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沉积物是水体的重要组成部分，是水环境中各类污染物的重要储集场所。水体和沉积物中的污染物通过在水生生物体的富集，食物链的传递及放大作用直接或者间接的对水生生物产生毒害作用并进一步危害生态系统和人体健康。开展沉积物的毒理学研究，建立和完善切实可行的标准的沉积物毒性测试方法，是对沉积物污染进行科学评价和有效治理的前提。目前全沉积物毒理学主要集中在海洋沉积物和底栖生物的研究，由于沉积物生物毒性测试的复杂性，对于淡水沉积物的非底栖生物毒性测试方法研究较少，筛选可靠的受试生物并研究建立沉积物检测技术是非常必要的。 考虑到不同生物对毒物的敏感性差异，本研究选取了三种不同营养级的生物体，发光菌(EscherichiacoliHB101pUCD607)、绿藻(Pseudokirchneriellasubcapita)和斑马鱼(Daniorerio)胚胎，系统研究了沉积物的生物毒性测试方法，分别对沉积物的孔隙水相和全沉积物相进行生物毒性测试，研究了几种化合物单-加标沉积物对发光菌、固定化藻和斑马鱼胚胎及幼鱼的毒性效应，并将三种方法应用于淡水河沉积物的生物毒性测试。三种方法均表现出较好的灵敏度。 温度是发光菌毒性测试实验的重要影响因素，整个实验过程需要控制在25℃，当温度大于30℃时，发光菌的发光强度会显著降低。pH在5-10的范围内不会对发光菌的发光强度有显著影响。加标沉积物毒性实验结果表明，发光菌E.coli对Zn和TCS较敏感，EC5015min分别为64mgZn/kg和154mgTCS/kg，对BaP和4-NP不敏感。 本文研究了绿藻的固定化条件，4％的海藻酸钠和4％CaCl2·2H2O制得的固定化藻球显示出较好的稳定性，并且绿藻生长良好，可以用于全沉积物的毒性测试。沉积物粘土颗粒以及实验中震荡会对藻的生长产生影响，因此实验过程中选择静置培养方式。在野外沉积物样品的毒性测试中，每个样点的沉积物通过氯化钙、丙酮和二氯甲烷提取后得到“干净”的沉积物用于该样品的稀释。该方法可以成功的用于全沉积物毒性测试和毒性鉴别实验。加标沉积物毒性实验EC50结果表明，固定化藻P.subcapita对TCS(0.37mg/kg)、diuron(0.99mg/kg)、TCC(6.1mg/kg)、Cu(142mg/kg)单一加标沉积物都十分敏感，对BaP和4-NP不敏感。 本研究还建立了沉积物的斑马鱼胚胎毒性测试方法，研究了Cu、BaP和4-NP单一加标沉积物暴露对斑马鱼(D.rerio)胚胎发育和基因表达的影响。随着化合物暴露时间的延长，斑马鱼胚胎及幼鱼的致死率和总异常率增加。Cu、BaP和4-NP加标沉积物对144h斑马鱼胚胎总异常率的EC50分别为647mgCu/kg，196mgBaP/kg，292mg4-NP/kg。相对于发光菌和绿藻，斑马鱼胚胎对BaP和4NP较为敏感。在低浓度暴露下，Cu、BaP和4-NP分别对斑马鱼胚胎的金属硫蛋白(Metallothionein，MT)、细胞色素P450酶1A(CytochromeP4501A，CYP1A)和卵黄蛋白原(Vitellogenin，VTG)mRNA有明显的诱导效应，基因表达量上调。 最后研究了淡水河沉积物对发光菌、固定化藻、斑马鱼胚胎发育以及基因表达的毒性效应。实验结果表明淡水河沉积物样品对三种生物都有一定的毒性，三种生物对各样点表现出不同的敏感度，但淡水河的上游坑梓镇坪山河采样点S4、年丰村龙岗河采样点S3，淡水镇和永湖惠明大桥淡水河采样点S6和S7对三种生物均表现出较强的毒性。