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本研究以国际上关注的热点问题—兽药残留对环境生物的潜在毒性为切入点，以畜牧业生产中广泛使用的抗寄生虫药物阿维菌素(AvermectinBla)为主要研究对象，应用生态毒理学、生物化学、微宇宙和种群关系的研究与分析方法，从分子、细胞、个体和种群4个水平上研究了阿维菌素对3种土壤动物蚯蚓(Eseniafetida)、跳虫(Folsomiafimetaria)、线蚓(Enchytraeuscryptius)及土壤微生物的生态毒理效应，筛选出了敏感而稳定的蚯蚓生物指示物(Biomarkers)，并根据获得的系列生态毒理数据，构建了评价药物生态风险的方法，为建立我国的兽药生态风险评价体系和为兽药使用的环境安全提供了依据。
本研究的主要结论如下：1)蚯蚓的急性毒性试验：选用国际标准试验方法(OECD，1984)蚓种赤子爱胜蚓(Eseniafetida)，比较了阿维菌素和安普霉素、磺胺二甲基嘧啶2种兽药抗生素在2种暴露系统下蚯蚓的急性毒性和敏感性。结果表明：用滤纸法、人工土壤法测得的阿维菌素对蚯蚓的半数致死浓度(LC50)分别是8.19ug/cm2、15.2mg/kg。滤纸接触法测得的安普霉素、磺胺二甲基嘧啶对蚯蚓的LC50分别大于10ug/cm2和大于15ug/cm2。人工土壤法测得的安普霉素和磺胺二甲基嘧啶14天的LC50均大于5000mg/kg。3种测试药物对蚯蚓急性毒性由高到低排列为：阿维菌素＞安普霉素＞磺胺二甲基嘧啶。以农药的标准来判定，阿维菌素对蚯蚓的急性毒性属于低毒。但相对而言，阿维菌素对蚯蚓的繁殖毒性较大。
2)3种药物对土壤微生物影响的比较研究结果表明：阿维菌素对土壤微生物呼吸的影响与土壤有机质含量有关。在有机质含量高(61.36g/kg)的土壤中，药物能刺激微生物的呼吸；在低有机质含量(29.94g/kg)的土壤中则对土壤微生物呼吸有抑制作用，3种兽药表现出同样的规律。阿维菌素对土壤中的细菌的生长有一定的抑制作用，对真菌的作用因土质而异。安普霉素、磺胺二甲基嘧啶对土壤中的细菌的生长均有抑制作用，这2种药物对真菌的影响也表现出明显的地域差异。土壤微生物对药物敏感性的大小顺序为：安普霉素＞磺胺二甲基嘧啶＞阿维菌素。
3)土壤中不同无脊椎动物对阿维菌素的敏感性研究结果显示：阿维菌素对跳虫、线蚓的生存有明显的影响(P＜O.05)，其LOEC值分别为1mg/kg和150mg/kg，而对蚯蚓的生存没有影响。阿维菌素能抑制蚯蚓的生长发育，其LOEC值为0.5mg/kg。阿维菌素对跳虫、线蚓、蚯蚓的繁殖具有明显的抑制作用(P＜0.05)，其LOEC值分别为0.25mg/kg、25mg/kg和0.25mg/kg，并显示了明显的剂量-效应关系。跳虫对阿维菌素最敏感，蚯蚓次之，线蚓对阿维菌素的耐受性最高。
4)选择4种生物标志物研究了阿维菌素胁迫对蚯蚓分子和细胞水平的影响。结果显示：阿维菌素对蚯蚓体内乙酰胆碱酯酶(AchE)的活力有抑制作用，对谷胱甘肽硫转移酶(GST)的活力在染毒的初期有明显的激活作用(P＜0.05)。阿维菌素胁迫对SOD的活力没有表现出规律性的变化。AchE和GST活力变化可用于定性反映土壤中阿维菌素的污染状况。阿维菌素明显减少蚯蚓溶酶体膜中性红保持时间(NRR-time)(P＜0.05)，NRR-time与土壤中阿维菌素浓度有明显的剂量-效应关系。蚯蚓溶酶体中性红染色时间与蚯蚓繁殖指标间有高度相关性(r2=0.9209)，因此，蚯蚓NRR-time可以作为药物对蚯蚓种群影响进行早期预警的敏感生物指示物。
5)在国内首次研究了阿维菌素对捕食者—猎物系统中种群动态的影响。选取革螨和跳虫构成捕食者—猎物系统，研究在阿维菌素胁迫下，对不同种群数量动态及关系的变化。应用构建的数学模型(y=aekx)，分析了种群变化与药物的关系。结果表明：猎物种群数量的变化主要与阿维菌素的直接毒性有关，同时捕食者的捕获对其种群的变化也有影响。而捕食者种群数量的变化，主要与猎物数量减少引起的食物短缺有关，与药物的直接毒性无关。
6)应用实验测得的阿维菌素对土壤无脊椎动物的生态毒理数据，参考化学物质生态风险评价的方法和程序，构建了阿维菌素生态风险评价分级标准的框架，并对阿维菌素对土壤环境的生态风险进行了综合评价。评价结果表明，阿维菌素的综合风险等级为高风险，这种高风险是阿维菌素对土壤生物在分子、细胞、个体和种群不同的层次影响的综合体现。因此，在畜牧业生产中应限制阿维菌素的使用或寻求替代品，以减少该兽药对生态环境的影响。