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壬基酚(Nonylphenol,NP)是一种典型的环境内分泌干扰物,主要源于农药助剂中乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚(NPEOs)降解或含NP污废水排放,可通过污泥农用、污水灌溉、农药使用等农业途径进入农田土壤,使农田土壤成为NP主要汇集地。不同工业来源的NP异构体组成不同,目前已确定的有22种,主要有直链和支链两类,不同NP异构体理化特性相近,但生物活性却显著不同。前人利用MCF-7乳腺癌细胞试验、酵母双杂交试验等研究发现,p353-NP、4-NP363和4-NP33具有较高的雌激素活性,而4-NP262、4-NP22的雌激素活性较低。因此,研究不同NP异构体的生物活性对识别和评价不同工业来源NP的生态和健康风险具有重要意义。蚯蚓作为评价化学品土壤污染生态效应研究的理想模式生物,对土壤环境中的污染物具有较强的敏感性和指示作用。目前,有关NP对蚯蚓生物效应的研究主要集中在各种同分异构体的综合效应上,具体表现为对酶活及繁殖力的影响,未能阐明土壤NP异构体污染对蚯蚓繁殖力的抑制是否与生殖系统损伤有关,以及揭示不同NP异构体污染对蚯引的生长、生殖系统影响的差异。因此,在前人研究的基础上,本试验选用两种典型NP异构体:直链对位4-NP和支链对位p353-NP作为受试化合物,采用14C示踪元素法研究NP异构体在蚯蚓体内的蓄积动力学特征并揭示NP异构体生物蓄积对蚯蚓生殖系统(器官、细胞、DNA等)和繁殖能力的影响,从微观和个体层面揭示不同NP异构体对蚯蚓生殖能力的影响,为土壤NP污染生态风险评价提供基础数据,为建立NP异构体活性-构效模型提供理论研究基础。主要研究内容和结果如下:(1)壬基酚异构体p353-NP在蚯蚓体内的生物蓄积动力学研究通过实验室模拟的方法,以威廉腔环蚓为实验生物,运用14C示踪法研究了p353-NP在威廉腔环蝴体内的生物富集动力学特征。结果显示:①威廉腔环蚓对土壤中p353-NP的富集趋于稳定时(96d)的富集量为4.49 mg·g-1湿重6.73mg·g-1,其中有机溶剂可提取态p353-NP占富集总量的23.55%～38.38%,结合残留态p353-NP占富集总量的61.62%～76.45%,主要以结合残留态为主;生物-土壤蓄积因子为0.95～1.89。②威廉腔环蝴对土壤中p353-NP的富集量与暴露浓度、暴露时间正相关,并受暴露浓度、暴露时间及两者相互作用的显著影响(p<0.001)。(2)土壤壬基酚异构体p353-NP污染对蚯蝴生殖系统的影响利用单细胞凝胶电泳、瑞-姬染色分析、组织切片等技术,测定和分析p353-NP异构体暴露对蚯蚓精细胞DNA链损伤,精子形态,生殖器官显微和超微结构形态变化等,研究表明威廉腔环蚓对土壤中p353-NP的生物富集会对蚯蝴精细胞造成DNA损伤,影响威廉强环蚓精细胞的正常形态,在浓度≥128 mg·kg-1暴露下对蚯蚓精细胞DNA的损伤程度与对照组间有显著差异(p<0.05),诱发蚯蚓精子的高致畸率;土壤中p353-NP暴露对蚯蝴精细胞DNA损伤、对精子细胞的致畸率受蚯蚓体内p353-NP富集量、暴露时间及两者相互作用的显著影响(p<0.001);同时p353-NP暴露会对蚯蚓的精巢、贮精囊、前列腺及雄孔产生病变,且精巢、贮精囊、前列腺病变频率、程度均与暴露浓度、暴露时间均呈正相关;而雄孔病变频率与程度与暴露浓度呈正相关,与暴露时间未见相关性。(3)不同土壤NP异构体污染对蚯蚓生长及繁殖能力的影响研究土壤p353-NP、4-NP污染对蚯蚓体重、繁殖率等繁殖参数的影响,结果表明:土壤中p353-NP和4-NP暴露对威廉腔环蚓存活情况的影响无显著差异(p>0.05);均会抑制威廉强环蚓的正常生长,浓度≥128 mg·kg-1时表现出与低浓度组81.92 mg·kg-1暴露下的显著差异(p<0.05),p353-NP暴露下对蚯蚓生长的抑制作用大于4-NP;同时也会对对威廉腔环蚓的繁殖能力产生抑制,抑制程度无明显差异(p>0.05),且土壤p353-NP污染对蚯蚓繁殖力的抑制与生殖系统损伤有关。