土壤环境中的重金属污染对于农作物质量、人类健康和环境质量是一个重要的问题。大量重金属污染物通过各种途径进入环境并共存，其联合作用可以大大改变重金属的生物可利用性或毒性。从对动物和人体健康潜在的不利影响来看，镉和铅是引起人们关注最多的重金属，它们对人和动物的各个组织器官和系统均可造成毒害。两者联合作用的规律要远远比单一作用复杂，对土壤生态环境的潜在危害更是不容忽视。所以研究这两种重金属在土壤中的生态行为、控制它们的污染范围显得尤为重要。本文采用土壤生物赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)作为生物材料，分别从个体水平、分子水平和细胞水平研究了镉和铅对土壤代表生物蚯蚓的急性毒性、生化毒性和遗传毒性。并采用析因实验设计法，研究了两种金属联合作用对蚯蚓的生化毒性和遗传毒性。同时综合评价了镉和铅单一和联合作用时对土壤生态系统的危害。 蚯蚓急性毒性试验表明用滤纸法染毒，镉的48 hr LC50为6.35μg/cm2，属极毒，而铅的48 hr LC50是15.73μg/cm2，属强毒。两种金属单一作用对于蚯蚓生化毒性试验结果如下：镉滤纸法染毒，各浓度组对蚯蚓体内蛋白质含量有促进作用(P＜0.01)，对纤维素酶活力有抑制作用(P＜0.05)；镉土壤法染毒，0.1和1mg/kg组能促进蚯蚓体内蛋白质含量(P＜0.05)，10mg/kg组对其有抑制作用(P＜0.05)，除0.1mg/kg组能促进蚯蚓体内纤维素酶活力(P＜0.05)外，其他浓度组对其影响并无显著性差异；铅滤纸法染毒，各浓度组对蚯蚓体内蛋白质含量有促进作用(P＜0.01)，对纤维素酶活力有抑制作用(P＜0.05)；铅土壤法染毒，除5mg/kg组抑制蚯蚓体内蛋白质含量(P＜0.05)外，其他浓度组对其影响并无显著性差异，各浓度组能促进蚯蚓体内纤维素酶活力(P＜0.05)。两种金属单一作用对于蚯蚓体腔细胞彗星试验结果表明：无论滤纸法还是土壤法染毒，镉对蚯蚓体腔细胞DNA都有损伤作用(P＜0.05，P＜0.01)，并且随浓度升高，损伤作用增大，表现出明显的遗传毒性；而两种方法染毒，铅的各个浓度组与对照组相比没有显著性差异，铅对蚯蚓没有明显的遗传毒性。 镉和铅联合作用对蚯蚓生化毒性的结果如下：较高浓度的镉铅组合可以促进或抑制蚯蚓体内蛋白质含量(P＜0.05)，并可抑制纤维素酶活力(P＜0.05)，两种金属联合作用的析因分析中，镉和铅效应都极显著(P＜0.01)，CD*PB项有极显著性差异(P＜0.01)，证明两金属之间存在着交互作用。蚯蚓体腔细胞彗星试验的结果表明：以OTM值为主要指标衡量两金属联合作用对蚯蚓有很大的遗传毒性(P＜0.05，P＜0.01)，两种金属联合作用析因分析中，镉效应极显著(P＜0.01)，而铅效应不显著(P＞0.05)，和生化毒性的结果一样，CD*PB项有极显著性差异(P＜0.01)，证明两金属之间存在着交互作用。此外，本研究也证明了生化毒性试验和单细胞凝胶电泳技术可用于对重金属的生态毒性检测，同时证明了析因实验设计评价两种化合物的联合毒性在生态毒理学中的广阔应用前景。