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重金属的生物毒性测试是建立土壤环境质量标准的基础。获取重金属生物毒性数据的方法有很多，当前应用最广泛的是室内外源添加重金属盐溶液而进行的急性毒性试验。基质诱导硝化测试由于对重金属毒性较为敏感被广泛应用于重金属土壤污染指示。然而，对某些金属来说，以室内人工污染为基础的急性毒性试验得出的急性毒性数据相比田间试验的土壤重金属毒性偏高。淋洗过程可以降低这种差异，因而被本研究所采用。 本文旨在通过微生物毒性试验，研究土壤外源Pb、Zn的生物毒性及生物有效性、主控因子以及两者之间的量化关系，为建立基于微生物毒性的陆地生物配体模型(t-BLM)提供数据基础，从而促进土壤环境质量标准的完善和土壤生态风险评价的发展。论文的主要研究内容和结果如下: 1.土壤外源Pb的毒性阈值、主控因子及预测模型研究 基于微生物测试终点——基质诱导硝化测试(SIN)，获得中国17种土壤的外源Pb的剂量-效应关系和毒性阈值ECx。淋洗对外源Pb毒性的影响也做了相应的研究。结果表明，基于土壤Pb总量，淋洗土壤的微生物毒性半数有效浓度EC50为185～＞2515mg·kg-1，非淋洗土壤的EC50为130～＞2490mg·kg-1，分别变化了13倍和19倍，这表明土壤性质在很大程度上影响着土壤Pb的毒性阈值。土壤pH和阳离子交换量(CEC)是土壤Pb毒性的主控因子，基于两个因子的回归方程可以解释非淋洗土壤Pb毒性阈值变异的90％以上。同时基于土壤主控因子的多元线性回归方程能够很好的预测我国土壤Pb的毒性。淋洗显著地降低了70％土壤的毒性，平均的淋洗因子(LF50)为3.0。 2.土壤外源Zn的毒性阈值、主控因子及预测模型研究 基于SIN测定了土壤Zn的毒性效应。非淋洗土壤的EC50从60 mg·kg-1增加至1811mg·kg-1，表明土壤外源Zn的毒性受土壤性质的影响较大。多元线性回归分析表明，土壤pH和有机碳含量(OC)是影响土壤Zn毒性的主控因子，基于两者的回归方程可以解释淋洗土壤和非淋洗土壤Zn毒性的37％。淋洗处理降低约100％土壤Zn对微生物的毒害，本实验淋洗土壤Zn的LF50范围为0.66-10.57。 3.基于基质诱导硝化测试的土壤Pb-Zn的联合毒性效应 通过基质诱导硝化试验，基于土壤孔隙水的化学性质，以潜在硝化速率为测试终点，研究中国12种土壤外源Pb、Zn的毒性以及Pb-Zn的联合毒性效应。结果表明，在单一金属体系下，12种土壤的EC50{Zn2+}在0.01～439.07μmol· L-1之间，EC50{Pb2+}在0.00～6.04μmol· L-1之间，且Pb的毒性大于Zn的毒性;在Pb-Zn二元金属复合体系中，6种土壤随着Pb2+浓度的增大，Zn2+的毒性逐渐增大，而5种土壤在低的Pb2+浓度梯度下，Zn2+的毒性先减小，而后随着Pb2+浓度的增大而增大，表明高浓度Pb对Zn的毒性有促进作用;利用毒性单位经验模型计算了混合体系的EC50mix值，Pb-Zn的EC50mix=0.70 TU＜1 TU，表明Pb-Zn二元复合体系下的联合毒性效应为协同作用。