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目前,土壤重金属污染问题日益严重,对农产品质量安全和人体健康带来很大风险。我国现行土壤质量标准是在建立在重金属全量的基础上,而且没有考虑到盆栽实验与田间实验的差别,还缺乏一些必要的基础研究与毒理数据库,建立一个更加完善、科学的评价管理体系对于保障农产品质量安全、保护人体健康非常重要。本文选取了全国10种具有代表性的土壤,通过外源添加方法,制备不同程度Pb污染土壤,在对不同处理土壤进行了淋洗与非淋性处理基础上,分别以植物根伸长、土壤微生物硝化活性、土壤蚯蚓避性等毒理学评价终点,结合剂量-效应方程(log-logistic曲线)与低剂量刺激效应方程,测定不同性质土壤中Pb的毒性阈值及其差异性特征,建立了基于不同土壤性质的土壤中Pb毒性阈值的预测模型,为我国土壤中Pb的生态风险评价与土壤环境质量修改提供了基础数据。试验结果如下:1.在选取的10种土壤上,铅对大麦根伸长的毒性阈值EC50值从300mg?kg-1到3130mg?kg-1,EC10值从121mg/kg到633mg/kg,其最大值与最小值的比为10.4倍和5.1倍。淋洗处理明显降低了土壤中外源铅的毒性。不同性质土壤经过淋洗处理后,EC50值增加6.2%-96.1%;EC10增加了2.7%-80.7%。基于EC50和EC10测定的不同土壤的淋洗因子(LFECx)的变化范围分别为0.96-1.96(LFEC50)和1.03-1.81(LFEC10);相比而言,在酸性土壤中,淋洗处理对降低土壤外源Pb的毒性作用更为明显。通过多元逐步回归数据分析,得出了基于不同主控因子(pH、OC、CEC)的淋洗与非淋洗土壤中Pb的大麦毒性(ECx)预测模型,基本可以较好预测不同性质土壤中Pb的毒性阈值。2.铅的基质诱导硝化通过拟合剂量-效应曲线求出了其EC10与EC50的值,非淋洗土壤中EC10、EC50分别处在40mg/kg到163mg/kg和最大为251mg/kg到912mg/kg之间,淋洗后的EC10是来的0.7-2倍在57-366mg/kg之间,EC50的值淋洗后是淋洗之前的0.8-2.6倍,最小值和最大值分别达到在237、2334mg/kg。基于EC50和EC10测定的不同土壤的淋洗因子(LFECx)的变化范围分别为1.0-2.6(LFEC50)和0.7-2.0(LFEC10),淋洗处理可以明显降低土壤外源Pb的毒性作用。多元线性回归方程结果表明,不论在淋洗还是非淋洗土壤中pH在预测铅的毒性中具有最好的相关性(r2>0.6)。其次是CEC,如果把这两种因子都计算在内,回归方程的预测性有很大的提高,EC10和EC50都能达到95%;当将pH、CEC和EC值引入回归模型里多元回归模型能更大的提高预测性。3.利用土壤蚯蚓进行的毒性测试结果表明:在所测土壤中,总体来说,酸性土壤蚯蚓在较低的铅浓度就表现出回避效应,蚯蚓回避实验测定的毒性阈值EC50值从267mg/kg到867mg/kg,EC10值从50mg/kg到289mg/kg,不同土壤性质的EC50和EC10最大值与最小值的比例分别达到3.24倍和5.78倍。通过多元逐步回归数据分析,得出了基于不同主控因子的土壤中Pb的预测模型。由模型得知,土壤pH值是影响土壤Pb对蚯蚓回避作用的最主要因子,其次为CEC含量。土壤pH值对EC50回归模型变异的决定系数(R2)达到0.802,对EC10回归模型变异的决定系数(R2)达到0.891;当引入因子(CEC)变量后,ECx预测模型的决定系数进一步提高,EC50回归模型变异的决定系数(R2)达到0.963,均达到极显著水平(P<0.01)。三种不同测试终点实验结果表明,蚯蚓可在环境受到较小毒害时候就可以表现出躲避行为,这与急性毒性所测定的毒性阈值相比有较高灵敏性,与基础诱导硝化所测定的毒性阈值接近,原因可能为重金属污染导致土壤微点位的微生物环境变化,导致蚯蚓觅食发生变化导致,但都远远小于大麦根伸长所测定的毒性阈值,禾本科的植株对铅的毒性敏感度不如微生物及土壤动物。4.通过中国知网对中国土壤中Pb的毒理数据进行收集整理,结合本文实验的毒理数据,利用Burr-Ⅲ函数对9种物种的毒理学数据进行物种敏感性分布拟合,建立了4种主要土壤条件下的铅SSD曲线,得出不同土壤中Pb的地下生态风险阈值HC5范围为44.79-189.10mg/kg之间,不同类型土壤的值差别较大,酸性土壤的HC5要比石灰性土壤和碱性土壤的值小,两者最大差4.3倍之多;物种的敏感性大致顺序为:硝化细菌>回避实验>蔬菜类作物>禾本科类作物。最后得出了基于不同土壤性质的Pb毒性预测模型,log(EC10)=0.178pH+0.149log(CEC)+0.777(r2=0.97),土壤pH和CEC是影响预测模型的主要因子。