近几十年来，随着生产的发展和工农业废水排放的加剧，导致重金属对环境的污染日趋严重。由于重金属不能被分解，会通过食物链富集，并能导致生物的发育异常、神经系统紊乱，会致癌、致畸、致突变，因而重金属成为重点关注的污染物之一。由于生物测定能利用生物对物质的敏感性反应来评价物质毒性，从而可以弥补物理和化学分析方法的不足，多种生物已经被广泛应用于生态监测和污染物的毒性研究。一般说来，环境中会同时存在多种污染物，物理或化学测定方法很难评价其复合毒性，而环境中污染物的组分和浓度水平是千差万别的，要想对每种可能存在的混合污染物都进行生物毒性测试是不现实，也是不可行的。因此，研究如何通过单一物质的剂量-效应数据来定量预测混合物复合毒性的模型成为复合污染的研究热点之一。近年来，秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegans，C.elegans)已经成为生命科学领域研究十分深入的模式生物。由于C.elegans具有易于培养操作、生命周期短、对pH变化适应性强、具有多指标评价体系且遗传背景研究丰富等诸多优点，使其在评价环境污染物毒性方面得到了广泛的应用，并作为标准测试生物列入了美国材料与试验协会(ASTM)的标准中。　　本实验主要的研究目的是:对4种重金属（铜、锌、镉、铬）胁迫下，线虫C.elegans的急性和亚致死毒性效应进行研究，对急性毒性的致死率指标与亚致死毒性的生理、行为和生化指标作比较，筛选出理想的能反应重金属对线虫毒性的评价指标，并将该指标应用于重金属复合毒性研究与预测。最后，选取了剂量加和模型(DoseAddition，DA)和独立作用模型（Independentaction，IA）这两个最基础的定量模型预测重金属对线虫C.elegans的复合毒性。　　研究结果表明:　　1.重金属对线虫C.elegans的急性毒性随着时间延长而增大，且不同重金属毒性增大的速率不同。4种重金属(Cu、Zn、Cd和Cr)对C.elegans的72h致死率的敏感性大于48h致死率的敏感性，24h致死率的敏感性最低。以半致死浓度LC50作为毒性判别标准，24h时，4种重金属对C.elegans的急性毒性大小顺序为:Cr＞Cu＞Zn＞Cd;而48h和72h时，4种重金属对C.elegans的急性毒性大小顺序为:Cu＞Cr＞Zn＞Cd。　　2.4种重金属对线虫C.elegans的生理、行为和酶的亚致死毒性都存在显著的剂量-效应关系。重金属对线虫C.elegans的生理和行为的半效应浓度(EC50)之间不存在显著性差异(p＞0.05)，即生理和行为指标的敏感性相似。重金属Cu、Zn、Cd对线虫C.elegans的乙酰胆碱酯酶(AChE)的EC50显著小于其他指标的EC50(p＜0.05)，即C.elegans的AChE酶对重金属Cu、Zn、Cd的胁迫敏感性最高;而重金属Cr对线虫的超氧化物歧化酶(SOD)的EC50显著小于其他指标EC50（p＜0.01），即C.elegans的SOD酶对重金属Cr的胁迫敏感性最高。　　3.4种重金属对线虫C.elegans的取食抑制率具有明显的剂量-效应关系。重金属Cu、Zn、Cd和Cr对线虫取食抑制率的EC50值分别为:3.61、13.87、4.70和14.94mg/L。以线虫取食抑制率的EC50作为毒性判别标准，4种重金属的毒性大小顺序为:Cu＞Cd＞Zn＞Cr。　　4.秀丽隐杆线虫Caenorhabditiselegans的取食抑制率指标操作简单、精确度高且成本低廉，非常适用于复合重金属的毒性研究。　　5.剂量加和模型(DA)对重金属混合物复合毒性的预测能力要强于独立作用模型(IA)。所有6组二元重金属混合物、4组三元重金属混合物以及12组四元重金属混合物的剂量-效应数据都可以用双参数的Weibull方程进行描述，其Weibull方程的平方回归系数(R2)均大于0.920，均方根误差（RMSE）均小于0.089。DA模型的EC50预测值与所有22组重金属混合物的EC50实测值之间的变异系数均小于1.2，因而对于所有重金属混合物，DA模型都属于有效预测模型;IA模型的EC50预测值与其中的3组二元重金属混合物和12组四元重金属混合物的EC50实测值之间的变异系数均小于1.3，因而对于这15组重金属混合物，IA模型也属于有效预测模型。　　6.所有二元和三元重金属混合物的DA模型预测的效应值总是高于IA模型预测的效应值;而对于四元复合重金属混合物，IA模型预测的效应值高于DA模型预测的效应值。一般而言，DA模型预测的效应值是高于IA模型预测值的，但是当混合物的组分数量、各组分的浓度水平和各组分占混合物的比例发生改变时，会导致IA模型预测的效应值要高于DA模型的预测值。两个模型对四元复合重金属混合物的毒性预测结果为IA模型预测值会高于DA模型提供了实验证明。