跳蟲(chóng)在土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究

龔會(huì)琴

（貴州省分析測(cè)試研究院，貴州 貴陽(yáng) 550002）

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)主要包括問(wèn)題表述、暴露和生態(tài)效應(yīng)分析、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)表征等，其中生態(tài)效應(yīng)分析是生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的核心部分。學(xué)者普遍認(rèn)為，土壤污染物的生態(tài)效應(yīng)分析是通過(guò)污染物對(duì)土壤生物個(gè)體的生態(tài)毒理學(xué)效應(yīng)評(píng)估以及土壤生物群體的功能效應(yīng)評(píng)估實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)用生物學(xué)、毒理學(xué)方法，通過(guò)生態(tài)毒性測(cè)試以及建立劑量—效應(yīng)關(guān)系模型，對(duì)生物個(gè)體進(jìn)行研究。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室的生態(tài)毒理學(xué)及生物學(xué)測(cè)試，能夠獲得半數(shù)效應(yīng)濃度及無(wú)效應(yīng)濃度等，為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作的開(kāi)展提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐。

1 跳蟲(chóng)作為毒理學(xué)試驗(yàn)動(dòng)物的可行性分析

跳蟲(chóng)俗稱(chēng)彈尾蟲(chóng)，此類(lèi)動(dòng)物數(shù)量較大，分布較為廣泛。跳蟲(chóng)能夠促進(jìn)土壤循環(huán)，有利于土壤發(fā)育，有著較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，跳蟲(chóng)的應(yīng)用具有一定的可行性，因?yàn)槠涠鄻有浴⑷郝浣Y(jié)構(gòu)、物種組成等均可直接反映土壤污染現(xiàn)狀和土壤質(zhì)量。部分跳蟲(chóng)種類(lèi)為良好的指示生物，如百符跳，能夠反映環(huán)境污染程度。事物的存在都具有兩面性，少數(shù)跳蟲(chóng)為有害生物，在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)為害農(nóng)作物，此類(lèi)跳蟲(chóng)主要分布在大棚內(nèi)部，或者其他溫度、濕度較高的地區(qū)，危害幼苗及菌類(lèi)作物，如綠圓跳等。在土壤生態(tài)毒理學(xué)研究中，此類(lèi)動(dòng)物起到了積極的作用，為后續(xù)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作提供了有力的支持。從研究層次上來(lái)說(shuō)，國(guó)際上對(duì)跳蟲(chóng)的毒理學(xué)研究時(shí)間較長(zhǎng)，研究較為深入且系統(tǒng)，為跳蟲(chóng)在土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

2 跳蟲(chóng)在土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

目前，應(yīng)用跳蟲(chóng)進(jìn)行土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，主要是通過(guò)開(kāi)展農(nóng)藥毒性試驗(yàn)來(lái)研究土壤污染程度，能夠?yàn)楹罄m(xù)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。目前，跳蟲(chóng)的農(nóng)藥毒性試驗(yàn)主要采取的是室內(nèi)實(shí)驗(yàn)法、田間實(shí)驗(yàn)法。其中，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)法是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行農(nóng)藥對(duì)跳蟲(chóng)的毒性效應(yīng)分析和研究，田間實(shí)驗(yàn)法是在土壤系統(tǒng)中實(shí)地考察種群及群落變化等。

2.1 室內(nèi)試驗(yàn)法

根據(jù)毒物接觸時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)分類(lèi)，可以將毒性試驗(yàn)分為慢性毒性試驗(yàn)、急性毒性試驗(yàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，若需要分析不同污染物之間具有的綜合效應(yīng)，為保證試驗(yàn)結(jié)果的有效性，多開(kāi)展復(fù)合試驗(yàn)。若分析物種抗性差異，可開(kāi)展對(duì)比試驗(yàn)。目前，此類(lèi)試驗(yàn)的開(kāi)展，多運(yùn)用人工土壤法、自然土壤法。在試驗(yàn)中，主要使用白符跳，因?yàn)槠鋵?duì)污染物很敏感，加之生活周期短、繁殖能力較強(qiáng)，因此被廣泛應(yīng)用。

2.1.1 急性毒性試驗(yàn)。急性毒性試驗(yàn)指研究跳蟲(chóng)在農(nóng)藥大劑量一次染毒或短期內(nèi)多次染毒的毒性試驗(yàn)。此試驗(yàn)不僅簡(jiǎn)單快速，而且能夠在24～96 h內(nèi)獲得污染物的毒性范圍，為后續(xù)的群落調(diào)查和其他試驗(yàn)提供有效的依據(jù)。在試驗(yàn)中，使用致死中濃度（LC50）反映農(nóng)藥對(duì)跳蟲(chóng)的毒性程度。在生態(tài)毒理研究中，殺蟲(chóng)劑使用量或者其他污染物的含量，能夠提供大量關(guān)于跳蟲(chóng)的信息，如死亡率等，可以為后續(xù)研究提供充足的信息。

2.1.2 慢性毒性試驗(yàn)。在試驗(yàn)的過(guò)程中，將跳蟲(chóng)放置在人工土壤或者自然土壤中，經(jīng)過(guò)28 d左右，通過(guò)小劑量拌藥土壤和跳蟲(chóng)進(jìn)行接觸，采取觀察法，分析其對(duì)跳蟲(chóng)產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)，計(jì)算死亡率及繁殖率等，評(píng)估對(duì)受試靶標(biāo)及靶器官的毒性作用等。一般真實(shí)土壤條件中污染物的濃度相對(duì)較低，對(duì)跳蟲(chóng)有著長(zhǎng)期影響，因此，慢性毒性試驗(yàn)所獲得的結(jié)果與急性試驗(yàn)相比有所差異，其更能夠反映毒性效應(yīng)，應(yīng)用較為廣泛。

2.1.3 污染物復(fù)合試驗(yàn)。就實(shí)際來(lái)說(shuō)，人們?cè)谙嗤耐寥乐袝?huì)使用多種農(nóng)藥，造成農(nóng)藥殘留，而各類(lèi)農(nóng)藥之間會(huì)相互作用，進(jìn)而出現(xiàn)復(fù)合污染效應(yīng)，農(nóng)藥對(duì)跳蟲(chóng)的毒性是多種農(nóng)藥復(fù)合作用的最終結(jié)果。從作用角度來(lái)說(shuō)，主要包括協(xié)同效應(yīng)和拮抗效應(yīng)等，如混合使用毒死蜱和樂(lè)果，雖然樂(lè)果對(duì)跳蟲(chóng)的毒性小，但是混合使用的效果和單獨(dú)使用毒死蜱的效果相近。所以，在進(jìn)行土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，要考慮不同的體系與研究對(duì)象。

2.1.4 模擬生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)。生態(tài)系統(tǒng)中的生物可劃分為生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三大類(lèi)。不同功能的生物構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)，這為生態(tài)效應(yīng)研究提供了有力的幫助。若利用單種生物進(jìn)行研究，獲得的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)法全面反映環(huán)境狀況，而利用不同功能的生物開(kāi)展測(cè)試和微宇宙試驗(yàn)，則能夠全面反映環(huán)境狀況。在具體實(shí)踐中，基于毒物的遷移、轉(zhuǎn)化等帶來(lái)的一系列影響，如生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化等，可以進(jìn)行一系列評(píng)估，如生態(tài)效應(yīng)。

2.1.5 跳蟲(chóng)種間以及與其他物種的對(duì)比試驗(yàn)。與其他無(wú)脊椎動(dòng)物相比，跳蟲(chóng)具有較強(qiáng)的污染物敏感性，其中白符跳最為敏感。應(yīng)用不同種類(lèi)的跳蟲(chóng)，開(kāi)展土壤生態(tài)毒性測(cè)試，獲得的結(jié)果差異較大［1］。

2.2 田間調(diào)查法

針對(duì)跳蟲(chóng)，目前開(kāi)展農(nóng)藥毒理學(xué)試驗(yàn)主要采用的方法為田間調(diào)查法。此種方法的主要應(yīng)用方式如下。

2.2.1 跳蟲(chóng)種群試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，跳蟲(chóng)種群密度及大小變化等均可反映跳蟲(chóng)受污染環(huán)境的毒性情況。一般不同的農(nóng)藥對(duì)不同跳蟲(chóng)種群數(shù)量有著不同的影響。

2.2.2 群落試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)調(diào)查，獲得跳蟲(chóng)群落分布及結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化情況，通過(guò)綜合對(duì)比試驗(yàn)分析，獲得不同種類(lèi)數(shù)量的變動(dòng)情況。在農(nóng)藥對(duì)跳蟲(chóng)的毒性反應(yīng)研究中，或者土壤健康情況的研究中，群落試驗(yàn)法的應(yīng)用發(fā)揮著重要的作用［2］。

3 跳蟲(chóng)在土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用展望

從目前跳蟲(chóng)在土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)說(shuō)，雖然已經(jīng)獲得了不錯(cuò)的成效，為評(píng)價(jià)工作的順利開(kāi)展提供了有力的幫助，但是還面臨著一定的困難。一是對(duì)跳蟲(chóng)的生物學(xué)特性掌握不足，如跳蟲(chóng)對(duì)污染物的耐受性等。這就需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)跳蟲(chóng)的研究，進(jìn)而為土壤跳蟲(chóng)的生態(tài)毒性學(xué)研究以及土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供大量的數(shù)據(jù)支撐。二是已知跳蟲(chóng)的功能基因不全。三是土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中應(yīng)用跳蟲(chóng)進(jìn)行生態(tài)毒理學(xué)分析，使用的跳蟲(chóng)種類(lèi)不同，獲得的結(jié)果差異較大。如何精準(zhǔn)選擇最為合適的跳蟲(chóng)材料，減少個(gè)體差異，保證結(jié)果的真實(shí)性和有效性，已成為研究的重點(diǎn)。四是從目前的應(yīng)用研究來(lái)說(shuō)，如何將實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果有效應(yīng)用到田間的土壤生態(tài)系統(tǒng)是研究的重點(diǎn)內(nèi)容。但是，此項(xiàng)研究面臨著諸多困難，涉及土壤學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科，要不斷加強(qiáng)對(duì)相關(guān)學(xué)科的研究，加深對(duì)跳蟲(chóng)的生態(tài)毒理學(xué)行為的研究，進(jìn)而充分發(fā)揮跳蟲(chóng)的指示生物作用，為土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供有力的支持［3］。

4 結(jié)語(yǔ)

跳蟲(chóng)在土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，主要是通過(guò)測(cè)試其對(duì)農(nóng)藥的毒性效應(yīng)，獲得指示數(shù)據(jù)，為評(píng)價(jià)工作的開(kāi)展提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)信息。目前，跳蟲(chóng)的應(yīng)用作用尚未得到全面發(fā)揮，還需要進(jìn)一步加大研究力度。