土壤环境中通常多种污染共同存在，不同污染物的之间的相互作用所产生的协同作用能够对生物产生更强的毒害作用。农药和重金属等污染物在土壤动物中的生物累积会最终改变土壤生态系统的结构和功能。蚯蚓在生态服务中具有重要的作用，通常被视为土壤的重要指示生物。化学污染物的环境风险评价与表征通常基于单一物质，多种污染物复合污染联合毒性效应至今为止还未被应用于风险评价的框架中。由于环境中实际暴露的污染物通常以复合污染的形式存在，因此基于单一污染物的评估框架在很大程度上会低估环境风险毒性和风险。本论文以蚯蚓（赤子爱胜蚓，Eisenia fetida）为研究对象，从个体、细胞（DNA损伤）以及遗传（基因表达）水平上对除草剂环草隆和重金属镉(Cd)的单一和复合污染毒性效应和机制进行了研究，并探讨和改进了现有复合污染物毒性的评估方法和模型。　　首先，本研究通过急性毒性试验研究了赤子爱胜蚓对环草隆及重金属Cd的致死反应。根据OECD指南进行蚯蚓生物暴露试验，采用概率分析法计算得到蚯蚓半致死浓度(LC50)，结果表明，赤子爱胜蚓的重金属Cd和环草隆的LC50值分别为6.7μg/cm2和13.3μg/cm2。在环草隆的污染暴露下，蚯蚓个体会产生包括皮肤炎症、损伤，甚至会身体后部的损失和断裂等一系列的毒性效应。采用滤纸接触法和彗星试验研究了赤子爱胜蚓在细胞水平上（个体细胞中的DNA损伤）对亚致死浓度下环草隆和重金属Cd的单一、复合污染的联合毒性响应;此外，通过实时定量聚合酶链反应(PCR)分别对单一、复合污染物下的蚯蚓的金属硫蛋白(MT)和热休克蛋白70(Hsp70)的基因表达进行了分析，揭示了基因水平上环草隆和重金属Cd复合污染的联合毒性效应。　　本研究结果发现，较高浓度环草隆能够诱发蚯蚓的体腔细胞，产生显著DNA损伤(p＜0.01);而所有试验浓度Cd处理都可以引起蚯蚓显著的DNA损伤;环草隆和重金属Cd复合污染污染下蚯蚓的DNA损伤较两种污染物单一污染更严重。此外，环草隆和重金属Cd较低效应水平的复合污染表现出显著的协同作用(CI＜1)，而在较高的效应水平下则具有显着的拮抗作用(CI＞1)。　　在基因水平上，重金属Cd单一污染导致MT基因表达变化显著，而Hsp70基因表达变化轻微。环草隆单一污染时，所有处理中的MT基因表达均表现出了显著降低(p＜0.01)，而仅在较高的浓度下Hsp70基因表达才表现出下降现象。Cd和环草隆复合污染下，MT和Hsp70的基因表达均出现了显著的降低(p＜0.01);并且当两种污染物的暴露水平较低的情况下，MT和Hsp70的基因表达均表现出了接近加和的效应(CI=1)，而在较高的效应水平下则表现出了显著的协同作用(CI＞1)。　　以上结果表明，采用生物标志物（如基因表达或DNA损伤）以及数学模型模拟可以对复合污染物的环境风险进行有效地评估;而环草隆和重金属元素Cd复合污染的协同作用表明这些化学物质在环境中共同存在具有更高的潜在风险。因此，本研究结果能够为土壤生态系统中复合污染的生态风险评估提供方法体系和数据基础。