土壤重金屬對(duì)蚯蚓的毒性作用研究進(jìn)展

章淼 肖洪文 胡偉 彭劍飛

摘 ? 要：蚯蚓在治理土壤重金屬污染過(guò)程中會(huì)受到一定的毒害。本文在系統(tǒng)分析、歸納總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究成果的基礎(chǔ)上，綜述了重金屬對(duì)蚯蚓的毒害作用，主要包括：重金屬對(duì)蚯蚓行為和機(jī)體組織產(chǎn)生的影響，重金屬對(duì)蚯蚓的急性毒性作用。通過(guò)該研究，以期優(yōu)化蚯蚓在土壤重金屬污染治理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：蚯蚓 ?重金屬 ?趨避行為 ?毒害作用

中圖分類(lèi)號(hào)：X53 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（b）-0114-02

蚯蚓通過(guò)對(duì)重金屬的富集和轉(zhuǎn)化治理土壤重金屬污染，但當(dāng)土壤中重金屬濃度超過(guò)一定限值時(shí)，對(duì)蚯蚓機(jī)體行為和機(jī)體組織產(chǎn)生一定的影響，甚至在一定濃度條件下會(huì)造成蚯蚓的死亡。研究重金屬對(duì)蚯蚓的毒害作用，有利于更好的了解蚯蚓在重金屬污染土壤治理中應(yīng)用的可能性及局限性，為構(gòu)建蚯蚓修復(fù)土壤重金屬技術(shù)體系提供一定的參考和依據(jù)。

1 ?重金屬對(duì)蚯蚓行為和機(jī)體組織的影響

蚯蚓在受到重金屬的作用時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出一定的趨避效應(yīng)。赤子愛(ài)勝蚓在高濃度的Cr（Ⅵ）中出現(xiàn)了趨避效應(yīng)[1]。并且趨避效應(yīng)會(huì)隨著重金屬濃度的增加而加強(qiáng)。當(dāng)Al濃度為100mg/kg時(shí)，蚯蚓的趨避率為25%，當(dāng)Al濃度為300mg/kg時(shí)，蚯蚓的趨避率為變?yōu)?5%[2]。但在不同金屬種類(lèi)情況下，蚯蚓產(chǎn)生完全回避反應(yīng)的濃度具有很大差異[3]。赤子愛(ài)勝蚓對(duì)Pb、Cd、Cr完全回避的濃度分別為2000mg/kg、120 mg/kg、120mg/kg[4]。在復(fù)合污染條件下，蚯蚓的回避行為表現(xiàn)出拮抗作用。

除趨避效應(yīng)外，重金屬還會(huì)對(duì)蚯蚓的機(jī)體組織產(chǎn)生較大影響。通過(guò)組織病理學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蚯蚓在高濃度零價(jià)鐵中暴露28d后，表皮組織產(chǎn)生了嚴(yán)重的損傷[5]。通過(guò)亞顯微結(jié)構(gòu)觀察后發(fā)現(xiàn)，蚯蚓富集有毒物質(zhì)后，其體細(xì)胞壁收縮，縱肌拉緊，體腔細(xì)胞疏松，體內(nèi)充滿了黑色顆粒等[6]。但金屬濃度不同對(duì)蚯蚓機(jī)體組織產(chǎn)生的影響有顯著差異。通過(guò)研究Cd濃度對(duì)蚯蚓上角質(zhì)層的影響發(fā)現(xiàn)，在低濃度的Cd條件下，蚯蚓上角質(zhì)層加厚，可能是蚯蚓體在受Cd毒性影響的一種自身適應(yīng)機(jī)制，增強(qiáng)Cd進(jìn)入蚯蚓體內(nèi)的阻力，降低對(duì)Cd的吸收;而當(dāng)Cd濃度較高時(shí)，超過(guò)了蚯蚓調(diào)節(jié)、抵抗閾值，機(jī)體的適應(yīng)系統(tǒng)可能遭受破壞，上角質(zhì)層變薄[7]。在過(guò)高的金屬負(fù)荷下甚至?xí)斐沈球窘M織的分解。

2 ?重金屬對(duì)蚯蚓的急性毒性

不同重金屬種類(lèi)對(duì)蚯蚓個(gè)體急性毒性具有一定的差異。宋玉芳等[8]研究表明，重金屬Cu、Zn、Pb、Cd的毒性閾值分別為300mg/kg、1300mg/kg、1700mg/kg以及300mg/kg，其半致死濃度分別為400～450mg/kg、1500～1900mg/kg、2350～2400mg/kg以及900mg/kg。高超等[9]研究人工土壤中Pb、Cd、Cr對(duì)赤子愛(ài)勝蚓的毒性發(fā)現(xiàn)，Pb、Cd、Cr對(duì)赤子愛(ài)勝蚓的半致死量分別為2526.05mg/kg、362.83mg/kg、229、44mg/kg。

重金屬對(duì)蚯蚓個(gè)體的毒害作用隨時(shí)間增加而加強(qiáng)。崔春燕等人[1]發(fā)現(xiàn)鉻（VI）對(duì)赤子愛(ài)勝蚓7d和14d的LC50分別為259.98mg/kg和241.13mg/kg，且LC50值隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng)而降低。陳志偉等[10]試驗(yàn)表明，Cu對(duì)赤子愛(ài)勝蚓24h和48h的LC50分別為147.3mg/L和72.1mg/L。

重金屬?gòu)?fù)合污染會(huì)對(duì)蚯蚓個(gè)體毒害產(chǎn)生較為復(fù)雜的影響。賈秀英等[4]研究表明，在Cu濃度為250、500mg/kg時(shí)，Cu、Zn復(fù)合污染對(duì)蚯蚓的毒害作用表現(xiàn)為協(xié)同效應(yīng);而Cu濃度為750mg/kg時(shí)，Cu、Zn復(fù)合污染表現(xiàn)為拮抗效應(yīng)。趙作媛等[11]研究表明，鎘在各濃度下與菲復(fù)合，對(duì)蚯蚓的毒性都產(chǎn)生拮抗作用，且隨鎘濃度升高而菲毒性程度降低。Uwizeyimana等[12]研究表明，鎘與環(huán)草窿在低濃度條件下對(duì)蚯蚓的毒性表現(xiàn)為協(xié)同作用，而在高濃度條件下則表現(xiàn)出拮抗效應(yīng)。

3 ?結(jié)語(yǔ)

蚯蚓在土壤重金屬污染治理中有著重要影響，同時(shí)土壤重金屬也會(huì)對(duì)蚯蚓的行為和機(jī)體產(chǎn)生影響。主要表現(xiàn)在對(duì)蚯蚓行為和機(jī)體組織的影響以及急性毒性，通過(guò)研究土壤重金屬對(duì)蚯蚓的毒性效用，可為蚯蚓在土壤重金屬污染治理中的利益最大化奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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