跳虫在土壤污染生态风险评价中的应用研究

2018-02-11龚会琴

乡村科技 2018年15期

龚会琴

（贵州省分析测试研究院，贵州贵阳 550002）

生态风险评价主要包括问题表述、暴露和生态效应分析、生态风险表征等，其中生态效应分析是生态风险评价的核心部分。学者普遍认为，土壤污染物的生态效应分析是通过污染物对土壤生物个体的生态毒理学效应评估以及土壤生物群体的功能效应评估实现的，运用生物学、毒理学方法，通过生态毒性测试以及建立剂量—效应关系模型，对生物个体进行研究。经过实验室的生态毒理学及生物学测试，能够获得半数效应浓度及无效应浓度等，为生态风险评价工作的开展提供基础的数据支撑。

1 跳虫作为毒理学试验动物的可行性分析

跳虫俗称弹尾虫，此类动物数量较大，分布较为广泛。跳虫能够促进土壤循环，有利于土壤发育，有着较强的应用优势。在生态风险评价中，跳虫的应用具有一定的可行性，因为其多样性、群落结构、物种组成等均可直接反映土壤污染现状和土壤质量。部分跳虫种类为良好的指示生物，如百符跳，能够反映环境污染程度。事物的存在都具有两面性，少数跳虫为有害生物，在生长过程中会为害农作物，此类跳虫主要分布在大棚内部，或者其他温度、湿度较高的地区，危害幼苗及菌类作物，如绿圆跳等。在土壤生态毒理学研究中，此类动物起到了积极的作用，为后续的生态风险评价工作提供了有力的支持。从研究层次上来说，国际上对跳虫的毒理学研究时间较长，研究较为深入且系统，为跳虫在土壤污染生态风险评价中的应用提供了理论依据。

2 跳虫在土壤污染生态风险评价中的应用

目前，应用跳虫进行土壤污染生态风险评价时，主要是通过开展农药毒性试验来研究土壤污染程度，能够为后续的生态风险评价提供相应的数据。目前，跳虫的农药毒性试验主要采取的是室内实验法、田间实验法。其中，室内实验法是在实验室条件下进行农药对跳虫的毒性效应分析和研究，田间实验法是在土壤系统中实地考察种群及群落变化等。

2.1 室内试验法

根据毒物接触时间长短来分类，可以将毒性试验分为慢性毒性试验、急性毒性试验。在实际应用中，若需要分析不同污染物之间具有的综合效应，为保证试验结果的有效性，多开展复合试验。若分析物种抗性差异，可开展对比试验。目前，此类试验的开展，多运用人工土壤法、自然土壤法。在试验中，主要使用白符跳，因为其对污染物很敏感，加之生活周期短、繁殖能力较强，因此被广泛应用。

2.1.1 急性毒性试验。急性毒性试验指研究跳虫在农药大剂量一次染毒或短期内多次染毒的毒性试验。此试验不仅简单快速，而且能够在24～96 h内获得污染物的毒性范围，为后续的群落调查和其他试验提供有效的依据。在试验中，使用致死中浓度（LC50）反映农药对跳虫的毒性程度。在生态毒理研究中，杀虫剂使用量或者其他污染物的含量，能够提供大量关于跳虫的信息，如死亡率等，可以为后续研究提供充足的信息。

2.1.2 慢性毒性试验。在试验的过程中，将跳虫放置在人工土壤或者自然土壤中，经过28 d左右，通过小剂量拌药土壤和跳虫进行接触，采取观察法，分析其对跳虫产生的生物学效应，计算死亡率及繁殖率等，评估对受试靶标及靶器官的毒性作用等。一般真实土壤条件中污染物的浓度相对较低，对跳虫有着长期影响，因此，慢性毒性试验所获得的结果与急性试验相比有所差异，其更能够反映毒性效应，应用较为广泛。

2.1.3 污染物复合试验。就实际来说，人们在相同的土壤中会使用多种农药，造成农药残留，而各类农药之间会相互作用，进而出现复合污染效应，农药对跳虫的毒性是多种农药复合作用的最终结果。从作用角度来说，主要包括协同效应和拮抗效应等，如混合使用毒死蜱和乐果，虽然乐果对跳虫的毒性小，但是混合使用的效果和单独使用毒死蜱的效果相近。所以，在进行土壤污染生态风险评价时，要考虑不同的体系与研究对象。

2.1.4 模拟生态系统试验。生态系统中的生物可划分为生产者、消费者、分解者三大类。不同功能的生物构成了生态系统，这为生态效应研究提供了有力的帮助。若利用单种生物进行研究，获得的试验结果无法全面反映环境状况，而利用不同功能的生物开展测试和微宇宙试验，则能够全面反映环境状况。在具体实践中，基于毒物的迁移、转化等带来的一系列影响，如生态系统结构变化等，可以进行一系列评估，如生态效应。

2.1.5 跳虫种间以及与其他物种的对比试验。与其他无脊椎动物相比，跳虫具有较强的污染物敏感性，其中白符跳最为敏感。应用不同种类的跳虫，开展土壤生态毒性测试，获得的结果差异较大［1］。

2.2 田间调查法

针对跳虫，目前开展农药毒理学试验主要采用的方法为田间调查法。此种方法的主要应用方式如下。

2.2.1 跳虫种群试验。经过试验验证，跳虫种群密度及大小变化等均可反映跳虫受污染环境的毒性情况。一般不同的农药对不同跳虫种群数量有着不同的影响。

2.2.2 群落试验。经过调查，获得跳虫群落分布及结构动态变化情况，通过综合对比试验分析，获得不同种类数量的变动情况。在农药对跳虫的毒性反应研究中，或者土壤健康情况的研究中，群落试验法的应用发挥着重要的作用［2］。

3 跳虫在土壤污染生态风险评价中的应用展望

从目前跳虫在土壤污染生态风险评价中的实际应用情况来说，虽然已经获得了不错的成效，为评价工作的顺利开展提供了有力的帮助，但是还面临着一定的困难。一是对跳虫的生物学特性掌握不足，如跳虫对污染物的耐受性等。这就需要进一步加强对跳虫的研究，进而为土壤跳虫的生态毒性学研究以及土壤污染生态风险评价提供大量的数据支撑。二是已知跳虫的功能基因不全。三是土壤污染生态风险评价中应用跳虫进行生态毒理学分析，使用的跳虫种类不同，获得的结果差异较大。如何精准选择最为合适的跳虫材料，减少个体差异，保证结果的真实性和有效性，已成为研究的重点。四是从目前的应用研究来说，如何将实验室的试验结果有效应用到田间的土壤生态系统是研究的重点内容。但是，此项研究面临着诸多困难，涉及土壤学和分子生物学等学科，要不断加强对相关学科的研究，加深对跳虫的生态毒理学行为的研究，进而充分发挥跳虫的指示生物作用，为土壤污染生态风险评价提供有力的支持［3］。