污染土壤生态毒理学诊断是近年发展的新概念，以往土壤生态风险评价主要应用化学分析和实验室模拟条件下获得的急性毒性数据进行推测，对野外实际环境样品复合污染体系直接评价生物毒性、探讨毒理机制是目前环境毒理学领域的研究热点和难点之一。随着现代工业迅速发展，土壤环境面临遗传毒物污染的潜在风险，其中有关土壤无脊椎动物遗传毒性的研究报道还不多见。污水灌溉作为重要的节水方式曾经得到普遍应用，如何有效利用再生水资源并且不会对人类和生态系统造成负面影响是重要研究课题。 本论文以北京东南郊污水灌溉区为案例，尝试构建土壤生态毒理学诊断研究方法，对污灌区土壤中持久性有机有毒污染物的生态毒理效应及遗传毒性因子甄别进行了研究：1)通过彗星试验、微核试验和土壤酶学试验分别研究污灌土壤导致蚯蚓基因损伤和蚕豆根尖细胞微核突变以及土壤生化功能变化；2)定量分析可能引起遗传毒性的污染物质，联系生物毒性效应观察剂量-效应关系；3)离体培养暴露蚯蚓细胞于不同土壤提取组分，确定主要致毒因子；4)用分子特征指数法和主成分因子法分析污灌土壤中污染物质的分布和来源。 研究表明：蚯蚓基因损伤试验和蚕豆根尖微核试验的组合测试方法可有效诊断污染土壤遗传毒性，土壤酶活性变化可作为补充手段考察土壤有机污染；用苯并[a]芘(TEQBaP)作为土壤多环芳烃生物有效浓度，能较为确切反映野外环境样品多环芳烃复合污染的剂量——效应关系；蚯蚓活体暴露与细胞离体暴露结合能有效鉴别污染土壤致毒因子；污灌区土壤具有不同程度生物遗传毒性，多环芳烃是该污灌区土壤主要致毒因子之一，对蚯蚓基因损伤表现出相似的剂量-效应关系，土壤中多环芳烃含量为TEQBaP10μgkg-1时基因损伤达到饱和值；工业废水是重要影响因素，用再生水(二沉出水)灌溉的土壤对陆生植物和无脊椎动物的遗传毒性风险较低。 本论文初步建立以生物毒性测试作为指导、化学分析鉴定结果的土壤生态毒理学诊断方法；发展了彗星试验检验污染土壤导致蚯蚓基因损伤，发现土壤多环芳烃污染导致无脊椎动物体内发生基因损伤与修复的动态变化；土壤多环芳烃含量与蚯蚓基因损伤的剂量-效应关系可为制定土壤灌溉或质量标准提供参考。