论文部分内容阅读
本文选用我国18种典型田间土壤,采用OECD颁布的标准方法研究了镉在不同类型土壤中对模式动物赤子爱胜蚓的急性毒性和慢性毒性,获取基于不同的测试终点土壤镉生态毒性阈值。探讨了土壤性质对镉的生态阈值的影响并建立了在蚯蚓生物毒性基础上基于土壤性质的镉的生态阈值预测模型。（1）急性毒性试验结果表明,土壤类型对Cd对蚯蚓的急性毒性有较大的影响,镉在鹰潭红壤中的毒性表现最强,而在贵阳黄壤中的毒性最弱,Cd在不同土壤中的引起蚯蚓半数致死毒性阈值LC的变化范围为440.7-1520.4mg/kg。将Cd的毒性阈值LC50与主要的土壤理化性质（土壤pH值、阳离子交换量、有机质含量和粘粒含量）进行相关性分析,发现土壤pH值和有机质含量是导致Cd在不同类型土壤中毒性差异的主要因素,二者与LC50呈显著正相关关系。分析土壤中有效态Cd含量与蚯蚓体内Cd积累量,二者显著正相关。土壤理化性质通过影响土壤有效态Cd含量,影响蚯蚓体内Cd积累量,进而对蚯蚓Cd毒性产生影响。（2）慢性毒性试验结果表明,赤子爱胜蚓的生长发育（体重变化）对Cd的响应不太敏感,大多数土壤中只有当镉浓度达到较高水平（200 mg/kg）时才对蚯蚓的体重产生比较明显的抑制效应,而反映赤子爱胜蚓生殖的测试终点（产茧量）对Cd的响应十分敏感。不同类型土壤中Cd对蚯蚓产茧量的影响差异较大,其中Cd抑制赤子爱胜蚓产茧的毒性阈值EC50作用范围为66.5–263.5 mg/kg。将Cd的毒性阈值EC50值与主要的土壤理化性质进行相关性分析,发现土壤pH值和有机质含量与EC50呈显著正相关关系,粘粒与EC50呈显著负相关关系。同时分析不同类型土壤中蚯蚓体内镉积累量变化,土壤pH越高,有机质含量越高,土壤中Cd生物有效性就越低。（3）针对影响土壤镉的生态阈值预测模型的重要环境特征—有机质（以低分子有机酸为例）,模拟土壤溶液,探究其影响镉毒性/生物有效性内在机制,发现有机质与重金属镉离子形成金属有机配合物,从而降低了土壤溶液中自由态镉离子,进而降低了重金属镉的毒性,其解毒能力大小取决于有机质与金属所形成有机配合物时络合常数,络合常数越大,解毒能力越强,金属镉的毒性也就越低。本论文研究结果可为评价我国土壤镉的生态风险和建立土壤Cd生态阈值提供依据。