农药的广泛使用对农作物的增产起到了重要作用,但同时大量农药的使用也对环境生态系统造成了污染。农药在生产或使用过程中,可通排污、淋溶及直接施用等方式进入水生态系统,污染水体,对水生生物产生毒害作用。常用的农药中有一百多种具有手性,且大多数以外消旋体的形式生产使用,而手性农药对映体表现出来的生物活性往往是不同的,甚至是截然相反的。因此,在对映体水平上进行污染物的环境安全评估更准确可靠,是环境科学领域一个新的发展方向。颤蚓是一种典型的底栖动物,其对污染的环境有很强的耐受性,对水质和底质两方面的污染反应都敏感,常被作为考察水体污染程度的指示生物。本研究选择颤蚓作为研究对象,评价了4种常用手性农药在颤蚓体内的选择性富集、代谢,以及颤蚓的存在对农药对映体在水环境中的分布、代谢和降解行为产生的影响。同时测定在手性农药胁迫下颤蚓生理指标发生的变化,进一步对选择性产生的机理进行初步探讨。这是关于手性农药对映体在颤蚓体内选择性行为的首次报道。选定4种常用手性农药,氟虫腈、水胺硫磷、三唑酮和禾草灵,利用高效液相色谱手性固定相(CDMPC)法建立了氟虫腈、水胺硫磷和禾草灵及其代谢产物禾草酸对映体的分离方法,利用气相色谱手性固定相法对三唑酮及其代谢产物三唑醇的六个立体异构体进行了同时拆分。经溶剂萃取、SPE净化,建立了农药对映体在颤蚓、土壤和水样本中的残留分析检测方法。利用水体染毒和底层基质染毒两种培养方式对选定手性农药的富集、代谢行为进行了研究。结果显示,在两种方式培养颤蚓的富集实验过程中,氟虫腈、水胺硫磷和三唑酮均能在颤蚓样本中检出,表明颤蚓在不同的生活环境下对该3种农药均有一定程度的富集。而在禾草灵富集试验中,颤蚓样本中未检测到禾草灵,但检测到了其水解产物禾草酸。进一步实验得出,由于颤蚓的存在禾草灵在水中快速水解为禾草酸,所以本文仅研究禾草酸对映体在颤蚓中的富集行为。氟虫腈、水胺硫磷、三唑酮、三唑醇和禾草酸在染毒水培养富集过程中具有明显的对映体选择性,颤蚓体内的浓度R-(-)-氟虫腈>S-(+)-氟虫腈、(-)-水胺硫磷>(+)-水胺硫磷、S-三唑酮>R-三唑酮、(1R,2S)-三唑醇>(1S,2R)-三唑醇>(1R,2R)-三唑醇>(1S,2S)-三唑醇、R-(+)-禾草酸>S-(-)-禾草酸。而在底层基质染毒培养试验中,只有氟虫腈和三唑醇富集过程中具有明显的对映体选择性,推测颤蚓在不同暴露方式下通过不同的途径富集环境中的农药,不同富集途径中参与的手性选择因子不同导致选择性水平出现差异。对颤蚓体内三唑酮和三唑醇的代谢行为进行了研究,发现三唑酮的代谢速率较三唑醇快,经水培养的代谢过程也具有对映体选择性。在选定农药在培养基质中的分布和代谢行为研究中发现,氟虫腈、水胺硫磷和三唑酮在底层基质中均表现出明显的代谢。在添加颤蚓的底层基质中农药的代谢速率显著高于对照组,说明除去土壤微生物的代谢作用外,颤蚓表现出对底层基质污染的净化作用。而对上层水中农药的检测发现,颤蚓的存在有利于底层基质中的农药向上层水扩散,使底层固体基质中的污染物得以释放,可能对水系统中上层水生生物造成胁迫。实验中发现,禾草灵在水体中可发生自然水解,降解速率低且不存在对映体选择性,颤蚓的存在不仅可以显著加速禾草灵的水解,而且使水解过程发生显著的对映体选择性,生成R-(+)-禾草酸浓度显著高于S-(-)-禾草酸。为了探讨选择性产生的原因,进行了光学纯禾草灵及禾草酸在水中单体培养试验。结果发现,禾草灵在水解过程中会出现构型翻转,而禾草酸对映体在实验过程中保持光学稳定,表明选择性的产生是由于禾草灵两个对映体之间转化速率的差异所致。利用颤蚓匀浆液制备了颤蚓的粗酶液,并建立了粗酶液蛋白含量、MDA含量、CAT, GST及GR酶活性测定方法。利用水培养染毒,研究了氟虫腈及其对映体对颤蚓CAT和GR酶活性的影响,结果发现氟虫腈及其对映异构体对颤蚓抗氧化酶的影响较小,在实验选定浓度下酶活性均未检测到显著变化；在水胺硫磷及其对映体对颤蚓CAT和GR酶活性及MDA含量的影响研究中发现,暴露浓度与酶活性之间不存在明显的剂量-效应线性关系,但在同一浓度下,对映体之间对抗氧化酶活性影响存在显著差异,对酶活影响程度的大小为(+)-ICP> Rac-ICP≥(-)-ICP, MDA含量变化不显著；在三唑酮及三唑醇对颤蚓CAT、GST、GR酶活性和MDA含量的影响研究中发现：对于三唑酮而言,CAT和GR酶活性均与浓度存在显著的剂量-效应关系,但与暴露时间之间存在的规律不如浓度显著,另外经三唑酮处理后,颤蚓体内MDA的含量显著增多,但三唑酮对颤蚓体内总蛋白含量和GST酶活性的影响不显著。对于三唑醇来说,CAT、GST和GR酶的活性均与浓度之间存在剂量-效应关系,同时CAT和GST酶活性与暴露时间存在一定的关系,GR酶活性随时间变化不显著,三唑醇对MDA含量的影响不如三唑酮显著。