二氧化碳捕集与封存技术（CO₂ capture and storage,CCS）是当前国际上公认的CO₂减排的有效措施,但封存在地下的CO₂仍然因为各种不稳定因素存在泄漏风险,对土壤环境及土壤生态系统产生威胁。本研究选择赤子爱胜蚓为研究对象,通过模拟CO₂泄漏对蚯蚓形态与生理变化的影响,探究CCS泄漏所产生的土壤高浓度CO₂对蚯蚓的毒性效应;同时,通过对蚯蚓体内的生物标志物酶活性的测定,来评价CO₂泄漏对蚯蚓所产生的氧化胁迫效应。明确地质封存CO₂泄漏对土壤典型动物蚯蚓的影响,并筛选出敏感性指标,以期为CCS项目的风险评估以及泄漏的识别提供参考。本研究的实验结论如下:（1）地质封存CO₂无论以小流量缓慢泄漏还是以快速泄漏的方式,都会改变土壤表层土中的CO₂浓度,当以小流量（0.2 L/min）缓慢泄漏10 h后,土壤表层CO₂的浓度可达到0.15%;当以0.3 mpa压力通入CO₂模拟快速泄漏时,距离地表-5 cm处CO₂浓度可达到12%。此时由于土壤CO₂浓度的增加,会对表居型赤子爱胜蚯蚓产生影响。（2）土壤高浓度CO₂会对蚯蚓产生毒性效应。地质封存CO₂泄漏所导致的土壤高浓度CO₂会使蚯蚓出现断尾、尾部串珠以及生殖环带肿大等外部形态变化,皮肤和刚毛受到损伤并且表皮发生褶皱等现象;随着CO₂浓度的增加以及暴露时间的延长,蚯蚓的死亡率不断增加,高浓度CO₂土壤对蚯蚓的7 d和14 d半致死浓度分别为28.74%和18.73%;蚯蚓体腔细胞溶酶体中性红保留时间（NRRT）减少。（3）在不同CO₂浓度和暴露时间下,CCS泄漏所产生的土壤高浓度CO₂会对蚯蚓产生生态毒性效应。当土壤中的CO₂发生变化时,蚯蚓体内蛋白质含量和CO₂浓度及暴露时间并不是简单的线性关系,没有明显的相关性;在不同的暴露时间下,当CO₂浓度为2%时,超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase SOD）的活性被激活到最大;随着CO₂浓度的增加,解毒酶-谷胱甘肽-S-转移酶（Glutathione S-Transferase GST）活力大小呈现出“先增加后减小”的趋势;当暴露时间相同时,过氧化物酶（Peroxidase POD）活性随CO₂浓度的增加基本上呈现出“先增加后减低”的趋势;丙二醛（Malonaldehyde MDA）含量随着CO₂浓度的增加变化趋基本上呈现出“先减低后增加”的趋势;对于较高浓度CO₂的处理组（4%、6%和8%）蚯蚓体内过氧化氢酶（Catalase CAT）活性与对照组有相同的变化趋势,呈现出“先上升后下降”的变化趋势。即蚯蚓体内各种酶的活性都在CO₂的胁迫下发生了不同程度的变化,表现出一定的激活和抑制作用。（4）通过综合分析得到:蚯蚓有望作为CO₂泄漏的指示生物,蚯蚓体腔细胞溶酶体NRRT可用作指示地质封存CO₂泄漏对蚯蚓种群产生不利影响的早期预警指标;SOD和GST对外界环境改变的响应更加敏感,并且响应速度更快,特别是SOD可以在短时间内表现出显著性的差异。因此,经过本实验研究,初步给出了溶酶体NRRT和生物酶SOD两种蚯蚓的生物标志物,对今后识别CCS项目CO₂泄漏提供了技术参考,并为CCS项目的影响研究奠定了基础。