卤虫属在水生生态毒理学中的研究进展

赵培强，董四君

1. 中国科学院城市环境研究所，中国科学院城市环境与健康重点实验室，厦门361021 2. 中国科学院大学，北京 100049

自工业革命以来，一系列生态环境问题不断地威胁着人类和其他生物的生存与健康。在保护生态系统安全方面，世界各国的科学家们付出了巨大努力，在这个过程中，生态毒理学作为生态学、环境科学和毒理学等学科交叉融合的一门综合学科应运而生。“生态毒理学”(Ecotoxicology)一词是1969年6月由法国科学家萨豪特(Thuhaut R.)在一次国际会议上首次提出的[1]。有学者认为，生态毒理学是通过研究化合物对环境中生物的影响，从而最终实现保护生态系统结构和功能的目的[2]。生态毒理学作为毒理学的分支，具有广泛的研究领域，从生态系统角度可以分为大气生态毒理学、土壤生态毒理学、淡水生态毒理学和河口与海洋生态毒理学等。生态毒理学研究对象主要是非人类生物，在物种丰富的自然界，选择合适的研究对象至关重要。在生态毒理学研究中，一般选择可以反映不同营养级特征的多个物种或具有代表性的原生物种作为实验动物[3]。目前，在生态毒理学研究中常用实验生物有很多，如爬行动物中的蜥蜴[4]，鱼类中的斑马鱼[5-7]、青鳉鱼[8]，软体动物中的河蚬[9]，节肢动物中的枝角类[10]，环节动物中的蚯蚓[11]，线虫动物中的秀丽隐杆线虫[12]等。已有综述类文章就上述各种生物在生态毒理学中的研究进展进行了论述。

卤虫属(Artemia)生物又名丰年虾(brine shrimp)，作为基础研究的实验动物已被广泛应用于水生生物学、发育生物学、遗传学、生理学、毒理学、放射生物学和分子生物学等领域的研究[3,13]。1956年，Michael等[14]在Science杂志上提出“由于卤虫对污染物的高度敏感性及其卵可以长期保存等特点，使其成为生物检测中很好的实验生物”。此后，有多位学者就卤虫的生物学特征[15]、致死实验[16]及其在生物学中的应用[17]等方面进行了综合论述。1987年，Sorgeloos等[18]就卤虫在毒理学中的研究与应用进行综述，其中，将卤虫在水生毒理学中的研究整理成为了独立章节。2006年，Nunes等[3]就卤虫在生态毒理实验中的应用进行了综述。但是，由于学者们对生态毒理学与环境毒理学的理解不一致，导致文献中所论述的部分研究内容缺乏明确的生态毒理学意义。2006年，孟紫强[19]提出7条标准以区分环境毒理学与生态毒理学，为研究人员提供了参考。他主要从研究对象的不同、研究目的的差异、实验动物种类及来源、研究结果是否最终涉及对人类的影响等方面阐述了两者差异。自这7条标准提出至今，生态毒理学又已经过了十几年的发展。在此期间，随着实验方法与检测技术的不断完善与进步，卤虫在生态毒理学中的研究又有一些新的内容和成果。鉴于上述情况，本文依托Web of Science、中国知网等数据库，通过文献精准检索、深入阅读，从卤虫在毒理学中的研究入手，分析实验设计初衷与目的，筛选出涉及生态效应的相关文献，将涉及卤虫在水生生态毒理学研究的相关文章归纳总结。从物种特征、优缺点与应用；孵化饲养标准与质量控制；实验类型与暴露方式；主要关注指标与研究目的；存在问题与展望5个方面展开论述，为相关领域的学者和研究人员快速了解该研究方向提供参考。

1 卤虫属的生物学特征、优缺点及应用(Species characteristics of Artemia, its advantages and limitations in experiments and testing areas)

卤虫属(Artemia)为甲壳动物亚门(Crustacea)、鳃足纲(Branchiopoda)、无甲目(Anostaca)、卤虫科(Artemidae: Branchinectidae)唯一的属。因此，该属生物统称为卤虫。其发育过程包括：卵、无节幼虫、后无节幼虫、拟成虫和成虫5个阶段。卵在适宜温度、盐度下，大约18～30 h孵化为无节幼虫，无节幼虫到性成熟一般需要8 d。卤虫这一特点使其成为实验室条件下研究多世代遗传毒性效应的理想物种[20]。成虫体长0.7～1.5 cm，体节分明，分为头、胸和腹3个部分[15]。卤虫具有2种生殖类型：孤雌生殖和两性生殖。不同生殖类型主要由种的特性决定[21]，Sukumaran和Grant[20]研究了不同生殖类型的2种卤虫(有性生殖种Artemiafranciscana和孤雌生殖种Artemiaparthenogenetica)，对化学诱变剂的毒性效应及其子代在生态风险预测中的敏感性，结果发现，孤雌生殖种Artemiaparthenogenetica子代在化学诱变剂影响下出现DNA损伤的概率更大，该物种更适合生态风险预测。卤虫具有2种生殖方式，卵胎生和卵生。其中，卵生方式又有2种卵产生，非滞育卵和滞育卵[21]。滞育卵可长期保存，这对该物种适应恶劣条件，保持物种延续具有重要意义。目前，很多学者以滞育卵为实验材料研究环境中化合物对孵化率的影响，从而预测环境中化合物对卤虫种群可能产生的生态风险。例如：Migliore等[22]研究了多种抗生素对卤虫孵化率的影响，并评估了集约化养殖中使用抗生素可能造成的环境风险；Arulvasu等[23]研究了纳米银对卤虫孵化率的影响，验证了纳米银在mmol·L-1浓度水平下即可对卤虫孵化率产生影响；Sheppard等[24]模拟原油泄露后水体中生物降解过程，并以卤虫孵化率作为评估指标之一对水体的生态风险进行评估。

初孵化的无节幼虫自身贮存一定量的卵黄，具有很高的营养价值，是很好的生物饵料[15]，同时也是研究食物链传递中重要的被捕食生物。利用该特点开展的研究很多。Perez和Wallace[25]研究了不同浓度污染物暴露下草虾对卤虫的捕食成功率。也有学者研究受污染的卤虫被捕食者进食后的毒性效应[26-27]。Xu和Wang[28]对比鱼类在不同暴露条件(水相与食物相)下对重金属的摄入率，他们以示踪性同位素109Cd、75Se和65Zn标记卤虫后投喂给红鲷鱼(Lutjanusargentimaculatus)，以此作为食物相暴露途径。Ajuzie[29]以进食利马原甲藻(Prorocentrumlima)后的卤虫为饵料投喂鲈鱼(Dicentrarchuslabrax)幼鱼，观察鲈鱼的行为变化。卤虫为典型的滤食性动物，可摄食1～50 μm的颗粒物，对5～16 μm的颗粒摄入率更高[21]，张颖等[30]曾研究卤虫对湛江等鞭金藻(Isochrysiszhanjiangensis)、杜氏盐生藻(Dunaliellasalina)和青岛大扁藻(Platymonashelgolondica)的摄食率，发现卤虫对粒径最小的等鞭金藻(藻体长度4.4～7.1 μm)摄食率最高。卤虫这一特点有利于研究水体中细颗粒物的生态毒性，如纳米材料的生态毒性。目前，已有大量文献报道纳米材料(纳米银[31]、纳米氧化铜[32]、纳米二氧化钛[33-34]和纳米级微塑料[35]等)对卤虫的生态毒性。卤虫具有广食性，除自然界中的细菌、微藻和小型原生动物外，其食物还包括人工生产的麦麸、豆粕、米糠和乳清粉等[21]。该特点除了利于卤虫适应多变环境外也利于其实验室饲养，这也是卤虫被大量用于实验室研究的原因之一。

卤虫具有广泛的地理分布，除南极洲外，全球多数地区的盐田或盐湖均有分布。卤虫对极端条件具有很强的适应性，可以在其他生命形式不能生存的环境下存活[36]。由于其较强的环境适应能力，有学者认为卤虫对一些环境化合物的敏感性较其他甲壳纲动物低，并就此进行了实验验证。Davoren和Fogarty[37]测试分析了代表水生生态系统3个营养级的7种生物在特定环境下的敏感性，结果表明，7种生物中卤虫的敏感性低于其中5种生物。Sanchez-Fortun和Barahona[38]对比了淡水与河口附近的4种小型浮游动物对菊酯类杀虫剂的敏感性，发现卤虫的敏感性低于其他3种生物。Watson等[39]研究废水中的含氯消毒剂副产物对一系列生物的毒性效应时，发现该实验中所有采样点的含氯消毒剂副产物对卤虫无节幼虫均未产生明显的致死效应，但对其孵化率产生影响。Zaleska-Radziwill等[40]、李娟英等[41]也曾获得类似的结果。Schultz等[42]利用卤虫耐受性强的特点，对卤虫进行毒物包封，然后投喂鱼类，研究毒物在食物链中的传递。虽然，卤虫对部分化合物敏感性差，但是研究卤虫的生态毒性对反映其生境或所处生态位的影响意义明显。而且有学者认为卤虫是生态毒理学研究的代表性浮游动物[43-44]。

除上述研究外，关于卤虫在水生生态毒理学研究中的应用还有很多，主要集中在以下几个方面：(1)有机污染物的生态毒性研究，目前，使用卤虫研究其生态毒性的有机污染物包括各类杀虫剂[38,45]、抗生素和药物[40,46]、防污剂[47]等；(2)纳米材料的毒性研究，其中，研究最多的是纳米级金属氧化物的生态毒性[31,48-49]，也有学者研究石墨烯纳米颗粒[50]、纳米级微塑料[51]的生态毒性；(3)污染物治理后的生态风险评估，Watson等[39]以卤虫为研究对象，评估污水处理厂中氯化消毒后废水的生态毒性，Redshaw等[52]研究生物竞争法治理水华后的水体对水生生物卤虫(Artemiasalina)、海葵(Aiptasiapallida)的生态毒性，发现生物竞争法可以降低有毒藻类对水生生物的毒害；(4)特殊环境的生态风险评估，有学者利用卤虫研究污水处理厂污泥浸出液的生态毒性[41]，还有学者利用卤虫研究海上钻井平台钻井液的生态毒性[53]等。

2 孵化饲养标准与质量控制(Breeding standards and quality control of experimental designs)

在动物实验中，为保证实验数据真实有效地反映实验结果，实验动物标准化管理至关重要。以卤虫为实验生物开展的研究已有很多，随着实验设备与操作技术的优化，对卤虫的孵化饲养环节已基本建立了一套标准方案。笔者通过文献阅读发现，卤虫孵化饲养标准方面的最详细的资料是联合国粮农组织1996年发布的卤虫孵化培养方法[54]。其中，卤虫的孵化条件为：最佳孵化盐度范围为5‰～35‰，最佳孵化温度范围为25～28 ℃，最佳孵化pH应>8，孵化时溶解氧浓度必须≥2 mg·L-1，最佳孵化溶解氧浓度为5 mg·L-1；如使用非商业灭菌后的虫卵进行孵化时，应使用次氯酸盐进行消毒，以防止细菌感染。若进行完全灭菌可以用次氯酸盐对虫卵进行脱壳处理。孵化过程需要24 h持续关照，光照强度>2 000 lux，虫卵浓度为2～5 g·L-1。卤虫的养殖条件为：最佳盐度范围为32‰～65‰，最常用盐度为35‰；最佳温度范围为19～25 ℃；最佳pH范围为6.5～8；最佳溶解氧浓度为2.5 mg·L-1，养殖密度为5 000～18 000只·L-1。饲养卤虫的主要饵料为微藻、干藻制品、酵母和细菌以及食品生产下脚料等。在投喂策略方面，以单细胞藻类为饵料时，如果没有关于摄食率或最佳饲料水平的数据，可以尝试以不同的藻类浓度投喂，通过显微镜观察估计饲料水平。投喂充足的动物的肠道完全充满，并排出紧实的粪便颗粒。喂食不足的动物的肠道是空的或没有被填满，通常排出松散的粪便颗粒。以干粉类食物投喂时，培养第1周时水体透明度应保持在15～20 cm，之后，水体透明度保持在20～25 cm。在控制感染方面，非循环水培养系统可采用抗生素杀菌，如土霉素。循环水培养系统最佳灭菌方法是提高盐度，最高可将盐度提高到50‰～65‰。学者们在使用不同品种的卤虫开展实验时，大都基于上述孵化饲养条件进行优化。如Arulvasu等[23]选择(30±1) ℃下饲养卤虫，而Bartolome和Sanchez-Fortun[55]则选择在25 ℃、pH 8.6、光照1 000 lux下孵化虫卵。这与不同品种卤虫对环境的耐受性不同有关。

在测试分析试验中，除了规范操作外，质量控制也非常重要，它可以将测试分析结果的误差控制在允许限度内，从而提高实验的可靠性，对实验结果的可行性具有重要有意义。在涉及卤虫的生态毒理学试验中，不同类型的实验存在不同的质量控制。如在急性暴露实验中，有学者认为死亡率<0.2为无毒性效应[56]，有学者以10 s不移动作为个体死亡的标志[55]，在慢性暴露(14 d)的实验中，有学者认为对照组的平均死亡率<20%则实验有效[57]。也有学者并未设置质量控制程序[33,58]。

3 实验类型与暴露方式(Types of experimental designs and the style of Artemia’s exposure to toxic pollutants)

毒理学实验中最常见的毒性作用类型是急性毒性作用和慢性毒性作用，特别是与小型无脊椎动物相关的生态毒性实验。通常研究人员根据研究目的选择毒性作用类型，如研究水华爆发后藻类的毒性时，通常研究藻毒素的急性毒性[59-60]，而研究一些环境化合物对物种生活史、繁殖策略和遗传毒性时选择研究化合物的慢性或长期毒性作用[20]。文献检索结果显示，在以卤虫为研究对象的生态毒性实验中，研究化合物对卤虫的急性毒性作用的文献数量明显多于慢性毒性作用的，这可能与化合物在水体中的稳定性、卤虫的生命周期以及急性毒性实验的可操作性等有关。卤虫的急性毒性试验中，一般的暴露时间为24 h和48 h。有学者将卤虫的无节幼体暴露于4种有机磷农药中，浓度为半数致死浓度(LC50)，观察暴露24 h后卤虫的运动行为(游泳速度)、形态差异和乙酰胆碱酯酶活性变化[61]。Toussaint等[62]在LC50下将卤虫暴露24 h，比较卤虫与其他浮游动物对11种化合物急性毒性的敏感性。Sabour等[63]将卤虫暴露于含藻毒素的水体中24 h后，以卤虫的LC50为标准，分析比较水华中易爆发的几种藻类的急性毒性。以卤虫为研究对象的急性毒性试验主要包括急性制动实验、死亡率实验、行为变化实验和彗星实验等。急性制动实验是计算卤虫在毒物暴露24 h和48 h后静止不动的卤虫的数量[64]。死亡率实验通常是计算同一浓度毒物暴露24、48、72和96 h后卤虫的死亡率，以及不同浓度暴露24 h和48 h后群体中10%、20%和50%个体死亡(LC10、LC20和LC50)的致死浓度[33]。行为变化实验主要是研究卤虫在毒物暴露24 h和48 h后，用一个由摄像机组成的游泳行为记录仪记录其游泳过程，主要记录卤虫的游泳速度和路径[47,65-66]。彗星实验主要用于分析毒物暴露后生物DNA的受损情况[23]。

除急性毒性试验外，也有部分学者关注环境化合物对卤虫的慢性毒性实验。Bustos-Obregon和Vargas[43]研究卤虫暴露于有机磷酸酯二嗪农的慢性毒性效应，以确定卤虫是否可作为水生环境污染的指示指标。李娟英等[41]研究污水处理厂污泥浸出液对卤虫的慢性毒性作用，主要是关注浸出液对卤虫的生长抑制作用。Bergami等[57]对卤虫进行纳米微塑料的长期暴露(14 d)实验，考察其长期暴露下的死亡率。Schiavo等[49]研究纳米氧化锌对卤虫的慢性毒性效应与时间的关系，发现纳米氧化锌对卤虫的毒性效应与暴露时间成正相关。

毒性效应除了与毒物接触时间有关外，与暴露方式也有很大关系。不同的暴露方式产生的效应存在差异，有学者进行了10项不同的试验，对比不同的暴露条件下同一种纳米银悬浮液的毒性，发现纳米材料危害的高质量鉴定应该基于统一的毒性测试方法及纳米材料的特性[67]。卤虫在水生生态毒理学实验中的暴露方式有很多，根据化合物种类分为单一毒物暴露和多种毒物暴露。Schiavo等[49]研究了单一毒物氧化锌纳米颗粒对卤虫的生态毒性。Sanchez等[68]研究了西班牙南部砷污染(NaAsO2)与卤虫生物入侵的关系。Rotini等[32]研究了氧化铜纳米颗粒对卤虫等几种海洋模式生物的生态毒性。类似研究还有很多，但是，在实验室以外的环境中单一污染物单独存在的可能性较小，所以更多的研究涉及多种毒物暴露。多种毒物暴露实验主要分为：多种毒物分别暴露和混合物暴露。有学者以卤虫为研究对象采用分别暴露的方式研究地表水中抗菌药物、雌激素和细胞抑制剂的生态风险[40]。Minguez等[69]研究了48种药物分别暴露对卤虫的毒性效应，并根据公式计算出药物混合物的生态毒性。当2种或多种化合物同时存在于环境中时，研究其生态毒性必须以混合物暴露为暴露方式，如在农田附近水体中除草剂和杀虫剂往往同时存在，Van den Brink等[70]研究了杀虫剂和除草剂混合物对卤虫的联合毒性，Sabour等[63]研究了水华中藻类有毒成分(通常为多种化合物的混合物)对卤虫的生态毒性。

根据暴露生物种类划分，暴露方式分为单一物种暴露和多物种暴露。每一项研究除了考虑研究意义外，其可行性也是一个重要因素。当研究的化合物种类很多时，研究人员通常选择代表性物种作为实验对象。Migliore等[22]研究5种药品进入环境后的生态风险时，只选择了代表性的卤虫作为研究对象。还有学者以卤虫为实验动物研究了56种杀虫剂的生态毒性[71]。另外，在研究特定环境下水体的生态风险时，也会选择代表性物种作为研究对象。Serrano等[72]研究了高盐度水中有机污染物的分布和潜在生态风险，他们通过分析不同采样点采集的卤虫体内污染物浓度，揭示了高盐度水体中的代表性生物面临的潜在威胁。动物生态学实验中的研究对象往往是生态系统中的种群、群落和生态系统。所以，在生态毒理学的研究中，通常认为多物种或不同种群的暴露结果的生态学意义更加明显。另外，随着实验室条件优化、模式生物的开发和实验设备的进步，越来越多的生态毒理学实验以多物种暴露为主。目前，在水生生态毒理学的研究中大量实验选择以生物组系(bioassay battery)或多物种组成的微生态系统(Microcosm)为研究对象，研究环境化合物对整个生物组系或微生态系统的毒性效应，从而更好地反映化合物对不同物种或不同营养级生物的影响，进一步推测化合物对生态系统的影响及化合物在生态系统中迁移转化规律。涉及卤虫的多物种暴露实验主要有对比暴露、生物组系暴露。目前，以卤虫为实验动物进行的对比暴露实验包括同一物种不同品种间的对比和不同营养级多个物种间的对比。有学者对比了乙基甲磺酸对于不同繁殖方式的2种卤虫的遗传毒性，发现在相同毒物暴露下不同生殖策略的多代遗传毒性存在差异[20]。还有研究比较了卤虫等5种水生生物分别暴露于多种化合物中的敏感性，结果表明，5个试验物种对大多数化学物质的中毒浓度排序相似[73]。生物组系暴露是生态毒理学中最常用的暴露方式。生物组系暴露为多种暴露试验的组合，其主要实验类型有发光细菌实验、藻类毒性试验、种子发芽实验、浮游动物致死率实验和幼鱼中毒效应实验等[64,74]。其中，浮游动物致死率实验中，常用物种之一就是卤虫。有研究以三角褐指藻的毒性试验和卤虫的急性致死实验为测试组系评估意大利近海钻井活动产生的钻井液可能对海洋生态系统产生的生态风险[53]。通常认为实验物种越多越能够准确反映化合物对生态系统的毒性，因此，Davoren和Fogarty[37]、Libralato等[75]和Faimali等[59]多位学者都选择了多物种暴露的生物组系暴露方式来评估环境中某种或某类化合物的生态毒性。由于不同生物对不同化合物的敏感性不同，生物组系暴露中选择合适的生物很重要。有学者评估了几种浮游动物的毒性测定方法的敏感性，发现藻类生物测定法比以卤虫为实验动物的无脊椎动物死亡率测定法更敏感[76]。

暴露方式根据暴露场景分为原位暴露和实验室暴露。由于环境要素复杂多变，原位暴露在生态毒理学研究中具有重要意义，原位暴露可以更好地反映化合物对研究区域生态系统的影响。Serrano等[72]采集野外原生卤虫并利用气相色谱-高分辨率飞行时间质谱联用技术(GC-TOF MS)检测其体内的多种有机污染物，分析高盐水生生态系统的有机污染模式，从而预测采样区潜在生态风险。Napiorkowski等[77]采集原位水体样品养殖卤虫，预测采样点水体的生态毒性。由于原位暴露的不可控因素较多，目前，利用卤虫开展的暴露实验多以实验室暴露为主。如上文论述的纳米材料[31]、杀虫剂[38,45]、抗生素[40,46]和重金属[68]等生态毒性实验均是在实验室条件下开展的。

4 主要关注指标与研究目的(Key experimental indicators and research objective)

涉及卤虫的毒性试验很多，不同实验设计的研究目的不尽相同。通过化合物暴露，研究目的最终关系到人类健康的研究通常被认为是环境毒理学的范畴，以化合物对生态系统中的非人类生物的毒性效应为指标，进而分析化合物对生态系统的影响的研究通常被认为是生态毒理学的范畴[19]。在众多水生生态毒理学文献中，以卤虫为实验动物的研究中最常使用的实验指标包括卵的孵化率、生长状况、行为变化和死亡率等。Migliore等[22]以卤虫孵化率和死亡率为实验指标分析了抗生素的生态毒性。Vismara[78]研究了甲醇、乙醇和正丙醇对卤虫孵化率的影响，并得出了不同化合物对卤虫的LC50，从而揭示3种化合物在环境中对卤虫生存繁衍的影响。以行为变化为实验指标的研究主要是观察化合物暴露后卤虫游泳行为的变化[65,79]和化合物对卤虫趋光性的抑制作用[55]等。除此之外，也有学者通过组织形态学变化来判断化合物对卤虫的毒性效应。Kachenton等[80]对纳米钛暴露后的卤虫进行组织切片观察，发现卤虫整个肠道阻塞，上皮细胞形态异常，出现增生、绒毛变形、排列紊乱、严重水肿和坏死等现象。随着仪器设备及试验方法的不断更新优化，无脊椎动物在生态毒理学研究中被关注的指标越来越多，分子层面的一些指标也开始用于无脊椎动物的生态毒性研究。Venkateswara Rao等[61]利用彗星实验研究纳米银颗粒对卤虫的DNA损伤，发现纳米银颗粒浓度与DNA损伤比例呈正相关关系[23]。还有学者关注了某些酶的活性变化，如乙酰胆碱酯酶，它可以将神经递质乙酰胆碱快速水解成胆碱和乙酸盐，在胆碱能突触的神经传递中起着重要作用。Varo等[81]对比有机磷农药对2种卤虫(入侵种与本地种)不同发育阶段乙酰胆碱脂酶的抑制作用，发现入侵种的敏感性低于本地种。由于三磷酸腺苷(ATP)酶活性变化可以用来衡量化合物的毒性效应，因此，有学者以ATP酶活性作为研究指标分析防污涂料对卤虫ATP酶活性的影响[82]。

在毒理学实验中，设置合适的实验指标可以直接了解化合物的毒性效应。但是在生态毒理学实验中，实验指标除了明确毒性效应外，还要明确化合物对生态系统中生物或生态系统的影响，以预测生态风险。根据研究目的划分，卤虫在水生生态毒理学中研究大致可以分为3类：(1)直接危害研究，即关注环境化合物对生物的直接毒害，此类研究很多，如前文提到的生长抑制实验[41]、趋光性抑制实验[55]、组织切片观察实验[80]、乙酰胆碱脂酶活性变化实验[81]和ATP酶活性变化实验[82]等；(2)间接效应研究，间接效应主要是通过毒性效应对某些技术或方法进行生态评价，目前相关研究主要集中于修复效果的生态评价，其中，利用生物组系暴露实验评价某种修复技术的修复效果的研究最多；Edmilson Souza Freitas等[83]以卤虫急性毒性试验、植物发芽率与生长抑制实验等评估使用铝盐和植物凝集素降低水体的浊度和毒性的效果；Ambrosio等[84]研究光芬顿反应(Phtoto-Fenton reaction)降解水体中的生物柴油，并利用卤虫的致死试验评估水体的修复效果；(3)潜在风险研究，即关注化合物的潜在风险，学者们开展的急性暴露实验中所关注的死亡率多以预测化合物的潜在风险为目的，Koutsaftis和Aoyama[85]利用急性毒性试验研究化合物对卤虫的LC20、LC50和LC80值，并基于这3个浓度进一步研究温度和盐度对卤虫死亡率的影响，从而更好地评估化合物的潜在生态风险；Rotini等[32]和Sibila等[58]研究不同浓度梯度暴露对卤虫的LC50，其目的也是预测化合物的潜在毒性效应；Niu等[86]利用微囊藻毒素对卤虫等水生生物的急性毒性数据构建物种敏感性分布模型，从而预测海河上游微囊藻毒素的生态风险；还有学者研究化合物与卤虫生物入侵的关系，Sanchez等[68]从急性致死率实验结果推测出砷污染抑制了卤虫在西班牙南部的生物入侵现象。

5 存在问题与展望(Existing limitations and future prospects)

卤虫生命周期短且分布广泛，其滞育卵可长期保存并在适宜条件下具有高孵化率，因此，卤虫在水生生态毒理学研究中得到较好的应用。但是，就目前的研究进展而言，还存在一些问题。由于其种间差异、繁殖方式差异和原生生境差异等，目前缺乏统一的实验标准将卤虫在生态毒理学的应用推广到更广泛的领域。例如，Kos等[31]提出，目前还没有统一的检测方案可以就不同化合物危害鉴定结果进行比较。他们通过比较不同实验室间卤虫暴露于纳米银颗粒后的毒性效应找到了化合物危害鉴定结果无法统一的部分原因，包括孵化条件和纳米材料的形态等。也有学者尝试利用卤虫建立生物富集模型，他们利用线性回归模型和分段回归模型计算，发现水体和卤虫组织中硒浓度之间存在显著正相关关系，但当水体中硒浓度<10 mg·L-1，模型的预测能力非常弱[87]。

新孵化的卤虫幼虫被认为是多种实验研究的优良饵料[88-89]，有研究人员利用生物强化技术为养殖业的疾病治疗和营养物质强化提供支持[90-91]。在生态毒理学研究中，也有学者利用化合物浸染后的卤虫投喂捕食者，研究化合物在食物链中的传递[26-27]。但是，在同一环境下捕食者与被捕食者往往同时受到毒物威胁，之前的研究大多只关注捕食者进食后的毒性效应，忽略了污染物对被捕食者的毒害作用及其对污染物的代谢。因此，要准确评估化合物的生态毒性应该采用多营养级生物同时暴露的方法，并且深入分析不同营养级生物对化合物的代谢过程。

利用卤虫进行的毒性实验中最多的是急性毒性实验，多数急性暴露不以环境浓度为依据[56,58,73]，但是要更好地了解化合物对环境中生物的毒性效应，必须基于环境浓度开展研究，同时，结合环境要素研究化合物的长期毒性效应和遗传毒性，从而对化合物的生态风险进行全面的预测。另外，目前开展的实验多以实验室模拟为主，而自然环境复杂多变，原位暴露实验的生态学意义更明显。为了精准模拟环境要素或环境化合物对自然环境中生物的影响，今后在卤虫的生态毒理学实验中应加强不同生态位物种组合实验，同时考虑环境因素与化合物对卤虫的联合效应。多物种组合暴露是当前生态毒理学研究的主要趋势，但是，生物组系中不同生物测试方法的敏感性存在差异，合理选择生物测试方法有利于准确了解化合物的生态毒性。在生态毒性暴露实验中，除生物组系暴露外，还有研究人员采用微生态系统暴露实验分析化合物对复杂生态系统及生物多样性的影响。微生态系统实验是以多种生物共同组成的微生态系统为研究基础，研究环境化合物对系统内生物生理活动的影响[92]。其优点是可以尽量还原自然环境中的生态毒性效应和规律。之前有学者认为，大型水蚤是许多无脊椎动物中最敏感的一种，轮虫最不敏感[93]。所以，目前的微生态系统研究中的浮游动物通常选择这2种生物，选择卤虫作为微生态系统组分进行生态毒理学研究的文献很少。笔者认为，在研究以卤虫为代表性物种的水环境时，可以建立由卤虫和其他生物组成的微生态系统开展研究。

目前，大部分研究关注毒性效应及其所反映的生态风险，而就生物体而言，其中毒机制的研究有待深入。Nikinmaa和Rytkonen[94]在论述功能基因组学在水生毒理学中的应用时，提出的“功能基因组研究对解决当前环境问题具有重要意义”。关于卤虫在生态毒理学中的研究也应该从基因组学和蛋白质组学等研究方向出发，挖掘其耐受性及毒性效应相关基因、蛋白和酶等，从而明确卤虫对外界干扰的调控机制。另外，随着高通量测序技术的发展，学者们已经开始从事化合物对卤虫肠道微生物的干扰研究[95]，虽然，该研究方法尚未出现在卤虫相关的水生生态毒理学研究中，但未来可以将肠道微生物变化作为卤虫在水生生态毒性实验中的一个指标。

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