重金属污染胁迫下蚯蚓对土壤铜和锌的富集及其生物有效性的影响

• 作 者: 周明亮
• 机 构: 安徽师范大学
• 出 处: 安徽师范大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 土壤污染 重金属 蚯蚓 富集作用 生物有效性

蚯蚓在土壤中生物量最高(约占土壤动物生物总量60％以上)的动物类群,通过取食和挖掘等活动促进土壤有机质分解和养分循环、改善土壤物化性状,在净化土壤环境、维持土壤生态系统功能等方面中起着非常重要的作用。本文以标准实验蚯蚓--赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为对象,通过实验室模拟土壤培养方法,研究了土壤重金属污染胁迫对蚯蚓种群生长的影响、蚯蚓对重金属铜和锌的富集作用及其生物有效性的影响。旨在探讨重金属污染对蚯蚓生长的影响及其响应机理,为评价蚯蚓的重金属化学行为和土壤重金属污染修复提供依据。研究取得的主要结果如下:　　1.土壤重金属铜和锌污染条件下,蚯蚓的生长受到明显影响,蚯蚓生长率与污染物浓度的关系大致呈抛物线。低浓度铜(<25 mg·kg-1)、锌(<20 mg·kg-1)对蚯蚓生长有促进作用,高浓度的重金属(Cu>60 mg·kg-1,Zn>80 mg·kg-1)则对蚯蚓的生长有明显的抑制作用,蚯蚓的生长率显著降低,与此同时,随着重金属浓度提高以及培养时间增长,都会加剧重金属对蚯蚓生长的抑制作用,部分蚯蚓甚至出现负增长。　　2.蚯蚓对土壤中的铜和锌均有一定的富集作用,蚯蚓对铜的富集能力大于对锌的富集能力。在不同浓度设置处理之间,蚯蚓体表富集铜、锌的量随着外部加入的重金属含量的升高而不断增加,在未受重金属污染的土壤中蚯蚓对重金属铜、锌积累量则处于比较低的水平。相同处理间蚯蚓表皮铜、锌的小于肠道中的积累量及富集系数,说明了蚯蚓对重金属的富集作用是通过进食途径开始,在肠道中达到最大富集量。　　3.蚯蚓显著增加了污染土壤中铜的生物有效性。蚯蚓处理对经EDTA模拟淋洗后的污染土壤中的Cu的形态分布及生物有效性均可产生显著影响。经蚯蚓处理后,土壤的pH出现降低趋势,土壤溶液DOC含量则是显著增加。重金属污染土壤淋洗前后,供试土壤经过蚯蚓处理后土壤DOC含量与DTPA-Cu含量呈显著正相关,同时土壤pH与DTPA-Cu含量呈负相关。与淋洗前相比,淋洗后土壤中DTPA-Cu含量与土壤DOC及pH相关性均有增加,特别是土壤pH与DTPA-Cu含量呈显著负相关,说明蚯蚓对铜生物有效性的影响可能是通过对土壤pH和DOC的影响而实现的。