生物质炭在多个领域都有广泛的应用前景,蚯蚓作为“土壤工程师”,与施加到土壤中的生物质炭有复杂的相互作用,以蚯蚓为指示生物来反映生物质炭的生态安全性,为生物质炭的合理使用提供重要依据。本研究以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为试验生物,探究了350℃、550℃和750℃三种温度下制备的牛粪生物质炭在个体水平、细胞水平和生理生化水平对赤子爱胜蚓的毒性效应,并对牛粪生物质炭潜在的致害因子进行改性,比较改性前后对赤子爱胜蚓在个体水平上的差异。通过自然土壤法,研究了三种温度制备的牛粪生物质炭对赤子爱胜蚓的急性毒性效应和回避行为的影响,并对蚯蚓体内抗氧化酶系中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性和丙二醛(MDA)含量的影响以及对体腔细胞溶酶体膜损伤的影响,揭示牛粪生物质炭的毒性机理。具体研究成果如下:(1)350℃、550℃和750℃牛粪生物质炭对蚯蚓的急性毒性试验结果表明:三种牛粪生物质炭对蚯蚓都表现出毒性效应,随着生物质炭比例的增加,各处理组蚯蚓的死亡率也随之增加。350℃、550℃和750℃牛粪生物质炭在暴露14d时的LC50分别为5.56%、5.84%和4.96%,750℃的牛粪生物质炭对赤子爱胜蚓的的毒性要高于其他两种温度的牛粪生物质炭。(2)牛粪生物炭对蚯蚓回避行为的影响结果显示:350℃牛粪生物质炭各处理组对蚯蚓的回避率都达到100%,对蚯蚓产生了明显的毒害作用;550℃牛粪生物质炭对蚯蚓回避行为的影响较弱。(3)探究350℃、550℃和750℃牛粪生物质炭对蚯蚓体内抗氧化酶活性和MDA含量的影响结果为:三种牛粪生物质炭的POD活性的时间效应不显著,CAT活性存在明显的时间效应和浓度效应,SOD活性都存在明显的时间效应。550℃牛粪生物质炭对蚯蚓抗氧化酶系的激活作用比其他两个温度的强,MDA含量有相同的变化趋势,随着生物质炭浓度的增加而增加,存在明显的时间效应和浓度效应。(4)研究了牛粪生物质炭对赤子爱胜蚓溶酶体膜的损伤程度,结果表明:在350℃、550℃和750℃牛粪生物质炭的污染胁迫下,赤子爱胜蚓体内的溶酶体膜均受到损伤,中性红保留时间变短,并存在明显的时间-效应关系;除暴露2d时的处理组外,三种牛粪生物质炭对蚯蚓溶酶体膜的损伤也存在明显的浓度-效应关系。(5)比较了去除PAHs之后,750℃牛粪生物质炭在个体水平对赤子爱胜蚓的毒性效应的差异,结果表明:在改性后的牛粪生物质炭的暴露下,低中浓度处理组的赤子爱胜蚓的死亡率明显下降,表明PAHs是牛粪生物质炭对赤子爱胜蚓的一个致害因子。