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近年来土壤重金属污染不断加剧,土壤重金属污染的治理已成为当前急需研究的课题,植物修复在这类污染治理中恰恰具有不可替代的优势,将发展成为污染治理领域的朝阳产业,但超积累植物生物量小、土壤中重金属生物有效性低是该项技术成功应用的主要限制因素。近年来提出的螯合诱导—植物修复技术虽能提高修复效率,但缺点是环境风险大,成本高;蚯蚓在改善土壤结构、水分和养分供应、提高土壤肥力方面的作用也是农业中的一个古老研究课题,其效果是肯定的也是明显的,同时作为土壤动物区系的代表类群,蚯蚓与土壤环境污染物间的相互作用已被大量研究。因此可设想,在重金属污染土壤中接种耐性蚯蚓种,通过蚯蚓活动增加植物生物量和对重金属的活化,来提高重金属污染土壤的植物修复效率的可能性,从而为重金属的植物修复寻求一安全、经济的技术途径。 本研究以黄泥土为实验土壤,选用威廉环毛蚓(Pheretima guillemi Michaelsen)和赤子爱胜蚓(Esisenia foelide)为供试蚓种,通过室内模拟重金属Cu、Cd污染实验,对两种蚯蚓种的急性毒性毒理进行研究,揭示出不同蚯蚓种对重金属的剂量--效应关系,计算LC50,选择出耐污力强的蚓种;利用盆栽实验、重金属形态的Tessler连续提取等方法,对黄泥土和高沙土中Cu(0、100、200、300mg·kg-1)、Cd(0、5、10、15mg·kg-1)各处理的形态分布进行研究,再通过对比接种与不接种蚯蚓处理,来研究蚯蚓活动对两种土壤中Cu、Cd主要形态及高丹草有效性的影响并揭示其机理,为蚯蚓在植物修复技术中的应用与发展提供理论依据。 通过对两种蚯蚓的急毒性效应研究结果表明,Cu、Cd浓度与赤子爱胜蚓和威廉环毛蚓的死亡率均呈极显著正相关,Cu、Cd浓度与赤子爱胜蚓的抑制率呈显著正相关,与威廉环毛蚓的抑制率则呈极显著正相关;赤子爱胜蚓体内Cd累积量与土壤Cd浓度呈显著正相关外,赤子爱胜蚓体内Cu累积量与土壤Cu浓度、威廉环毛蚓体内Cu、Cd累积量与土壤Cu、Cd浓度的关系均表现为先上升后下降的趋势。赤子爱胜蚓和威廉环毛蚓的LC50Cu分别为387~555mg·kg-1、412~653mg·kg-1,LC50Cd分别为809~1138mg·kg-1、708~1030mg·kg-1。综合评价,威廉环毛蚓是进行进行植物修复应用中的合适蚓种。 外源cu进入土壤后,高沙土中主要形态分布为碳酸盐结合态(Carb-Cu)和有机态(WBO-Cu),黄泥土中则以碳酸盐结合态(Carb-Cu)和铁锰氧化态(OxMn-Cu)为主。外源Cd进入土壤后,高沙土中主要形态为交换态(Exch-Cd)和碳酸盐结合