蚓原来的生态环境,果然,蚯蚓存活率大大上升.我们由此意识到,做实验要胆大心细,敢于创新,迎难而上.3.2不同切割蚯蚓的再生能力不同切割对蚯蚓的影响如图2所示,从中可以看出,切的段数越少,蚯蚓的存活率相对越高.实验中还观察到,切断尾部的再生能力最强,切掉头部的再生不如切掉尾部的明显,而切掉两段的再生不强,多表现为愈合.对此,我提出了疑问,再生强的尾部是不是该处储存的营养物质丰富还是尾部的细胞的分化程度低机体又是如何意识到缺失的部位并组织再生的这些问题,在实验中没找到答案,我查阅了相关资料,其说法不一,希望今后对实验进一部完善,最终揭开蚯蚓再生的神秘机制.3.3剪切后体节数和存活率的关系由图3可以看出,剪切后的蚯蚓的存活率随体节数增加呈上升趋势,即体节越短,死亡率越高,这可能和蚯蚓体节长其抗逆能力强及所储存的营养物质多有关,但剪切后蚯蚓体段是否有头或有尾与蚯蚓的存活率无关.。
208-陆生植物生长试验
和观察与未处理的对照进行比较。
3.
根据可能的暴露途径，供试品混入土壤（或可能的人工土壤基质）或喷洒
在土壤表面，尽可能正确代表化学品潜在的暴露途径。土壤混合时先进行大量散土
的混合，然后再装入盆中，将所选植物种类种子种入土壤中。表面施药时，先将土
壤装入盆中，将种子种好，然后再喷药。试验体（对照和处理土壤及种子）放在适
所选品种应种质均一，来源可靠，且供种方具有标准化生产能力，能够持续供 种。所供种子的萌芽，和幼苗生长一致可靠。
植物应适于在实验室进行试验，在实验室内及之间能够得出可靠和可再现的结 果。
所用种的敏感性应与暴露于供试品环境中发现的植物反应一致。
所选种已用于以往的一些毒性试验，它们在如除草剂生物测定、重金属筛选、
或生长测量来评价试验系统的性能，可以作为实验室内部质量控制测量。
试验方法的描述
自然土-人工物质
8.
可以用含 1.5%以上有机碳（大约 3%有机质）的砂壤土、壤质砂土或砂质粘
壤土装入花盆，种入植物。含 1.5%以上有机碳的商业盆栽土或合成混合土均可用。
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208
合植物生长的环境中。
4.
本试验可根据研究目的测定剂量-反应曲线，或单剂量/比率作为限度试验。
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如果单剂量/比率试验超出一定的毒性水平（例如观察到的效应高于 X%），要进行 范围筛选试验测定毒性高和低限，再进行多剂量试验产生剂量-反应曲线。适当的统 计分析方法分析获得最敏感参数的作用浓度 Ecx 或有效施用率 Er（x 如 EC25，ER25， EC50，ER50）。同样无作用浓度（NOEC）和最低作用浓度（LOEC）也能计算出来。
实验3 污染物对土壤动物的毒性试验
[计算]
根据实验结果计算SDBS对蚯蚓的LC50 [讨论] 蚯蚓对土壤环境污染有何指示作用？蚯蚓毒性试验与小白鼠毒性试 验有何异同？
实验3
污染物对土壤动物的毒性试验
目的和意义
了解污染物对土壤生态的指示生物蚯蚓的毒性，理解蚯蚓对土壤环 境的污染指示作用，掌握蚯蚓毒性试验的常用方法。
实验动物与实验原理
蚯蚓实验室毒性试验常见的有：
1. 滤纸接触试验(Con tact f ilter paper test) (O ECD2gu idelin触法。 1)清肠：取一烧杯，在底部铺上一层滤纸，加少量水，以刚浸没滤纸为宜。 挑选具有环带的健壮蚯蚓，放在滤纸上，用塑料薄膜封口，并用解剖针扎孔 ，将烧杯放入温度为20º C±1º C，湿度约75％的人工气候箱中，清肠一天。 2) 配药：在直径15cm的培养皿底铺衬滤纸，以刚好遮住皿底为宜。按预备 实验确定的剂量将受试物溶于纯化水，配成系列浓度，取适量溶液倒入培养 皿中，以刚好湿润浸没滤纸为宜。 3)放入蚯蚓：将清肠后的蚯蚓冲洗干净，并用滤纸吸干蚯蚓体表的水分，放 入培养皿中。每一处理放入蚯蚓10条。用塑料薄膜封口，并用解剖针扎孔。 4)培养：将培养皿放入人工气候箱中培养，箱中为标准实验条件：温度为 20º C±1º C，湿度为75％±7％，光照为1333LX（间歇光照，即12h光照， 12h黑暗）。 5）观察：24h，48h各计数一次，记录死亡数及中毒症状，蚓体对针刺无反 应判为死亡，48h后结束试验。每一浓度设置4个重复，总共设置一个不含药 物的对照。
2. 人工土壤试验 (O ECD guideline No. 207)。这是在人工土壤中进行的 试验。这种人工土壤由10% 的苔藓 泥炭细土(PH= 6) , 20% 的高岭粘土( 高岭土大于50% ) , 69% 的工业石英 砂(含50% 以上0. 05～ 0. 2 mm 的细 小颗粒) 和1% 的CaCO 3 (化学纯) 组 成。使用的蚓种仍为E isen ia f oetid aöE isen ia and rei, 试验时间为14 天。利用这种复杂的人工土壤进行试 验的主要目的是尽可能模拟一个蚯蚓 生活的真实环境, 从而使试验结果尽 可能真实地反映污染物在自然界中的 实际影响。
蚯蚓的再生能力——实验报告
课题：“蚯蚓的再生能力”的实验报告关键词：验证、蚯蚓、再生能力、有限。
摘要：人们都说蚯蚓再生能力很强，但是，是否把一条蚯蚓截成几段后，每一段都可以长成一条新的个体呢？为此，我带着这个问题经过三十多天的相关实验，得出的结论是：一、蚯蚓的确有再生功能；二、再生时间要经历二十五天以上；三、除了带头部的那段有再生功能外，其他段均无再生功能；四、头部那段必须留环带才有再生功能，头部那段留得越长再生功能就越强。
作者：应再银，男，土家族，1962年6月生，住贵州省，德江县，青龙镇，东环路100号。
中师文化，1986年8月参加工作，一直任教于偏远落后的山村小学。
二十多年来，工作勤勤恳恳，忠于职守。
工作单位：贵州省、德江县、钱家乡、钱家中心完小参考文献资料：《百度百科》的《动物物种》之《蚯蚓》；《现代汉语词典》商务印书馆出版，1982年版，第929页“蚯蚓”项；《农村适用手册》上海文化出版社1981年12月出版，第236页之“养蚯蚓”项；《趣味生物学》贵州人民出版社1987年出版的《动物篇》之“奇趣的动物再生能力”。
蚯蚓的再生能力是有限的一、实验的背景：人们都说蚯蚓的再生能力很强，我有些怀疑。
几个六年级的学生和我聊天时，无意中也聊到了蚯蚓的“再生”问题。
我当时说不出一二三，显得很尴尬。
是不是把一条蚯蚓截成两段、三段、四段......每一段都能长成一个新个体呢？我查了许多相关资料，都没有得到相关问题的满意答案。
于是，我不得不经过三十多天，做了这个相关的实验进行验证。
二、实验的目的：通过实验观察，认识蚯蚓的再生能力，探索科学知识。
三、实验器材准备：十三个塑料瓶、一个喷水瓶、温度计、湿度计、粗纸、六条大小相当的蚯蚓、小刀、小尺片。
四、实验资料准备：通过上网查找和翻阅《百度百科》、《农村适用手册》、《趣味生物学》知道了蚯蚓的许多知识，蚯蚓，俗称地龙，是一种常见的陆生环节动物，生活在10-30厘米的土壤里，昼伏夜出，以腐败有机物、植物的茎叶为食。
蚯蚓对土壤污染的指示作用及其强化修复的潜力_高岩
*国家杰出青年科学基金(40125005)和国家重点基础规划研究发展项目(2002CB410810)资助 通讯作者:ymluo@issas.ac.c n作者简介:高 岩(1978~),硕士研究生,主要从事污染生态毒理、风险评价及生物修复研究收稿日期:2004-02-30;收到修改稿日期:2004-06-12蚯蚓对土壤污染的指示作用及其强化修复的潜力*高 岩1,2骆永明1(1中国科学院南京土壤研究所土壤与环境生物修复研究中心,南京 210008)(2中国科学院研究生院,北京 100039)摘 要 从三个方面综述了蚯蚓对土壤污染的指示作用:(1)通过调查污染区土壤中蚯蚓种群的数量和结构反映土壤污染情况;(2)利用蚯蚓进行生态毒理风险评价,指示污染物对土壤生态系统可能造成的危害;(3)利用蚯蚓监测土壤污染。
并阐述了蚯蚓对重金属的主要耐性机制:(1)脂质过氧化保护酶系统缓解氧化胁迫;(2)分隔、固定作用;(3)螯合解毒作用;(4)溶酶体和细胞质粒抑制重金属活性。
同时,分析了蚯蚓强化污染土壤修复的潜力,认为蚯蚓可以通过改善土壤理化性质、增强微生物活性、改变污染物的活性等强化污染土壤的生物修复过程。
关键词 蚯蚓;生物标志;风险评价;监测;生物修复中图分类号 S154 文献标识码 A蚯蚓作为一种古老的生物在自然界已经存在6亿年之久了[1],是土壤中生物量最大的动物类群之一,在维持土壤生态系统功能中起着不可替代的作用。
然而,近年来,随着工农业生产的迅速发展及人类对各种化学品依赖程度的不断提高,许多有毒有害物质进入了土壤生态系统,给蚯蚓及其他土壤动物带来了毁灭性的灾难。
在污染土壤中,一些敏感的蚯蚓种群消失了,能够耐受污染物的种群保留下来,从而导致了蚯蚓在密度和群落结构上发生明显的变化。
这表明蚯蚓是土壤污染的敏感指示生物。
有关蚯蚓指示土壤污染的研究,主要从以下三个方面着手:(1)通过调查污染区土壤中蚯蚓种群的数量和结构反映土壤污染情况;(2)利用蚯蚓对污染物进行生态毒理风险评价;(3)利用蚯蚓的分子、生物化学和生理反应(生物标志物)监测土壤污染。
聚苯乙烯微塑料和重金属镉对蚯蚓的联合毒性效应
生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第17卷第2期2022年4月V ol.17,No.2Apr.2022㊀㊀基金项目:国家自然科学基金资助项目(41773115,41571468);江苏省科技支撑项目(BE2016736)㊀㊀第一作者:廖苑辰(1996 ),女,硕士研究生,研究方向为环境毒理学,E -mail:***************㊀㊀*通讯作者(Corresponding author ),E -mail:*************.cnDOI:10.7524/AJE.1673-5897.20210506002廖苑辰,王倩,蒋小峰,等.聚苯乙烯微塑料和重金属镉对蚯蚓的联合毒性效应[J].生态毒理学报,2022,17(2):216-226Liao Y C,Wang Q,Jiang X F,et bined toxic effects of polystyrene microplastics and cadmium on earthworms [J].Asian Journal of Ecotoxicolo -gy,2022,17(2):216-226(in Chinese)聚苯乙烯微塑料和重金属镉对蚯蚓的联合毒性效应廖苑辰1,王倩1,蒋小峰1,李梅1,2,*1.南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京2100232.南京大学环境学院,环境科学与工程国家级实验教学示范中心,南京210023收稿日期:2021-05-06㊀㊀录用日期:2021-07-27摘要:微塑料污染已成为全球性环境问题,具有与环境中污染物相互作用的潜力㊂陆地环境中微塑料与重金属的复合污染日益受到关注,但二者对土壤生物的复合毒性效应研究仍较为缺乏㊂为探究微塑料和重金属对土壤生物蚯蚓的毒性效应,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida )为受试生物,通过滤纸接触法(48h)试验,探讨聚苯乙烯微塑料(PS -MPs)存在下重金属镉(Cd)对蚯蚓的致死作用㊂随后采用人工土壤法(14d)试验,研究PS -MPs 与Cd 复合污染土壤对蚯蚓生长和生理生化指标的影响㊂滤纸接触法结果表明,与0.008μg ㊃cm -2和0.160μg ㊃cm -2PS -MPs 复合作用时,Cd 对赤子爱胜蚓的48h 半数致死剂量(48h -LD 50)由13.55μg ㊃cm -2分别增至14.44μg ㊃cm -2和16.26μg ㊃cm -2,即PS -MPs 在一定程度上缓解了Cd 对蚯蚓的急性致死效应㊂人工土壤法结果显示,Cd 和PS -MPs 复合污染对蚯蚓生长具有一定抑制作用;过氧化氢酶活性降低,丙二醛含量上升,表明二者复合作用对蚯蚓产生氧化胁迫;纤维素酶活性升高,碱性磷酸酶活性受抑,说明复合污染影响蚯蚓物质代谢能力;采用彗星试验检验蚯蚓体腔细胞DNA 损伤,彗尾长度㊁彗尾DNA 含量和Olive 尾矩3项指标均显著上升,提示Cd 和PS -MPs 在环境中的共暴露具有潜在遗传毒性㊂该结果可为聚苯乙烯微塑料与重金属复合污染的生态毒理效应研究提供基础数据和科学依据㊂关键词:聚苯乙烯微塑料;镉;赤子爱胜蚓;急性毒性;彗星试验文章编号:1673-5897(2022)2-216-11㊀㊀中图分类号:X171.5㊀㊀文献标识码:ACombined Toxic Effects of Polystyrene Microplastics and Cadmium on EarthwormsLiao Yuanchen 1,Wang Qian 1,Jiang Xiaofeng 1,Li Mei 1,2,*1.State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse,School of the Environment,Nanjing University,Nanjing 210023,China2.State Experimental Teaching Demonstration Centre for Environmental Science and Engineering,School of the Environment,Nanjing University,Nanjing 210023,ChinaReceived 6May 2021㊀㊀accepted 27July 2021Abstract :As microplastics have the potentials to interact with pollutants in the environment,there has been a growing concern on the combined pollution of microplastics and heavy metals in the terrestrial environment.How -ever,the studies of these combined effects on soil organisms are relatively rare.In order to investigate the adverse effects of microplastics and heavy metal,the filter paper test (48h)was used to evaluate the lethal effect of heavy第2期廖苑辰等:聚苯乙烯微塑料和重金属镉对蚯蚓的联合毒性效应217㊀metal cadmium(Cd)on earthworm(Eisenia fetida)with the presence and absence of polystyrene microplastics(PS-MPs).Furthermore,the artificial soil test(14d)was applied to estimate the combined effects of PS-MPs and Cd on E.fetida from the perspectives of growth and physiological indicators.The results of filter paper test showed thatthe48h-LD50of Cd to E.fetida was13.55μg㊃cm-2.However,when0.008μg㊃cm-2and0.160μg㊃cm-2PS-MPswere added,the48h-LD50value increased to14.44μg㊃cm-2and16.26μg㊃cm-2,respectively,indicating that the presence of PS-MPs alleviated the acute lethal effect of Cd on E.fetida.Artificial soil experiment results showed that the co-exposure of Cd and PS-MPs inhibited the catalase activity and the growth of E.fetida,however,the content of malondialdehyde was significantly enhanced,suggesting that the combined stress of Cd and PS-MPs caused oxidative damage.Besides,it was found that the cellulase activity increased and alkaline phosphatase activity decreased during artificial soil test process,implying that co-exposure of PS-MPs and Cd had an adverse effect on the metabolic capac-ity of earthworms.The comet assay was used to detect length of comet tail,comet tail DNA content and Olive tail moment of earthworm coelomocytes,and the three indicators were also increased significantly,suggesting that the co-exposure of Cd and PS-MPs had potential genotoxic effects on earthworm.Overall,these results provide general in-formation and scientific basis for the study of the ecotoxicological effects of PS-MPs and heavy metal. Keywords:microplastics;cadmium;Eisenia fetida;acute toxicity;comet assay㊀㊀塑料及其制品应用广泛,巨大消耗量及不当处置方式导致塑料废弃物在环境中的残留量不断增加[1]㊂大型塑料垃圾在自然条件下经物理㊁化学和生物作用,逐渐分解㊁破碎,形成更为微小的塑料碎片或颗粒,当其粒径<5mm时被定义为微塑料(mi-croplastics,MPs)[2-3]㊂迄今为止,有关微塑料的研究大多集中在海洋环境,对土壤微塑料污染的研究相对比较匮乏[4],而陆地环境与人类接触更为频繁,因此土壤环境中的微塑料污染应受到更多重视[5]㊂已有证据表明,土壤中也存在不同程度微塑料的检出㊂Zhang等[6]在我国东北地区农田中检测到微塑料的平均含量为0.27mg㊃kg-1,最高含量为8.5mg㊃kg-1; Fuller和Gautam[7]的调查显示,在澳大利亚悉尼工业区土壤中微塑料的平均丰度高达4191mg㊃kg-1㊂陆地环境被认为是塑料进入海洋的起源和运输通道[8],大多数微塑料可通过地膜覆盖㊁废水灌溉㊁污泥堆肥㊁道路径流及大气输入等途径进入土壤中[4,9],并保留数十年或更长时间,对土壤理化性质产生不利影响[10]㊂此外,微塑料具有比表面积大㊁疏水性强的特性,易吸附环境中的持久性有机污染物(POPs)和重金属等污染物并与之发生相互作用,因此其复合毒性效应日益受到关注[11]㊂目前,有关微塑料和重金属复合污染对生物体的毒性效应研究较少,且多集中于水生生物㊂例如,已有报道证实聚乙烯微塑料的存在可增强重金属对鲤鱼的毒性效应[12],同时暴露于聚苯乙烯微塑料和重金属也可诱导斑马鱼产生氧化应激[13],对七彩神仙鱼的先天免疫系统造成刺激[14]㊂然而,聚苯乙烯微塑料和重金属复合污染对土壤生物的毒性影响研究数据非常有限[15]㊂镉(Cd)是土壤环境中常见的毒性最强重金属污染物之一㊂据调查,我国沿海地区表层土壤中Cd 的平均含量为1.21mg㊃kg-1,太湖望虞河沉积物中Cd的最大检出量为131.53mg㊃kg-1[16]㊂在我国农田土壤环境的微塑料中,也检出了含量范围为0.058 ~0.99mg㊃kg-1的Cd,表明微塑料和Cd在自然环境中存在共暴露现象[17]㊂目前尚不清楚土壤中重金属对生物的毒性效应是否受微塑料的影响,土壤中微塑料和重金属复合污染的毒性效应及机制仍不明晰,亟需相关毒理学数据的补充㊂本文以模式生物赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,选取应用最广泛的塑料之一聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)和重金属Cd为受试材料,采用滤纸接触法,考察PS-MPs存在下Cd对蚯蚓的急性致死作用㊂进一步通过人工土壤法,模拟实际环境中两者复合污染土壤对蚯蚓生长㊁抗氧化系统㊁消化酶活性及DNA损伤的影响,从生长㊁生理和遗传毒性角度初步探讨PS-MPs和Cd对蚯蚓的复合毒性效应,以期为聚苯乙烯微塑料在土壤环境中的生态风险评估提供科学依据㊂1㊀材料与方法(Materials and methods)1.1㊀试验材料赤子爱胜蚓(E.fetida)购自江苏省句容市某蚯蚓养殖基地㊂试验前,将所购蚯蚓于清洁土壤中预培218㊀生态毒理学报第17卷养3~7d,挑选具有明显生殖环带㊁体质量500~ 600mg的健康成蚓进行试验㊂聚苯乙烯荧光微球(PS-MPs)购自中国天津市倍思乐色谱技术开发中心,将原液(10mg㊃mL-1)超声处理10min后,取10μL微塑料原液于10mL超纯水中,稀释1000倍,采用透射电子显微镜(TEM,Je-ol2100F,日本Jeol公司)和动态光散射激光粒度仪(DLS,Zetasizer Nano-S,英国Malvern公司)进行形貌表征㊂结果显示,试验所用PS-MPs呈球状,平均粒径为(5.04ʃ0.02)μm,溶液体系分散效果良好(图1)㊂图1㊀聚苯乙烯塑料微球(PS-MPs)形貌(a)及粒径强度分布(b)Fig.1㊀Transition electron microscopy(TEM)image(a)and dynamic lightscattering(DLS)result(b)of polystyrene microplastics(PS-MPs)㊀㊀无水氯化镉(CdCl2)(CAS No.10108-64-2),纯度ȡ99.0%,购自中国上海安谱试验科技股份有限公司㊂1.2㊀试验方法1.2.1㊀滤纸接触法参照OECD Guideline No.207标准滤纸接触法研究Cd单一及与PS-MPs复合暴露对蚯蚓的急性致死作用,以探讨PS-MPs的存在对Cd引起蚯蚓死亡率的影响㊂根据预试验结果,确定正式试验中Cd2+浓度为0㊁6.51㊁9.77㊁14.33㊁21.98和31.28μg㊃cm-2;PS-MPs暴露水平为0㊁8ˑ10-3㊁1.6ˑ10-1μg㊃cm-2㊂滤纸法试验采用平底玻璃管进行,取若干长8cm,直径3cm的平底玻璃管,管内壁平铺滤纸,滤纸大小刚好覆盖玻璃管内壁且不重叠㊂用移液器依次吸取0.5mL Cd溶液和0.5mL PS-MPs溶液至玻璃管中,放入37ħ烘箱烘干,使受试物在滤纸上均匀沉淀㊂对照组用1mL超纯水做相同处理㊂之后,用移液枪移取1mL超纯水于玻璃管中,确保内衬滤纸足够湿润,以便蚯蚓生存㊂每管放置1条蚯蚓,以避免同一管内蚯蚓的死亡对其他蚯蚓产生的可能影响,然后置于温度(20ʃ1)ħ,湿度80%的恒温恒湿箱中避光培养48h㊂同时设不含Cd㊁PS-MPs的蒸馏水处理为对照组,每个处理组设置10个重复㊂1.2.2㊀人工土壤法采用人工土壤标准暴露法(OECD Guideline No.207)研究PS-MPs和Cd复合污染土壤对蚯蚓的毒性效应㊂复合毒性试验的剂量参照先前已有研究[18-19],同时基于滤纸接触法试验的结果进行设定(表1)㊂将赤子爱胜蚓暴露于含Cd和PS-MPs的人工土壤中,Cd和PS-MPs各设置高和低2个染毒剂量组,其中,低剂量(Cd1mg㊃kg-1,PS-MPs0.5mg㊃kg-1)接近环境实测值,高剂量(Cd130mg㊃kg-1,PS-MPs10mg㊃kg-1)用以模拟高污染区域㊂人工土壤配制参照OECD207试验准则,并在此基础上加以改进㊂称取350g石英砂,50g牛粪和100g高岭土于培养缸中,混匀后加入175mL经蒸馏水稀释的不同含量受试物溶液,在实验室条件下稳定7d后,每缸放置10条经清洁人工土壤驯化24h的蚯蚓,于恒温恒湿箱中避光培养14d,培养条件同前,每7d向土壤表面均匀加入2g牛粪作为养料㊂同时设置不含Cd㊁PS-MPs的清洁人工土壤为对照组,每个处理组设置4个重复㊂1.3㊀毒理学指标测定1.3.1㊀死亡率分别于滤纸接触法暴露24h和48h后,记录每第2期廖苑辰等:聚苯乙烯微塑料和重金属镉对蚯蚓的联合毒性效应219㊀个处理组蚯蚓的死亡数量,并计算死亡率㊂若蚯蚓前尾部对轻微针扎无反应,则视为死亡㊂1.3.2㊀体质量变化率在人工土壤法第0天和第14天将蚯蚓从不同处理组培养缸中取出,清洗并用滤纸吸去表面水分后称量,按下式计算体质量变化率:体质量变化率=(Wt 꺴W)/W0ˑ100%式中:Wt 为第14天蚯蚓的平均体质量(mg),W为第0天蚯蚓的平均体质量(mg)㊂1.3.3㊀酶活性及可溶蛋白含量测定人工土壤法第14天将蚯蚓从土壤中取出,每组3条,于湿润滤纸上清肠24h㊂称取蚯蚓样品组织,按质量(g)ʒ体积(mL)=1ʒ4的比例加入4倍体积的生理盐水,冰水浴条件下制成匀浆,3000r㊃min-1离心10min后,取上清液,一部分直接用于测定丙二醛(MDA,A003-1-1)含量,另一部分分别稀释成0.5%㊁5%和10%(VʒV)的蚯蚓组织匀浆,各用于蛋白含量(A045-4-2)㊁过氧化氢酶(CAT,A007-1-1)和碱性磷酸酶(AKP,A059-2-2)活性的测定㊂另取蚯蚓样品组织若干,在冰水浴条件下将其以质量(g)与纤维素酶缓冲液(mL)为1ʒ9的比例制成匀浆,4000r㊃min-1离心10min,取上清液,稀释成10%(VʒV)蚯蚓组织匀浆,进行纤维素酶活性(A138-1-1)测定㊂试验用试剂盒及测定方法均由南京建成生物工程研究所提供㊂1.3.4㊀DNA损伤检测人工土壤法培养14d后,取出蚯蚓,每组3条,湿润滤纸清肠24h后,依据Eyambe等[20]的方法提取蚯蚓体腔细胞,彗星试验参考Singh等[21]方法㊂蚯蚓体腔细胞经制片-裂解-解旋-电泳-中和-染色后,将染色后的载玻片置于荧光显微镜(BX41,日本奥林巴斯公司)下,用明美显微数码测量分析系统软件观察蚯蚓体腔细胞荧光图像,并拍照储存㊂图像用CASP彗星分析软件逐一进行分析,选取彗星尾部DNA百分比(tail DNA%)㊁彗星尾长(tail length, TL)和Olive尾矩(Olive tail moment,OTM)作为DNA 损伤的指标,每张片子分析50个细胞㊂1.4㊀数据统计与分析采用Excel2013和SPSS20统计软件对实验数据进行Probit回归分析和相关性分析,计算半数致死剂量(lethal dose50%,LD50),彗星试验3项指标所得数据经SPSS20进行Mann-Whitney U(二样本)检验㊂利用方差分析(ANOV A)方法,在0.05㊁0.01和0.001的显著性水平下进行显著性分析㊂2㊀结果与讨论(Results and discussion)2.1㊀滤纸法测定Cd单一及与PS-MPs复合暴露对蚯蚓死亡率的影响不同浓度Cd及其与PS-MPs复合暴露条件下赤子爱胜蚓的死亡率如图2所示㊂无论PS-MPs存在与否,蚯蚓的死亡率均随着Cd浓度增加呈梯度上升趋势㊂当Cd浓度为31.28μg㊃cm-2时,Cd单一暴露及与0.008μg㊃cm-2PS-MPs复合暴露条件下,赤子爱胜蚓的48h死亡率均达100%㊂以Cd浓度对数作为横坐标,将蚯蚓死亡率进行概率变换作为纵坐标,通过线性拟合得到线性回归方程(表2)㊂Cd单一暴露时,蚯蚓24h和48h的LD50分别为22.09μg㊃cm-2和13.55μg㊃cm-2,即1380.7mg㊃L-1和843.75mg㊃L-1㊂其中,24h-LD50与Neuhauser等[22]㊁吴声敢等[23]的研究结果一致,但48h急性毒性结果较已有研究结果稍低,这可能是由于赤子爱胜蚓个体差异及处理剂量的不同造成的㊂当PS-MPs浓度为0.008μg㊃cm-2(即0.5mg㊃L-1)时,蚯蚓24h和48h的LD50分别为21.96μg㊃cm-2和14.44μg㊃cm-2;当PS-MPs浓度为0.160μg㊃cm-2(即10.0mg㊃L-1)时,蚯蚓的24h-LD50和48h-LD50分别为21.75μg㊃cm-2和16.43μg㊃cm-2㊂由实验结果可知,Cd单一及其与PS-MPs复合暴露对蚯蚓的24h-LD50无明显差异;48h作用下,Cd与0.160μg㊃cm-2PS-MPs复合暴露对蚯蚓的LD50最大,Cd单一暴露对蚯蚓的LD50最小㊂LD50数值越小,表示急性毒性效应越强㊂Davarpanah和Guil-hermino[24]研究发现,微塑料与铜的结合可以减轻重金属对微藻(Tetraselmis chuii)的毒性㊂有证据表明,表1㊀实验设计(人工土壤法)Table1㊀Design of experiment(artificial soil test)处理设置Treatment镉(Cd)含量/(mg㊃kg-1)Cadmium(Cd)concentration/(mg㊃kg-1)PS-MPs含量/(mg㊃kg-1)PS-MPs concentration/(mg㊃kg-1) CK00110.5211031300.5413010220㊀生态毒理学报第17卷图2㊀Cd及其与PS-MPs复合暴露24h(a)和48h(b)后赤子爱胜蚓的急性致死率(滤纸法)Fig.2㊀The motility of E.fetida treated with Cd and Cd+PS-MPs after24h(a)and48h(b)exposure time(filter paper method test)表2㊀Cd及其与PS-MPs复合暴露对赤子爱胜蚓的急性毒性效应回归分析Table2㊀The regression analysis of the acute toxic effects of Cd and Cd+PS-MPs on E.fetida暴露时间/h Exposure time/hPS-MPs浓度/(μg㊃cm-2)PS-MPs concentration/(μg㊃cm-2)线性回归方程Linear regressionequation半数致死剂量(LD50)(PS-MPs+Cd)/(μg㊃cm-2)Median lethal dose(LD50)(PS-MPs+Cd)/(μg㊃cm-2)95%置信限95%confidence limitr240Y=3.245x꺴4.36222.0916.58~38.340.860 0.008Y=5.640x꺴7.56721.9617.87~29.070.999 0.16Y=3.972x꺴5.31321.7516.96~32.170.804480Y=5.856x꺴6.62913.5512.88~26.290.994 0.008Y=5.428x꺴6.29314.4411.66~17.950.911 0.16Y=4.800x꺴5.81316.2613.00~20.700.983微塑料颗粒易于吸附包括Cd2+在内的金属阳离子[25],因此在本研究中,PS-MPs可能在溶液中吸附重金属,导致Cd在滤纸上的沉积量减少,降低了Cd 的生物利用度,从而减轻其对蚯蚓的毒害作用[26]㊂即PS-MPs的存在一定程度上降低了Cd对蚯蚓的滤纸法急性毒性㊂2.2㊀人工土壤法2.2.1㊀Cd与PS-MPs复合污染对蚯蚓体质量的影响Cd与PS-MPs复合污染对赤子爱胜蚓体质量的影响如图3所示㊂暴露14d后,各处理组蚯蚓体质量增长率与对照组相比均显著降低(P<0.05),为对照组的69.15%~74.93%,表明Cd与PS-MPs复合暴露对蚯蚓的生长速率具有一定抑制作用,与先前研究结果类似㊂有报道表明,土壤中的高含量Cd (250~500μg㊃g-1)可降低蚯蚓生长速率,导致体质量减轻[27]㊂Cao等[28]研究了赤子爱胜蚓对土壤聚苯乙烯微塑料暴露的适应性,结果表明,高含量(1%和2%)(m/m)PS-MPs暴露下蚯蚓生长受抑,死亡率增加㊂Zhou等[15]研究发现,聚丙烯微塑料(300~9000 mg㊃kg-1)与Cd(8mg㊃kg-1)复合暴露使赤子爱胜蚓的生长速率降低,且Cd的存在加剧了聚丙烯微塑料对蚯蚓生长的负面影响,其中,较高含量(>3000 mg㊃kg-1)聚丙烯微塑料对蚯蚓肠道造成的磨损和堵塞可能是蚯蚓体质量减轻的直接原因,这与我们的研究结果略有不同㊂在本试验中,不同处理组之间的体质量增长率无明显差异,结果的不同可能与土壤成分㊁微塑料种类以及暴露浓度有关,这也说明了土壤环境中微塑料和重金属相互作用的复杂性㊂第2期廖苑辰等:聚苯乙烯微塑料和重金属镉对蚯蚓的联合毒性效应221㊀2.2.2㊀Cd 与PS -MPs 复合污染对蚯蚓体内抗氧化系统的影响CAT 是抵御活性氧伤害的典型酶类,可以清除逆境过程中活性氧转化产生的H 2O 2,缓解其对细胞的毒害[29]㊂由图4(a)可知,不同处理组蚯蚓体内CAT 活性均显著低于对照组(P <0.05)㊂其中,CAT 活性在130mg ㊃kg -1Cd 与10mg ㊃kg -1PS -MPs 复合暴露时仅为对照组的29.39%㊂比较同含量Cd 与不同含量PS -MPs 组合的实验结果可知,相同暴露时间下,PS -MPs 含量高的处理组,CAT 活性较低㊂当PS -MPs 含量为10mg ㊃kg -1时,随Cd 含量升高,CAT 活性呈下降趋势,表明CAT 活性与Cd 含量以及PS -MPs 含量均呈一定剂量效应关系㊂Wen 等[14]的研究也有类似结果,Cd 与PS -MPs 联合暴露七彩神仙鱼(Symphysodon aequifasciatus )时,CAT 活性受MPs ㊁Cd 这2种压力源及其相互作用影响,且联合暴露组较对照组有所下降,CAT 活性受到抑制㊂较对照而言,处理组的CAT 活性值整体呈下降趋势,即活性受到抑制,说明在Cd 与PS -MPs 复合暴露条件下,机体受到氧化胁迫作用,自由基产生和消除之间的平衡被破坏,CAT 分解H 2O 2的速度低于其产生速度,使得CAT 消耗殆尽,酶活性降低,而CAT 活性的抑制将导致H 2O 2的累积,可能对蚯蚓造成过氧化损伤[30]㊂图3㊀Cd 和PS-MPs 复合污染对赤子爱胜蚓体质量变化的影响注:CK 表示对照,1表示1mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs ,2表示1mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs ,3表示130mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs ,4表示130mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs ;*表示与CK 相比有显著差异,P <0.05㊂Fig.3㊀Changes of growth rate of E.fetida treatedwith PS -MPs and CdNote:CK represents the control,1represents 1mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs,2represents 1mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs,3represents 130mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs,4represents 130mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs;*indicates a significant difference compared with CK,P <0.05.图4㊀Cd 和PS-MPs 复合污染对赤子爱胜蚓过氧化氢酶(CAT )活性(a )和丙二醛(MDA )含量(b )的影响注:CK 表示对照,1表示1mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs ,2表示1mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs ,3表示130mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs ,4表示130mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs ;与CK 相比有显著差异,*表示P <0.05,**表示P <0.01,***表示P <0.001㊂Fig.4㊀Changes of catalase (CAT)activity (a)and malondialdehyde (MDA)content (b)in E.fetida treated with PS -MPs and CdNote:CK represents the control,1represents 1mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs,2represents 1mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs,3represents 130mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs,4represents 130mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs;a significant difference compared with CK,*represents P <0.05,**represents P <0.01,***represents P <0.001.222㊀生态毒理学报第17卷㊀㊀当蚯蚓受到外界胁迫打破抗氧化防御系统与体内活性氧之间动态平衡时,过量的超氧阴离子(O -2㊃)会与细胞中重要大分子结合,造成脂质过氧化㊁DNA 损伤等㊂MDA 是自由基引发的脂质过氧化产物,可指示蚯蚓受到的氧化损伤,含量越高,表明损伤越大[31]㊂在本研究中,Cd 与PS -MPs 复合暴露14d 后,各处理组MDA 含量均显著高于对照组(P <0.01)(图4(b)),分别为对照组的2.21倍㊁2.46倍㊁4.74倍和1.89倍,说明蚯蚓受到氧化损伤㊂Panzarino 等[32]研究了Cd 单一胁迫下蚯蚓(Eisenia andrei )各生物标志物的响应,发现100μg ㊃g -1Cd 显著诱导蚯蚓体内MDA 含量的上升,抑制CAT 活性㊂也有研究证实,聚苯乙烯微塑料暴露可以诱导赤子爱胜蚓体内活性氧水平的升高和抗氧化酶活性的降低,对蚯蚓产生氧化损伤[33],与本研究结果一致㊂在本试验中,Cd 与PS -MPs 复合作用诱导蚯蚓脂质过氧化反应,产生了氧化损伤,对机体产生一定损害,表明在Cd 与PS -MPs 复合作用下,蚯蚓抗氧化系统受到一定程度的损伤㊂2.2.3㊀Cd 与PS -MPs 复合污染对蚯蚓体内消化酶活性的影响AKP 是一种普遍存在的膜结合金属酶,在细胞生长㊁细胞凋亡㊁细胞迁移和蛋白质磷酸化等生理过程中必不可少[34]㊂其活性也可以反映蚯蚓的代谢效率及消化能力[35]㊂由图5(a)可知,不同处理组的AKP 活性与体质量变化结果相类似,均较对照组低(图3),但二者变化趋势仍存在一定差异,其可能原因为生物量变化联系着化学胁迫㊁化学效应与能量变化等多种因素,是机体在个体水平的综合响应[36]㊂其中,130mg ㊃kg -1Cd 与0.5mg ㊃kg -1PS -MPs 复合暴露对蚯蚓体内AKP 活性呈显著抑制(P <0.01),酶活性仅为对照组的29.90%㊂这与Banaee 等[12]的研究结果一致,该研究在暴露于高浓度Cd 和MPs 的鲤鱼(Cyprinus carpio )中发现AKP 活性显著下降㊂AKP 活性的降低一方面可能与机体的Cd 吸收有关,AKP 活性中心含有金属离子锌(Zn),Cd 的存在能打乱其现有构象,从而特异性抑制AKP 活性[37];另一方面,微塑料的加入也能阻碍机体消化能力,降低物质代谢水平,导致AKP 活性降低[38]㊂纤维素酶是蚯蚓体内主要的消化酶,其活性变化可以指示蚯蚓生命活动状况,直接反映蚯蚓分解土壤有机质的能力[39]㊂纤维素酶活性测定结果显示,除1mg ㊃kg -1Cd 与0.5mg ㊃kg -1PS -MPs 复合暴露组外,其余各处理组纤维素酶活性均显著高于对照组(P <0.01)(图5(b)),说明土壤中Cd 与PS -MPs 复合暴露对蚯蚓体内纤维素酶活性起一定激活作用㊂由图4(b)可知,1mg ㊃kg -1Cd 与10mg ㊃kg -1PS -MPs 复合胁迫下,蚯蚓体内MDA 含量最高,说明此时蚯蚓体内污染物代谢产物积累值最大,因此纤维素酶活性升高,以清除体内产生的代谢产物㊂图5㊀Cd 和PS-MPs 复合暴露对赤子爱胜蚓碱性磷酸酶(AKP )活性(a )和纤维素酶活性(b )的影响注:CK 表示对照,1表示1mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs ,2表示1mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs ,3表示130mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs ,4表示130mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs ;与CK 相比有显著差异,*表示P <0.05,**表示P <0.01㊂Fig.5㊀Changes of alkaline phosphatase (AKP)(a)and cellulase activities (b)in E.fetida treated with PS -MPs and CdNote:CK represents the control,1represents 1mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs,2represents 1mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs,3represents 130mg ㊃kg -1Cd+0.5mg ㊃kg -1PS -MPs,4represents 130mg ㊃kg -1Cd+10mg ㊃kg -1PS -MPs;a significant difference compared with CK,*represents P <0.05,**represents P <0.01.第2期廖苑辰等:聚苯乙烯微塑料和重金属镉对蚯蚓的联合毒性效应223㊀㊀㊀张薇等[40]研究发现,不同含量(0.1~4mg㊃kg-1)恩诺沙星和200mg㊃kg-1铜复合污染14d显著抑制赤子爱胜蚓AKP活性,诱导纤维素酶活性上升;类似地,Shi等[35]研究了菲暴露14d对赤子爱胜蚓消化酶活性的影响,结果显示,蚯蚓的纤维素酶活性增加,而AKP活性受到抑制,与本研究结果相一致㊂诱导的纤维素酶活性表明蚯蚓在一定含量下对Cd 与PS-MPs复合暴露可能表现出兴奋效应,增强生理功能以抵抗氧化应激[41-42]㊂2.2.4㊀Cd与PS-MPs复合暴露对蚯蚓体腔细胞的DNA损伤彗星试验是一种能快速地在单细胞水平上检测DNA损伤的测试方法[43]㊂在本研究中,与对照组相比,Cd与PS-MPs不同含量处理组均能引起tail DNA%㊁TL和OTM这3项指标显著增加(图6),暗示蚯蚓体腔细胞DNA受损㊂根据彗星损伤程度等级分析DNA损伤情况,可知Cd与PS-MPs复合污染对蚯蚓DNA造成轻中度损伤,其中,1mg㊃kg-1 Cd与0.5mg㊃kg-1PS-MPs复合暴露组的受损程度最高(表3),说明二者复合暴露对蚯蚓具有潜在的遗传毒性效应㊂已有研究证实PS-MPs或Cd单独暴露可引起赤子爱胜蚓体腔细胞的DNA损伤[33,44],且随暴露浓度的增大,损伤加剧㊂DNA损伤可能与污染胁迫引起的氧化应激有关[45],有害环境的刺激诱导蚯蚓体内活性氧自由基的产生[32],DNA受自由基攻击易受到破坏,从而导致单链或双链断裂[46]㊂Wang等[30]的研究也表明,外界胁迫下过量活性氧(ROS)的生成,最终可导致赤子爱胜蚓膜脂过氧化和DNA损伤㊂推测在本试验中,Cd与PS-MPs复合暴露也可能通过氧化胁迫引起蚯蚓DNA一定程度的损伤㊂总的来说,本研究采用滤纸法试验,比较了Cd 单一及其与PS-MPs复合暴露下蚯蚓存活率的变化情况㊂再依据滤纸法结果,开展人工土壤法试验,初步证实了土壤环境中PS-MPs和Cd复合污染对蚯蚓的生长㊁生理代谢及DNA损伤的不利影响,这些不利影响可能通过食物链干扰土壤生态系统正常的生态功能,表现出的生态毒理效应需引起足够重视㊂但本研究仅初步探索了微塑料和重金属在土壤环境中共存时对土壤生物的毒性效应,其复合毒性效应具有复杂性,机制尚不明晰㊂未来还需结合环境浓度微塑料对土壤生物的单一毒性㊁微塑料及其复合污染物在土壤环境中的相互作用展开深入研究㊂图6㊀Cd和PS-MPs复合暴露对蚯蚓体腔细胞DNA损伤注:(a)彗尾长度,(b)Olive尾矩,(c)彗尾DNA含量;CK表示对照,1表示1mg㊃kg-1Cd+0.5mg㊃kg-1PS-MPs,2表示1mg㊃kg-1Cd+10mg㊃kg-1PS-MPs,3表示130mg㊃kg-1Cd+ 0.5mg㊃kg-1PS-MPs,4表示130mg㊃kg-1Cd+10mg㊃kg-1PS-MPs;与CK相比有显著差异,***表示P<0.001㊂Fig.6㊀Effects of co-exposure of PS-MPs and Cdon DNA damage in E.fetidaNote:(a)Tail length(TL),(b)Oliver tail moment(OTM),(c)Tail DNA%;CK represents the control,1represents1mg㊃kg-1Cd+0.5mg㊃kg-1PS-MPs,2represents1mg㊃kg-1Cd+10mg㊃kg-1PS-MPs,3represents130mg㊃kg-1Cd+0.5mg㊃kg-1PS-MPs, 4represents130mg㊃kg-1Cd+10mg㊃kg-1PS-MPs;a significant difference compared with CK,***represents P<0.001.224㊀生态毒理学报第17卷表3㊀PS-MPs和Cd对赤子爱胜蚓DNA损伤程度等级表Table3㊀The degree of DNA damage in E.fetida after exposed to PS-MPs and CdCd含量/(mg㊃kg-1) Cd concentration/(mg㊃kg-1)PS-MPs含量/(mg㊃kg-1)PS-MPs concentration/(mg㊃kg-1)彗尾DNA含量/%Tail DNA/%损伤程度Degree of damage00 2.66无损伤No damage10.522.24中度损伤Moderate injury11014.56轻度损伤Mild injury1300.57.07轻度损伤Mild injury1301017.62轻度损伤Mild injury注:彗尾DNA量占全部DNA量的百分比与损伤程度的关系为<5%,0级,无损伤;5%~20%,1级,轻度损伤;20%~40%,2级,中度损伤; 40%~95%,3级,高度损伤;>95%,4级,重度损伤㊂Note:The relationship between tail DNA%and the degree of damage is<5%,grade0,no damage;5%~20%,grade1,mild damage;20%~40%, grade2,moderate damage;40%~95%,grade3,high damage;>95%,grade4,severe damage.通讯作者简介:李梅(1971 ),女,博士,教授,主要研究方向为环境毒理学㊂参考文献(References):[1]㊀Barnes D K,Galgani F,Thompson R C,et 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Environment, 2020,708:135091[7]㊀Fuller S,Gautam A.A procedure for measuring micro-plastics using pressurized fluid extraction[J].Environ-mental Science&Technology,2016,50(11):5774-5780 [8]㊀Rillig M C,Ingraffia R,de Souza Machado A A.Micro-plastic incorporation into soil in agroecosystems[J].Fron-tiers in Plant Science,2017,8:1805[9]㊀Steinmetz Z,Wollmann C,Schaefer M,et al.Plasticmulching in agriculture.Trading short-term agronomicbenefits for long-term soil degradation?[J].The Scienceof the Total Environment,2016,550:690-705[10]㊀de Souza Machado A A,Lau C W,Kloas W,et al.Micro-plastics can change soil properties and affect plant per-formance[J].Environmental Science&Technology,2019, 53(10):6044-6052[11]㊀Bradney L,Wijesekara H,Palansooriya K N,et al.Partic-ulate plastics as a vector for toxic trace-element uptake byaquatic and terrestrial organisms and human health risk[J].Environment International,2019,131:104937 [12]㊀Banaee M,Soltanian S,Sureda A,et al.Evaluation of sin-gle and combined effects of cadmium and micro-plasticparticles on biochemical and immunological parameters ofcommon carp(Cyprinus carpio)[J].Chemosphere,2019, 236:124335[13]㊀Lu K,Qiao R X,An H,et al.Influence of microplasticson the accumulation and chronic toxic effects of cadmiumin zebrafish(Danio rerio)[J].Chemosphere,2018,202: 514-520[14]㊀Wen B,Jin S R,Chen Z Z,et al.Single and combinedeffects of microplastics and cadmium on the cadmium ac-cumulation,antioxidant defence and innate immunity ofthe discus fish(Symphysodon aequifasciatus)[J].Envi-ronmental Pollution,2018,243(Pt A):462-471[15]㊀Zhou Y F,Liu X N,Wang J.Ecotoxicological effects ofmicroplastics and cadmium on the earthworm Eisenia foe-tida[J].Journal of Hazardous Materials,2020,392: 122273[16]㊀Liu J J,Wang P F,Wang C,et al.Heavy metal pollutionstatus and ecological risks of sediments under the influ-ence of water transfers in Taihu Lake,China[J].Environ-。
10种常用农药对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)的急性毒性效应
10种常用农药对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)的急性毒性效应赵学平;王彦华;吴声敢;俞瑞鲜;吴长兴;陈丽萍;苍涛;王强【摘要】In order to assess the ecotoxicological risk of pesticides to the composition and structure of soil-living invertebrates population, the acute toxicity of ten commonly used pesticides to the earthworm, Eisenia foetida, was measured by using the standard test methods of contact filter paper test and artificial soil test as described in the OECD guidelines. When E. Foetida were exposed on the filter paper, the 48 h-LC50 values of four carbamates (isoprocarb, car-baryl, metolcarb and carbosulfan) and two organophosphorus (chlorpyrifos and pyridaphenthion) ranged from 3.50 (2.77-4.44) jig-cm-2 to 72.42 (59.58-88.05) μg-cm-2, which was lower than that of three insect growth regulators (buprofezin, tebufenozide and fufenozide) and pymetrozine (the LC50 values >629.1 μg·cm-2). When E. Foetida were exposed to the artificial soil, the 14 d-LC50 values of four carbamates ranged from 59.61 (55.13-64.44) mg·kg-1 to 134.1 (127.0-141.5) mg·k g-1, which was significantly lower than two organophosphorus and other pesticides (the LC50 values ranged from 193.0 (180.1-206.8) mg·kg-1 to 386.4 (359.7-414.2) mg'kg"'). The results demonstrated that different classes of pesticides varied widely in their toxicities, and the different pesticides within the same chemical class also had different toxicities to E. Foetida. In general, carbamates were more toxic to E, foetida than the other chemical classes. According to the guidelines ofenvironmental safety evaluation for chemical pesticides, all pesticides tested by using artificial soil test could be classified as low toxic grade to E. Foetida under laboratory conditions.%为了评价农药对土壤无脊椎动物种群的生态风险,采用OECD标准滤纸法和人工土壤法测定了10种常用农药对蚯蚓(Eisenia foetida)的急性毒性效应.采用滤纸法,48 h测定结果表明,4种氨基甲酸酯类(异丙威、甲萘威、速灭威和丁硫克百威)和2种有机磷类(毒死蜱和哒嗪硫磷)农药对蚯蚓的急性毒性(其LC50值为3.50(2.77 ～4.44) ～72.42(59.58 ～ 88.05) μg· cm-2)明显高于3种昆虫生长调节剂(噻嗪酮、虫酰肼和呋喃虫酰肼)和吡蚜酮对蚯蚓的急性毒性(其LC50值＞629.1 μg· cm-2).采用人工土壤法,14 d测定结果表明,上述4种氨基甲酸酯类农药对蚯蚓的急性毒性(其LC50值为59.61 (55.13～64.44) ～ 134.1 (127.0 ～141.5)mg·kg-1)明显高于上述2种有机磷类农药和其他农药对蚯蚓的急性毒性(其LC50值为l93.0(180.1～206.8) ～ 386.4(359.7～414.2)mg·kg-1).上述结果表明,不同类型的农药对蚯蚓的毒性存在较大差异,且同一类型的不同农药品种对蚯蚓的毒性也存在较大差异.总体来看,氨基甲酸酯类农药比其他类型的农药对蚯蚓具有更高的毒性.根据《化学农药环境安全评价试验准则》,本研究采用人工土壤法测定的所有农药对蚯蚓均为低毒级.【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2011(006)004【总页数】6页(P435-440)【关键词】有机磷类农药;氨基甲酸酯类农药;赤子爱胜蚓;急性毒性【作者】赵学平;王彦华;吴声敢;俞瑞鲜;吴长兴;陈丽萍;苍涛;王强【作者单位】浙江省农业科学院农产品质量标准研究所浙江省植物有害生物防控重点实验室,省部共建国家重点实验室培育基地农业部农药残留检测重点实验室,杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所浙江省植物有害生物防控重点实验室,省部共建国家重点实验室培育基地农业部农药残留检测重点实验室,杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所浙江省植物有害生物防控重点实验室,省部共建国家重点实验室培育基地农业部农药残留检测重点实验室,杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所浙江省植物有害生物防控重点实验室,省部共建国家重点实验室培育基地农业部农药残留检测重点实验室,杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所浙江省植物有害生物防控重点实验室,省部共建国家重点实验室培育基地农业部农药残留检测重点实验室,杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所浙江省植物有害生物防控重点实验室,省部共建国家重点实验室培育基地农业部农药残留检测重点实验室,杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所浙江省植物有害生物防控重点实验室,省部共建国家重点实验室培育基地农业部农药残留检测重点实验室,杭州310021;浙江省农业科学院农产品质量标准研究所浙江省植物有害生物防控重点实验室,省部共建国家重点实验室培育基地农业部农药残留检测重点实验室,杭州310021【正文语种】中文【中图分类】X171.5蚯蚓作为陆地生态系统中的一个重要组成部分，是土壤动物区系的代表种群，它的生命活动不仅能改善土壤结构有益于土壤的通气状况及排水、保水功能，而且可以通过分解转化土壤中的有机物来提高土壤肥力［1］。
消毒剂的国际检测标准及农福与酚的区别
消毒剂的国际检测标准
农福与合成酚、白色煤焦油的区别
作者：李玉欣 产品来源：杜邦动物保健 点击数：
125 更新时间：2005-11-9
上以测定LC
（在测试的48小时期间，造成半数蚯蚓死亡的消毒剂浓度）。
50
=365±23mg/kg。
根据欧盟的标准，农福可以结果：高沸点煤焦油酸消毒剂（农福）的测试结果为LC
50
说是“无毒性”。
4、生物降解性
在一所现代化的废水处理厂，高沸点煤焦油酸消毒剂（农福）能在两日内完全自废水中消失，而不会造成生态聚积。
在充分稀释状态时，BOD5日测试(1:100000稀释的农福)结果显示，农福具有生物降解性。
四、参考文献
(1). Preventol O Extra safety data sheet (Bayer April 18 1991)
(2). Preventol O Extra product information sheet (Bayer 1980)
(3). Disinfection, Sterilisation and Preservation 4th edition Seymour Block, (Lea & Fabiger)
(4). 5 day Biological Oxygen demand Test (Second edition 1988)
(5). BOD Report Anglian Water Laboratories (Dec 1986)
(6) OECD guidelines for testing of chemicals (Report of the OECD Expert Group on degradation。
OECD测试准则--蚯蚓繁殖试验
蚯蚓繁殖试验
（赤子爱胜蚓/安德爱胜蚓）
试验原理
使蚯蚓成虫接触一系列浓度的试验物质，这些试 验物质可以是混合到土壤里，若为杀虫剂时，也可以应 用到土壤或者土壤表面。应用方法视试验目的而定。选 择的浓度范围中要包括在八周的时间内可能会引起亚致 死和致死效应的浓度。在接触试验物质的4周后确定成 虫死亡率和对蚯蚓成虫生长的影响。然后从土壤中取出 成虫，再过四周后通过统计土壤中存在的子代数来评估 对蚯蚓繁殖的影响。处理组的繁殖输出应当和对照相比 较，以确定最大无影响浓度（NOEC，在毒性实验中某 物质对受试生物无不利影响的最大浓度）和/或ECx (例 如： EC10, EC50) 。ECx值 (例如： EC10, EC50)应当 在试验选择的浓度范围内，使得ECx的测定来自插补法 而不是外推法。
试验说明——设备
应使用玻璃或其它化学惰性材料制成的约一两 升容量的试验容器。该容器应具有约200cm²的横 截面面积，使得500-600g干燥基质添加进去后潮 湿基质在容器内能够达到5-6厘米的高度。容器盖 的设计应允许底物和大气之间有气体交换，并且透 光（例如通过一个穿孔的透明盖），同时还要防止 蚯蚓爬出。如果试验加入基质的量超过500〜600g， 那么容器中的蚯蚓数目也应该按比例增加。
可见的植物残株，磨细）； • 20％的高岭土（高岭石含量最好在30％以上）； • 0.3%至1.0％的碳酸钙（CaCO3，细粉状，分析
级）。 • 70％风干的石英砂（取决于CaCO3的需要量），
主要是含有超过50%的50-200μm之间颗粒的细 砂。
注： • 所成分需，的实Ca验CO前3应量当取通决过于测土量壤土基壤质次（级包样括本食确料定）下的
在通风的地方把土壤中的这些干燥成分进行充 分混合（例如用一个大型的实验室用混合机）。在 开始试验前，向人工土壤中加入足够的去离子水， 使其达到最大持水量的的40-60%。使得土壤基质 放在手里压紧时不会有水分流出，且没有积水。人 工土壤的最大持水量（WHC）的测定依照附件2或 ISO11274（15）中描述的程序。
OECD测试准则--蚯蚓繁殖试验
试验物质信息
• • • • 在水中的溶解度（water solubility） 辛醇 - 水分配系数（log Kow） 蒸气压（vapour pressure） 有效期和在环境中的特性（例如光解率和水解率， 和应用方式相关）
• 本准则适用于不论其水溶性如何的所有物质。但 该方法不适用于挥发性物质，此处定义为物质的 亨利常数或空气/水分配系数大于1。也不适用于 25 ℃下蒸汽压超过0.0133 Pa的物质。 • 本准则没有考虑试验物质在试验期间发生降解的 可能性。因此，不能认为在整个试验过程中所设 浓度始终是初始浓度。在这种情况下，建议在试 验开始和结束时都对物质进行化学分析。
蚯蚓的选择和准备
• 试验中所用蚯蚓为赤子爱胜蚓和安德爱胜蚓。应选择 具有环带的两个月至一年大小的成虫。同一个试验中 所用的蚯蚓要来自同一生长环境，并且大小、虫龄尽 量均匀一致（附件4）。虫龄差别最好不要超过四周。 • 选择好的蚯蚓在用于试验前要先在所用的人工土壤环 境中适应至少一天的时间，在此期间应使用和在试验 中一样的食物。 • 10条蚯蚓为一组，每一组单独称重。然后在试验开始 前随机分配到各个培养容器中。称重前蚯蚓要先用去 离子水清洗干净，然后放到滤纸上吸去多余水分。清 洗好后的每一条蚯蚓的重量应在250-600mg之间。
在通风的地方把土壤中的这些干燥成分进行充 分混合（例如用一个大型的实验室用混合机）。在 开始试验前，向人工土壤中加入足够的去离子水， 使其达到最大持水量的的40-60%。使得土壤基质 放在手里压紧时不会有水分流出，且没有积水。人 工土壤的最大持水量（WHC）的测定依照附件2或 ISO11274（15）中描述的程序。
参考物质
参考物质的NOEC和ECx值必须确定以保证足 够的实验室试验条件和保证试验生物的响应不会随 着时间发生统计学上的改变。建议一年测试参考物 质一次，或者当试验进行频率比较低时，可以与试 验物质的毒性一起测定。多菌灵和苯菌灵已被证明 是对繁殖有影响的合适的参考物质。
金属铜_铝对蚯蚓的急性毒性初试
图 ４ Ａｌ 浓度 （ １４ｄ） 对蚯蚓死亡率的回归分析 Ｆｉｇ．４ Ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ａｌ ｔｏ ｔｈｅ ｍｏｒｔａｌｉ－ ｔｙ ｏｆ ｅａｒｔｈｗｏｒｍ ａｆｔｅｒ １４ｄ
责任编辑： 王亚芳
－ ４１－
蚓毒性毒理研究则较少， 尤其是金属铝， 至今 ｏｆ ｅａｒｔｈｗｏｒｍ ａｆｔｅｒ １４ｄ
３ 讨论
未见报道。鉴于此， 本文对蚯蚓受金属铜、铝
中毒症状： 有出血现象， 使周围土壤可
试 验 测 得 Ｃｕ 的 ＬＣ５０ 值 为１１６．９１ｍｇ·ｋｇ－１，
污染的生态毒理学进行了初步研究， 以寻找金 见明显红染； 环带肿大， 呈黑色， 充血； 有黄 参照国家土壤质量标准， 该值位于国家土壤环
Ａｌ 实 验 浓 度 分 别 为 ４００、 ５００、 ６００、 蓄 积 毒 性 ， 从 分 子 毒 理 角 度 ， 把 握 其 毒 理 效
１．１ 试验材料
７００、８００ ｍｇ·ｋｇ－１。 实 验 结 果 见 图 ３。 根 据 图 应。
试 验 动 物 ： 安 德 爱 胜 蚓 ， 国 际 实 验 标 准 ３， 选 取 ４００、 ５００、 ６００、 ７００ ｍｇ·ｋｇ－１， ４ 个
死浓度 ＬＣ５０＝１１６．９１ｍｇ·ｋｇ－１。
图 ３ 人工土壤法的蚯蚓急性毒性（Ａｌ）试验结果 的相关质量标准是非常必要的。
Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ Ａｌ ｔｏ ｅａｒｔｈｗｏｒｍｓ ｆｏｒ ａｒｉ－
参考文献
ｔｉｆｉｃｉａｌ ｓｏｉｌ ｔｅｓｔ
［１］周 泽 义．中 国 蔬 菜 重 金 属 污 染 及 控 制［Ｊ］．资 源
属环境污染可靠的生物指标， 为土壤毒理诊断 色 体 液 渗 出 ； 身 体 萎 缩 ， 腐 烂 ； 有 断 裂 现 象 。 境质量二级 （ 果园） 标准和三级标准之内。因
OECD测试准则--蚯蚓繁殖试验
蚯蚓的选择和准备
• 试验中所用蚯蚓为赤子爱胜蚓和安德爱胜蚓。应选择 具有环带的两个月至一年大小的成虫。同一个试验中 所用的蚯蚓要来自同一生长环境，并且大小、虫龄尽 量均匀一致（附件4）。虫龄差别最好不要超过四周。 • 选择好的蚯蚓在用于试验前要先在所用的人工土壤环 境中适应至少一天的时间，在此期间应使用和在试验 中一样的食物。 • 10条蚯蚓为一组，每一组单独称重。然后在试验开始 前随机分配到各个培养容器中。称重前蚯蚓要先用去 离子水清洗干净，然后放到滤纸上吸去多余水分。清 洗好后的每一条蚯蚓的重量应在250-600mg之间。
试验说明——设备
应使用玻璃或其它化学惰性材料制成的约一两 升容量的试验容器。该容器应具有约200cm²的横 截面面积，使得500-600g干燥基质添加进去后潮 湿基质在容器内能够达到5-6厘米的高度。容器盖 的设计应允许底物和大气之间有气体交换，并且透 光（例如通过一个穿孔的透明盖），同时还要防止 蚯蚓爬出。如果试验加入基质的量超过500〜600g， 那么容器中的蚯蚓数目也应该按比例增加。
试验物质和土壤混合
◆易溶于水的试验物质 ◆不溶于水的实验物质 ◆既不溶于水也不溶于有机溶剂的测试物质
易溶于水的试验物质
试验即将开始前，要准备足够量的试验物质的 去离子水溶液，使其可以满足一个浓度的所有重复 的使用量。可能需要一个有助于制备试验物质水溶 液的共溶剂，可以很方便地制备要达到最终水分含 量（40〜60％的最大持水量）所需溶液的量。将 溶液和土壤完全混合均匀后，放入试验容器中。
浓度设计
如果提前知道试验物质的毒性（例如可通 过急性毒性试验或致死剂量测定实验获得）， 会有助于浓度的设计。必要时，可以先进行 致死剂量测定实验，浓度设计为0.1，1，10， 100，1000mg/kg干土。只需一个重复即可。 两周后查死亡率。
正交试验法优化蚯蚓生长和繁殖的工艺研究
正交试验法优化蚯蚓生长和繁殖的工艺研究
司岸恒;刘亚纳
【期刊名称】《畜牧与饲料科学》
【年(卷),期】2011(0)3
【摘要】试验以猪粪为饵料,以蚯蚓的总生物量为衡量指标;以牛粪为饵料,以蚯蚓的总产茧量为衡量指标.选择温度、湿度、接种密度、C/N比为单因素水平,通过正交试验L9(34),分别对猪粪条件下蚯蚓的总生物量和牛粪条件下蚯蚓的总产茧量进行了研究.结果表明,以猪粪为饵料时,温度为20℃,接种密度为12条/90g干饵料,湿度为70%,C/N比为14.2,蚯蚓的总生物量最高,极差分析表明,接种密度的影响较大;以牛粪为饵料时,温度为25℃,接种密度为12条/90 g干饵料,湿度为65%,C/N比为19.4,蚯蚓的总产茧量最大,极差分析表明,温度的影响最大.
【总页数】3页(P1-2,5)
【作者】司岸恒;刘亚纳
【作者单位】河南科技大学耐磨材料中心,河南,洛阳,471003;河南科技大学化工与制药学院,河南,洛阳,471003
【正文语种】中文
【中图分类】S899.8
【相关文献】
1.温度与畜禽粪便配比对养殖蚯蚓生长与繁殖情况分析 [J], 谢菊秀
2.不同配比鲜猪、牛粪饵料对蚯蚓生长繁殖影响的研究 [J], 王定国;白林;周立新;
刘金鑫;曹冬明;谢飞
3.牛粪基质中添加不同发酵菌剂对蚯蚓生长繁殖的影响 [J], 马强; 华永丽
4.秸秆鸽粪混合基料与饲养环境对蚯蚓生长、繁殖的影响 [J], 韦明;韦力;沈建明;马艺婵;黄全明;农丽容;俸祥仁;杨昭远
5.鸡粪中喷洒不同添加剂对蚯蚓生长和繁殖性能的影响 [J], 刘雪兰;石天虹;魏祥法;李霞;伏春燕;董以雷;阎佩佩;王文彬;朱应波;孙涛;刘瑞亭
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常规的实验室设备是必需的，具体如下： • 干燥箱; • 立体显微镜; • pH计和光度计; • 合适的精确天平； • 温度控制设备; • 湿度控制设备（不是必需的，若容器有盖子）; • 孵化器或带空调的小房间; • 镊子，钩或环; • 水浴锅。
人工土壤的准备
在试验中所用的人工土壤应当包含以下组分： • 10％的泥炭（尽可能使pH值至5.5〜6.0，无肉眼
试验物质信息
• 在水中的溶解度（water solubility） • 辛醇 - 水分配系数（log Kow） • 蒸气压（vapour pressure） • 有效期和在环境中的特性（例如光解率和水解率，
和应用方式相关）
• 本准则适用于不论其水溶性如何的所有物质。但 该方法不适用于挥发性物质，此处定义为物质的 亨利常数或空气/水分配系数大于1。也不适用于 25 ℃下蒸汽压超过0.0133 Pa的物质。
来具体数过降低泥炭含量至4-5％或相应地增加砂粒含量。 通过有机碳含量的减少，可以降低土壤中的有机 碳对试验化学品的吸附并增加试验化学品接触蚯 蚓的可能性。有证据表明在有机碳含量较低（如 2.7%）的田间土壤试验时，赤子爱胜蚓遵守该繁 殖有效准则，而且经验表明在有机碳含量5%的人 工土壤中同样遵守该准则。
试验的有效性
对照组应满足下列条件才能认为试验结果有效： • 在试验结束时每个重复（包含10条成虫）应当产
生≥30条幼虫； • 繁殖的变异系数应当≤30%； • 在试验开始四周后成虫死亡率应当≤10%。
如果试验不能满足上述条件，那么试验应该终止， 除非可以提供让试验继续下去的正当理由。该理由 应当写进报告中。
在通风的地方把土壤中的这些干燥成分进行充 分混合（例如用一个大型的实验室用混合机）。在 开始试验前，向人工土壤中加入足够的去离子水， 使其达到最大持水量的的40-60%。使得土壤基质 放在手里压紧时不会有水分流出，且没有积水。人 工土壤的最大持水量（WHC）的测定依照附件2或 ISO11274（15）中描述的程序。
Organization for Economic Cooperation and Development
经济合作与发展组织，简称经 合组织(OECD)，是由30个市场经济 国家组成的政府间国际经济组织， 旨在共同应对全球化带来的经济、 社会和政府治理等方面的挑战，并 把握全球化带来的机遇。
介绍
• 此测试准则的目的是评估土壤中的化学品对赤子爱胜
试验原理
使蚯蚓成虫接触一系列浓度的试验物质，这些试 验物质可以是混合到土壤里，若为杀虫剂时，也可以应 用到土壤或者土壤表面。应用方法视试验目的而定。选 择的浓度范围中要包括在八周的时间内可能会引起亚致 死和致死效应的浓度。在接触试验物质的4周后确定成 虫死亡率和对蚯蚓成虫生长的影响。然后从土壤中取出 成虫，再过四周后通过统计土壤中存在的子代数来评估 对蚯蚓繁殖的影响。处理组的繁殖输出应当和对照相比 较，以确定最大无影响浓度（NOEC，在毒性实验中某 物质对受试生物无不利影响的最大浓度）和/或ECx (例 如： EC10, EC50) 。ECx值 (例如： EC10, EC50)应当 在试验选择的浓度范围内，使得ECx的测定来自插补法 而不是外推法。
• 本准则没有考虑试验物质在试验期间发生降解的 可能性。因此，不能认为在整个试验过程中所设 浓度始终是初始浓度。在这种情况下，建议在试 验开始和结束时都对物质进行化学分析。
参考物质
参考物质的NOEC和ECx值必须确定以保证足 够的实验室试验条件和保证试验生物的响应不会随 着时间发生统计学上的改变。建议一年测试参考物 质一次，或者当试验进行频率比较低时，可以与试 验物质的毒性一起测定。多菌灵和苯菌灵已被证明 是对繁殖有影响的合适的参考物质。
可见的植物残株，磨细）； • 20％的高岭土（高岭石含量最好在30％以上）； • 0.3%至1.0％的碳酸钙（CaCO3，细粉状，分析
级）。 • 70％风干的石英砂（取决于CaCO3的需要量），
主要是含有超过50%的50-200μm之间颗粒的细 砂。
注： • 所成分需，的实Ca验CO前3应量当取通决过于测土量壤土基壤质次（级包样括本食确料定）下的
试验说明——设备
应使用玻璃或其它化学惰性材料制成的约一两 升容量的试验容器。该容器应具有约200cm²的横 截面面积，使得500-600g干燥基质添加进去后潮 湿基质在容器内能够达到5-6厘米的高度。容器盖 的设计应允许底物和大气之间有气体交换，并且透 光（例如通过一个穿孔的透明盖），同时还要防止 蚯蚓爬出。如果试验加入基质的量超过500〜600g， 那么容器中的蚯蚓数目也应该按比例增加。
蚯蚓的选择和准备
• 试验中所用蚯蚓为赤子爱胜蚓和安德爱胜蚓。应选择 具有环带的两个月至一年大小的成虫。同一个试验中 所用的蚯蚓要来自同一生长环境，并且大小、虫龄尽 量均匀一致（附件4）。虫龄差别最好不要超过四周。
• 如果试验物质是直接应用于土壤表面或者不必加 水就混合到土壤里，那么所需的水可以在制备土 壤时加入。如果试验物质要先用部分水溶解，那 么所需的额外的水可以和试验物质一起加入（见 后文描述）。
• 在试验开始和结束时的土壤水分含量的测定应遵 循ISO11465，土壤pH值的测定应按照附件3或 ISO10390的描述来进行。对照组和每一个处理 组都要测定。若测试物质为酸性或碱性时，那么 不需要调整土壤的pH值。在整个试验过程中应通 过定期称重容器来监测水分含量（见后文描述）。
蚓(Eisenia fetida，Savigny 1826) 或安德爱胜蚓(Eisenia Andrei ，Andre 1963) 繁殖输出的影响。OECD以前发
布过一个关于蚯蚓的急性毒性试验的准则。一些对蚯 蚓的急性和慢性试验的其他的国际和国家准则已经发 布。 • 赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）/安德爱胜蚓（Eisenia Andrei）通常被认为是土壤动物群尤其是蚯蚓物种的 一个代表。在相关资料中可以获得蚯蚓的生态背景资 料和其在生态毒理学测试中的用途。