原油污泥中多环芳烃(PAHs)对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)生命周期响应的生态毒理学研究

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Environmental Pollution 7.6

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  针对原油污泥污染对土壤生态的威胁,研究人员通过PAHs定量分析和多终点毒性评估,系统研究了赤子爱胜蚓从茧到成虫的全生命周期响应。结果表明,原油污泥导致蚓体存活率、生物量及繁殖能力显著下降,菲(Phenanthrene)是主要累积PAH,并引发氧化应激和神经毒性标记物改变。该研究为土壤污染物风险评估提供了全生命周期视角。

  

原油污泥作为石油工业的副产物,含有大量难以降解的多环芳烃(PAHs)等有毒物质,其长期堆积不仅改变土壤理化性质,还会通过食物链威胁生态系统健康。尽管已有研究关注PAHs对土壤生物的毒性,但多数局限于成虫阶段,缺乏对关键生命周期阶段的系统评估。印度安克雷什瓦尔地区原油污泥污染问题突出,而赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)作为土壤健康的重要指示生物,其全生命周期响应机制亟待阐明。

为填补这一空白,印度理工学院研究人员在《Environmental Pollution》发表论文,通过高效液相色谱(HPLC)分析原油污泥成分,并设计从茧、幼体到成虫的暴露实验。研究采用生存率统计、生物量测定、繁殖力评估等终点指标,结合生化分析(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT等氧化应激标志物)和组织病理学观察,系统评估了0.01-500 g/kg浓度范围内PAHs的毒性效应。

Chemicals, Test material, and Test organisms
实验选用印度安克雷什瓦尔原油污泥,HPLC检测显示含3-5环PAHs(0.02-10.35 μg/mL),其中菲(Phenanthrene)占比最高。赤子爱胜蚓按生命周期分为茧、幼体(7-14日龄)和成虫三组进行暴露实验。

Results and Discussion
茧暴露虽不影响孵化数量,但显著降低成虫繁殖力;幼体在7天和14天时死亡率分别达30%和50%,并伴随体重下降;成虫则表现为茧产量和幼体形成减少。生化分析揭示:成虫通过诱导抗氧化酶(SOD、CAT)应对慢性暴露,而幼体酶活性显著抑制。组织病理学显示浓度依赖性肌肉退化和肠上皮损伤。值得注意的是,菲在成虫组织累积量高达440.53 μg/g,是幼体的2000余倍。

Conclusion
该研究首次证实:1) 幼体阶段对PAHs敏感性显著高于成虫;2) 菲是原油污泥毒性关键贡献者;3) 氧化应激响应存在发育阶段特异性。这些发现为土壤PAHs污染的风险评估提供了全生命周期毒理学数据,强调在生态标准制定中需考虑生物不同发育阶段的敏感性差异。

CRediT authorship contribution statement
Salil Srivastava等作者特别指出,幼体阶段的高敏感性可能与其解毒系统发育不全有关,而菲的显著累积提示需优先管控该物质。研究获得印度生物技术部(BT/PR30261/BCE/8/1495/2018)资助,相关方法已被OECD生态毒理测试指南采纳。

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