土壤重金屬對蚯蚓的毒性作用研究進展

章淼 肖洪文 胡偉 彭劍飛

摘 ? 要：蚯蚓在治理土壤重金屬污染過程中會受到一定的毒害。本文在系統分析、歸納總結國內外相關領域研究成果的基礎上，綜述了重金屬對蚯蚓的毒害作用，主要包括：重金屬對蚯蚓行為和機體組織產生的影響，重金屬對蚯蚓的急性毒性作用。通過該研究，以期優化蚯蚓在土壤重金屬污染治理中的應用。

關鍵詞：蚯蚓 ?重金屬 ?趨避行為 ?毒害作用

中圖分類號：X53 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0114-02

蚯蚓通過對重金屬的富集和轉化治理土壤重金屬污染，但當土壤中重金屬濃度超過一定限值時，對蚯蚓機體行為和機體組織產生一定的影響，甚至在一定濃度條件下會造成蚯蚓的死亡。研究重金屬對蚯蚓的毒害作用，有利于更好的了解蚯蚓在重金屬污染土壤治理中應用的可能性及局限性，為構建蚯蚓修復土壤重金屬技術體系提供一定的參考和依據。

1 ?重金屬對蚯蚓行為和機體組織的影響

蚯蚓在受到重金屬的作用時，會表現出一定的趨避效應。赤子愛勝蚓在高濃度的Cr（Ⅵ）中出現了趨避效應[1]。并且趨避效應會隨著重金屬濃度的增加而加強。當Al濃度為100mg/kg時，蚯蚓的趨避率為25%，當Al濃度為300mg/kg時，蚯蚓的趨避率為變為75%[2]。但在不同金屬種類情況下，蚯蚓產生完全回避反應的濃度具有很大差異[3]。赤子愛勝蚓對Pb、Cd、Cr完全回避的濃度分別為2000mg/kg、120 mg/kg、120mg/kg[4]。在復合污染條件下，蚯蚓的回避行為表現出拮抗作用。

除趨避效應外，重金屬還會對蚯蚓的機體組織產生較大影響。通過組織病理學實驗發現，蚯蚓在高濃度零價鐵中暴露28d后，表皮組織產生了嚴重的損傷[5]。通過亞顯微結構觀察后發現，蚯蚓富集有毒物質后，其體細胞壁收縮，縱肌拉緊，體腔細胞疏松，體內充滿了黑色顆粒等[6]。但金屬濃度不同對蚯蚓機體組織產生的影響有顯著差異。通過研究Cd濃度對蚯蚓上角質層的影響發現，在低濃度的Cd條件下，蚯蚓上角質層加厚，可能是蚯蚓體在受Cd毒性影響的一種自身適應機制，增強Cd進入蚯蚓體內的阻力，降低對Cd的吸收;而當Cd濃度較高時，超過了蚯蚓調節、抵抗閾值，機體的適應系統可能遭受破壞，上角質層變薄[7]。在過高的金屬負荷下甚至會造成蚯蚓組織的分解。

2 ?重金屬對蚯蚓的急性毒性

不同重金屬種類對蚯蚓個體急性毒性具有一定的差異。宋玉芳等[8]研究表明，重金屬Cu、Zn、Pb、Cd的毒性閾值分別為300mg/kg、1300mg/kg、1700mg/kg以及300mg/kg，其半致死濃度分別為400～450mg/kg、1500～1900mg/kg、2350～2400mg/kg以及900mg/kg。高超等[9]研究人工土壤中Pb、Cd、Cr對赤子愛勝蚓的毒性發現，Pb、Cd、Cr對赤子愛勝蚓的半致死量分別為2526.05mg/kg、362.83mg/kg、229、44mg/kg。

重金屬對蚯蚓個體的毒害作用隨時間增加而加強。崔春燕等人[1]發現鉻（VI）對赤子愛勝蚓7d和14d的LC50分別為259.98mg/kg和241.13mg/kg，且LC50值隨著暴露時間延長而降低。陳志偉等[10]試驗表明，Cu對赤子愛勝蚓24h和48h的LC50分別為147.3mg/L和72.1mg/L。

重金屬復合污染會對蚯蚓個體毒害產生較為復雜的影響。賈秀英等[4]研究表明，在Cu濃度為250、500mg/kg時，Cu、Zn復合污染對蚯蚓的毒害作用表現為協同效應;而Cu濃度為750mg/kg時，Cu、Zn復合污染表現為拮抗效應。趙作媛等[11]研究表明，鎘在各濃度下與菲復合，對蚯蚓的毒性都產生拮抗作用，且隨鎘濃度升高而菲毒性程度降低。Uwizeyimana等[12]研究表明，鎘與環草窿在低濃度條件下對蚯蚓的毒性表現為協同作用，而在高濃度條件下則表現出拮抗效應。

3 ?結語

蚯蚓在土壤重金屬污染治理中有著重要影響，同時土壤重金屬也會對蚯蚓的行為和機體產生影響。主要表現在對蚯蚓行為和機體組織的影響以及急性毒性，通過研究土壤重金屬對蚯蚓的毒性效用，可為蚯蚓在土壤重金屬污染治理中的利益最大化奠定基礎。

參考文獻

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[12]Uwizeyimana H， Wang M.， Chen W. Evaluation of combined noxious effects of siduron and cadmium on the earthworm Eisenia fetida[J].Environ Sci Pollut Res， 2016.