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我国属于严重缺水的国家，随着经济发展和人口膨胀导致水资源短缺加剧和水体污染加重。农业灌溉用水不断被工业生产和城市生活用水所挤占，农业灌溉用水缺乏已成为阻碍我国农业生产发展的重大问题。污水与再生水灌溉作为重要的节水灌溉方式已经在我国北方地区广泛应用。由于我国污水处理水平比较低，某些用于灌溉的污水可能含有各类持久性有机污染物，可能会通过灌溉进入土壤，从而对土壤生态系统，农业生态系统造成污染。由于进入土壤的污染物种类繁多，以及采用单一化学分析手段无法反映污染物对生物和生态系统的影响，以往通过测定土壤中某类污染物从而进行土壤生态安全评价的方法，已经不能满足生态环境安全管理的需要。
本文以北京市两个重要的污水及再生水灌溉实验地为例，利用成组生物标志物对污水/再生水灌溉土壤的遗传毒性、芳烃受体效应(Ah受体效应)，内分泌干扰效应进行风险筛选，并结合土壤无脊椎动物的活体暴露彗星试验对污染土壤的遗传毒性进行确认。同时利用化学分析对污染土壤中的主要胁迫因子进行鉴别与评价。
研究结果表明：离体生物标志物可以快速筛选出污染土壤的遗传毒性、芳烃受体效应以及内分泌干扰效应的大小，从而为筛选出高生态风险土壤并对其进行毒性鉴别与评价奠定基础。污水与再生水灌溉使得土壤的遗传毒性、芳烃受体效应、内分泌干扰效应有所增大。蚯蚓活体暴露彗星试验可以对土壤的遗传毒性进行确认，并与土壤离体遗传毒性生物测试保持一致。
化学分析结果显示污染土壤中有多环芳烃的累积。多环芳烃的等当量苯并[a]芘浓度TEQBaP与土壤遗传毒性之间存在剂量-效应关系，多环芳烃是污染土壤的主要致遗传毒性因子之一。土壤芳烃受体效应主要由土壤中的芳烃组分贡献，多环芳烃的等当量2，3，7，8-TCDD浓度TEQPAHs与土壤芳烃受体效应TEQbio存在相关性，是土壤中主要的芳烃受体效应物质之一。而土壤中有机氯农药与三种生物测试结果之间未见明显相关关系。
本文初步建立了利用成组生物标志物评价污水/再生水灌溉土壤的毒性，结合化学分析进行污染土壤生态毒理学诊断，从而对污染土壤中的主要致毒因子进行毒性鉴别与评价的方法。