全 文 ：生态科学2002年5月第2】卷第2期 EcO【oGIcsclENcEM8y2002，21(2)：182一186
土壤环境污染的生态毒理学诊断方法研究进展*
宋玉芳 周启星 宋雪英 刊、铁珩 (中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室．沈阳
l10016)
【摘要】 土壤污染诊断是土壤环境清洁过程中必不可少的重要环节。单纯依靠化学方珐进行污染诊断，不能衰征土壤
环境的整体质量特征。园此。需要发展污染生态毒理学诊断方法。率文嘲述了污染土壤的生态毒理诊断研究的特殊性
和重要性，扼要概连了建立土壤污染生态毒理学诊断方法的考虑及准则，对污染土壤的生态毒理诊断国内外研究现状进
行综述，并提出今后的研究方向。
关t词 土壤污染 生态毒理学诊断生态环境问题
中田分类号：x825 文赫标识码：A 文章编号：1008．8873(2002)02．182．05
Ad憎毗簋jn∞DlI，d∞Io一∞Id“印。幽叩mtbo出0fo姐-eⅡmm皿肋扭Ic蚰岫吐．岫廿on／s0“gYufhg，zhouQj五tlg，songxueying，slIIl
nehe“g(Key【^bomloryofn盯∞t idEcolo画cBlPr∞曲s，IIlsdtu钯。fAppHedEcob盯，chine3eAcademyofsclenc∞，she“y8I】gllool6)
Ah吐一d11ledia卯os这0f∞ilcon劬linndonis咖0fthe删limpo姗‘comp0咖tp8啦insoadeanupproce鹞es．Howcver，tlledi一
啷108isu蛆“gonlycheⅡIicalme山0d8∞uldnot既Pn略明dd㈣g呻tetlleh0H蚰cchamc№而sdc0f“Iquab竹．Itis山㈣ec晒sa丌to
deV幽pecotox】cob爵caldiBgnosieme出ods．11lepa五cIlIⅡIi竹皿dnlpo蛐ce0ffe8ea劬oneco帅xjc010百c8l出agn08e8of。0nt枷nated
∞池w∞elpounded．tllead“sement蚰dg山delines0fbdding“pecotodcologicddia印稠远meLIlod80fcontamjnaled80i18w re9咖a．
血ed，助dcumn￡蹭舢b鲥妞出0n抽lbj8疗dd耻kne删曲坤耐岫8f 证e蒯．Fuh脚删啪陀hdif∞湘瑚州k叫目0皓ted．
Keywordssoiloont蚵m60n，Eco-t0而calq画c且ldia孕啪b，E㈣nvironmemalp坤bl
土壤环境污染是世界性的生态环境问题之一。从
保护环境生态系统与人体健康目的出发，污染土壤环
境清洁与利用是一项长期的艰巨任务14-5-9’16】。土壤
环境污染诊断是其中一个关键环节。然而，土壤环境
污染问题日趋复杂，不仅污染物的数量和种类在不断
增加，而且其中的交互作用形式日益多样化HJ，单纯依
靠化学方法进行诊断，在很多情况下因不能全面、科学
地表征土壤环境的整体质量特征，时而导致一些错误
结论。土壤环境污染生态毒理学诊断技术顺应这一客
观要求．由此也得到迅速开展。
l土壤环境污染生态毒理学诊断的特殊性爱重要性
不同地域不同土壤类型的理化性质差异很大。研
究表明．土壤养分含量、矿物含量、有机质含量、酸碱度
和粘粒含量等，都会对污染物的毒性行为产生干扰，进
而影响其毒性效应的表达及毒理诊断指标的敏感
度”’10’“J。从土壤生态系统的特殊性看，土壤具有自
身独特的生态结构体系。土壤动物和土壤微生物是土
壤生态系统的重要组成成分，土壤又是提供植物生长
的物质基础。因此，土壤环境污染与否需要由土壤生
态系统中不同营养级、不同食物链结构中生物有机体
的敏感代表者来判定MJ。土壤微生物、暴露在土壤环
境中的陆生植物、与土壤环境直接接触的无脊椎动物、
暴露在土壤环境或从土壤环境中吸收污染物的脊椎动
物等，是诊断土壤污染与否、污染的轻与重的可靠生态
毒理指标。
污染物在土壤环境中的迁移、转化及降解经历一
系列复杂的物理、化学和生物学变化。在这些变化中．
一部分污染物从系统中被去除，但另一些污染物只是
在形态和性质上发生变化，生成新的中间产物，它们往
往会给系统带来更大的安全隐患【3∞J。因此，单纯以
目标污染物的减少来判断土壤被清洁的程度有时会产
生错误的结果。
生态毒理学诊断对土壤环境质量评价具有重要
的、不可替代的补充作用。这是因为，土壤环境菏染生
态毒理诊断试验中生物选自土壤生态系统，集合了土
壤环境中不同食物链生物对所有化学品的整体毒性效
应，提供土壤环境污染与否的全部信息。因此，通过选
择土壤环境中不同生态位中生命有机体的敏感代表者
作为对污染物实际毒性诊断的指标，完成系列生态毒
·中国科学院百人计划项目、国家重点基础研究发展规划项目(卯3
项目)(G1999011808)和中国科学院知识刨新工程重要方向项目(Kzc砬．
sw_416)贾助。
宋玉芳，女(19H一)．博士．副研究员，主要从事污染生态学研究．发表
论文30泉篇，参与编著3部。E一Ⅱlail：岫ub哪@}x舡面lc哪
20∞m．20收稿。2∞2．05-30接受
万方数据
万方数据
万方数据
2期 宋玉芳等：土壤环境污染的生态毒理学诊断方法研究进展 185
的基本考虑及准则以及研究方法等5个方面综述可
见，生态毒理诊断研究内容十分丰富，它涉及到污染物
的生物可利用性、荇染物的代谢与转化机理、污染物与
土壤介质的相互作用等诸多因素，由此使污染物的毒
性效应发生明显变化。污染土壤的生态毒理学诊断以
土壤生态系统中生物个体、种群、群落中有代表性的敏
感种为诊断指标，反映土壤污染所引起的不同层次、不
同食物链生物的不良反应，从而对土壤环境的健康程
度进行等级划分，对其使用的目的提出科学性、指导性
建议，其出发点十分明确，但是土壤生态毒理学诊断要
实现简单、快速、准确，要达到对不同程度、不同类型污
染对土壤生态系统危害的敏感指示目标，任务还十分
艰巨⋯，l⋯。随着新的生态环境问题的不断出现，如内
分泌干扰裹的出现等，仅仅通过借鉴已有的方法还远
远不够。今后的研究应注重以下几个方面：
1)污染土壤生态毒理诊断生物种的敏感性研究。
现有的诊断指标普遍不够高，需要进一步筛选出更为
敏感的指示物种。
2)从生物个体、种群和群落水平上寻找敏感指标
的整体诊断研究。目前研究主要从生物个体水平上寻
找诊断指示物种，污染引起的种群和群落的变化没有
用适当的指标来反映，因此诊断功能的权威性、准确性
和全面性不强。
3)从机理水平上的诊断研究。目前由于主要侧重
于对生物表观变化进行认识，对诊断指标引起不良反
应的作用机理了解得不够。因此，只能从生物的表征
变化得出相应结论，不能从生理水平确定发生障碍的
原因，容易漏诊和误诊。
4)标准指示生物种库的建立。到目前为止，市场
上化学标准品式的生物标准指示物可供使用非常有
限，研究者只能根据条件进行相关研究或试验培育，结
果的可比性存在问题。
5)建立国家级甚至国际统一的诊断标准。目前仍
没有形成在国家层面上普遍公认的诊断标准，对诊断
结果的判定缺少细化和统一的识别。
6)建立相应的法律和法规保证其诊断的法律效率
和广泛的公众认可与实施。目前，污染土壤的生态毒
理诊断块乏水体污染式的等级标准和检测指标体系，
缺少相应的法律、法规的支持，因此给实际应用和推广
带来一定难度。
总之．污染土壤的生态毒理学诊断研究是需要加
强的重要生态学领域。它不仅可提供污染物的生态效
应信息，更重要的是为污染土壤的早期诊断提供方法
论。为此需要研究者共同努力，丰富学科研究内涵，促
进研究的进一步发展。
参考文献
1 程云，周启星，宋玉芳等．2002．活性x一3B红染料对作物
生态毒理指标影响的比较研究(J]．应用生态学报，13：
133—136
2 沈建华．姜家良．1986．淡色库蚊幼虫微粒体细胞色素
P450差光谱研究[J]．科学通报，4：308，3儿
3 宋玉芳。许华夏，孙铁珩等 1999．表面活性剂删一80对
土壤环境中P^Hs生物降解影响[J]．应用生态学报，10：
230—232
4 孙铁珩，周启星，李培军2001．污染生态学[M]．北京：科
学出版社
5 孙铁珩，宋玉芳．1999．土壤环境PAHB和矿物油植物修复
调控研究[J]．应用生态学报。10：225～229
6 王海黎，陶澍 1999生物标记物在水环境研究中的应用
[J]．中国环境科学，19：42—46
7 王宏镔。王映雪．盟珍贵等．1998．利用紫露草徽核技术检
测滇池水质研究[J]．城市环境与城市生态，“：12，15
8 周启星．1995．复合污染生态学[M]．北京：中国环境科学
出版社
9 周启星，林海芳．2001．污染土壤环境及地下水修复的
PRB技术及展望[J]．环境污染治理技术与设备．2(5)：鹌．
53
10周启星，宋玉芳．2001植物修复的技术内涵及展望[J]．
安全与环境学报，l(3)：48—53
1l^nde培∞K。GillerA．1999．To五砌。西c缸咖dy《two∞veIp∞一
ticid∞onear【hwo皿E面eniafh6de[J]．c^啪伽血讹．39：2150
—2156
12 BatteI曲，NS．1997．E鲥m鲥∞0fh吐Ⅱrdofl衄dmlnⅡDu吐ta五．
c时t∞t【J]．chmm^咖m，35：2783—2796
13 BubIl鲁R，HundK．1997．Devebpmentofandvdcalmethodsfor
the8船e鲐mentofecoto面colo西c越relev肼t80icontam洫adon．Pan
B：Ec。岫dcdq醉cdBn丑ly幽抽snn蚰d∞ilextmcb[J]．ckm口一s赫．35：237—261
14Cham蛐P^f．19町E咖pob血gIab0嘣。玎t面c时fe舢3幻tIle
6eld[J】．En卉on．n疵of．c^m14；927—930
15ch蚰gLw，Mei皤JR．snlit}LMK．1997．AppHca曲nofpb皿
皿deamlwo血bi08船av3岫ev缸uB怕“卅lediBbonofaIead—cont蛐-
in吡。d赫I[J]．^融．凸Ⅲbn．7h洳z．，32：166—171
16 DepIedgeMH 1990．New8ppm耻h∞iⅡec0幻五cok盯：Canin·
te十如dividualphy萌okgicalvⅢia蛐tybeu捌asatooltoinve3d-
gmpouu曲ne踟tB【JJ．删D，19：25l一252
17Fouchee叫nMO．彤vie阳JL．1996．Acdvi6曲0fbvera11d1unE
cy幻chr锄eI，450一d叩endentm0Ⅱo仳yE蚰曲∞虹d蚰60xidenten-
玎mesi11labom吣ryandwildNorwayrdbexpo驼dtond；rence帅d
∞nt啦innIed30 8【JJ．．胁hⅢn目l衄zco，II田n_f，1．幽n．俐nd-
∞￡明y，30：51—57
18 GehrkeU．MichebJ．1999．P10ce昭esforthb蛔remedi8曲nof
80il．Fede瑭I踟iIonmen“Age肿y衄dFede—M商8时0fE u-
08咖n，Soi邮ce，R明哪h蛆d11踟h∞10科(BMBF)，P6—40
19 GiⅡerKE，Wi№rE，McG工a山SP．199S．Toxic呻ofheawmetal日
tomicr。m留mbm8andk讪ialproce酷船iⅡa—ndtml鲫丑s：A
re订州[J】．so订B州nch蒯，30：1389—1414
20 Greene，JC．BartebCL，Pe^ers。nSA．1988．hDtocd8forsh叫一
le肌t0面ciⅡsoree面r墉0fha盟rdou8w脚耐妇．USEnvilom∞emal
Protec曲nA叠e眦y，EPA／6003—88／蚴
万方数据
万方数据
土壤环境污染的生态毒理学诊断方法研究进展
作者： 宋玉芳， 周启星， 宋雪英， 孙铁珩
作者单位： 中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室,沈阳,110016
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2002,21(2)
被引用次数： 20次

参考文献(40条)
1.Fouchecourt M O;Riviere J L Activities of liver and lung cytochrome P450-dependentmonooxygenases
and antioxident enzymes in laboratory and wild Norway rats exposed to reference and contaminated
soils 1996
2.Depledge M H New approaches in ecotoxicology: Can inter-individual physiological variability be
used as a tool to investigate pollution effects 1990
3.Chang L W;Meier J R;Smith M K Application of plant and earthworm bioassays to evaluate remediation
of a lead-contam inated soil[外文期刊] 1997
4.haman P M Extropolating laboratory toxicity results to the field[外文期刊] 1995
5.王海黎;陶澍 生物标记物在水环境研究中的应用[期刊论文]-中国环境科学 1999(5)
6.孙铁珩;宋玉芳 土壤环境PAHs和矿物油植物修复调控研究 1999
7.Wilke,B-M Project Organization Waster Management and Contaminated Site Reclamation 1997
8.孙铁珩;周启星;李培军 污染生态学 2001
9.Walker C H The use of biomarkers to measure the interac tive effects of chemicals[外文期刊]
1998(1/2)
10.Ronco A E Development of a bioassay regent using photo bacterinm phosphreum as a test for the
detection of aquatic toxi cants[外文期刊] 1992
11.宋玉芳;许华夏;孙铁珩 表面活性剂TW-80对土壤环境中PAHs生物降解影响[期刊论文]-应用生态学报 1999(2)
12.Puurtinen H M;Martikainen E A T Effect of soil moisture on pesticide toxicity to an enchytraeid
worm enchytraeus sp[外文期刊] 1997
13.Price C E Higher plant test guideline ring test. EEC tinal report. Contract XI AL (83) 647 N
(290) 1984
14.Poosthuma L Progrees in an eco-toxicological standard pro tocol with protozoa: results from a
pilot ring-test with soil protozoa[外文期刊] 1997
15.周启星;林海芳 污染土壤及地下水修复的PRB技术及展望[期刊论文]-环境污染治理技术与设备 2001(05)
16.周启星 复合污染生态学 1995
17.王宏镔;王映雪;盟珍贵 利用紫露草微核技术检测滇池水质研究 1998
18.Anderson K;Giller A Toxicological study of two novel pes ticides on earthworm Eisenia Foetide
1999
19.周启星;宋玉芳 植物修复的技术内涵及展望[期刊论文]-安全与环境学报 2001(03)
20.程云;周启星;宋玉芳 活性X-3B红染料对作物生态毒理指标影响的比较研究[期刊论文]-应用生态学报 2002(02)
21.Walker C H Biomarkers in ecotoxicology-some recent de velopments[外文期刊] 1995(1/3)
22.van Beelen P;Doelman P Significance and application of microbial in soil and sediment[外文期刊]
1997
23.Thoma M C Special report on environmental endocrine dis ruption: an effects assessment and
analysis 1997
24.Tarazona J V;Fresno A;Aycard S Assessing the po tential hazard of chemical substances for the
terrestrial environ mental: Development of hazard classification criteria and quantita tive
environmental indicators[外文期刊] 2000(2/3)
25.Steinberg C;Kettrup A Proceedings international Sympo sium on Ecotoxicology - Ecotoxicological
relevance of test meth ods 1992
26.Spurgeon D J;Hopkin S P Tolerance to zinc in populations of the earthworm Lumbricus rubellus from
uncontaminated and metal-contaminated ecosystems[外文期刊] 1999
27.Siciliano S D;Gong P Assessment of 2 4,6 - trinitro toluene toxicity in field soils by pollution-
induced community toler ance,denaturing gradient gel electrophoresis,and seed germination assay[外文
期刊] 2000(8)
28.Roos P H;Van Afferden M;Strotkamp D Liver mi crosomal levels of cytochrome P450IA1 as biomarker
for exposure and bioavalability of soil-bound polycyclic aromatic hydrocarbons[外文期刊] 1996
29.Knoke K L;Marwood T M A comparison of five bioassays to monitor toxicity during bioremediation of
pentachlorophenol-con taminated soil[外文期刊] 1999
30.Kipopoulou A M Bioconcentration of polycyclic aromatic hydrocarbons in vegetatables grown in an
industrial area[外文期刊] 1999(3)
31.Jane M;Mattna I Impact of long-term weathering mobili ty,and land use on chlordane residues in
soil 1999
32.International Organizations for Standardization Soil quality-determination of the effects of
pollutants on soil flora. Part 2: Effects of chemicals on the emergence and growth of higher plants
1995
33.International Organizations for Standardization Soil quality-determination of the effects of
pollutants on soil flora. Part 1: Method for the measurement of inhabitation of root growth 1993
34.Hull S R;Laine R A Structures of the linked oli geosacharides of the major cell structure
sialoglycoprotein of MAT- B1 and MAT- C1 ascites sublines of the 13762 rat mammary adenocarcinma
1984
35.Greene J C;Bartels C L;Perterson S A Protocols for short term toxicity screening of hazardous
waste sites 1988
36.沈建华;姜家良 淡色库蚊幼虫微粒体细胞色素P450差光谱研究 1986
37.Giller K E;Witter E;McGrath S P Toxicity of heavy metals to microorganisms and microbial
processes in agricultural soils: A review[外文期刊] 1998(10/11)
38.Gehrke U;Michels J Processes for the bioremediation of soil 1999
39.Bubus R;Hund K Development of analytical methods for the assessment of ecotoxicological relevant
soil contamination. Part B: Ecotoxicological analysis in soil and soil extracts 1997
40.Battersby N S Estimation of hazard of landfill through toxi city test[外文期刊] 1997

本文读者也读过(8条)
1. 孙铁珩.宋玉芳 土壤污染的生态毒理诊断[期刊论文]-环境科学学报2002,22(6)
2. 周启星.王美娥.ZHOU Qi-xing.WANG Mei-e 土壤生态毒理学研究进展与展望[期刊论文]-生态毒理学报
2006,1(1)
3. 李昕馨.宋玉芳.张薇.杨道丽.周启星.孙铁珩.LI Xinxin.SONG Yufang.ZHANG Wei.YANG Daoli.ZHOU Qixing.
SUN Tieheng 低剂量混合污染生态毒理与风险评价研究进展[期刊论文]-应用生态学报2006,17(7)
4. 王兰.王茜.杨秀清 生物大分子在水生态毒理学研究中的应用[期刊论文]-山西大学学报(自然科学版)
2004,27(3)
5. 易秀.刘秀华.周玉明 土壤质量的生态毒理学评价[期刊论文]-农业环境保护2001,20(5)
6. 聂晶磊.周红.刁树林.沈英娃 新化学物质环境管理与生态毒理学[期刊论文]-毒理学杂志2005,19(1)
7. 傅诚杰.俞婷.缪炜.沈韫芬 四膜虫:毒理学与生态毒理学研究中的优良模式生物[期刊论文]-动物学杂志
2005,40(1)
8. 王丕文 海洋生态毒理学的研究进展[期刊论文]-国外医学(卫生学分册)2002,29(1)

引证文献(20条)
1.刘尧.周启星 水、土环境污染的分子诊断与研究展望[期刊论文]-环境化学 2010(4)
2.乔传英.盛东峰.李盼盼 Cu和Pb对上海青种子萌发率及幼苗生理生化的影响[期刊论文]-种子 2009(12)
3.易志刚 多环芳烃对土壤线虫和微生物生物量的影响[期刊论文]-亚热带农业研究 2008(2)
4.晁雷.周启星.陈苏.崔爽 小麦对Pb胁迫的生理生化反应研究[期刊论文]-生态科学 2007(1)
5.晁雷.周启星.陈苏.崔爽 乙草胺对小麦生理机能的影响与生物标记物识别[期刊论文]-环境科学 2007(4)
6.梁继东.周启星 甲胺磷和铜对黑土中乙草胺的蚯蚓生态解毒过程的影响[期刊论文]-应用生态学报 2006(10)
7.李昕馨.宋玉芳.张薇.杨道丽.周启星.孙铁珩 低剂量混合污染生态毒理与风险评价研究进展[期刊论文]-应用生
态学报 2006(7)
8.刘睿.周启星.张兰英.郭浩 不同工艺阶段味精废水对作物种子发芽和根伸长的毒性效应[期刊论文]-应用生态学
报 2006(7)
9.梁继东.周启星 乙草胺、铜污染共存对土壤甲胺磷蚯蚓降解过程的影响研究[期刊论文]-环境科学学报 2006(2)
10.梁继东.周启星 乙草胺、铜污染共存对土壤甲胺磷蚯蚓降解过程的影响研究[期刊论文]-环境科学学报 2006(2)
11.李昕馨.宋玉芳.杨道丽.张薇.宋雪英 小麦细胞色素P450作为土壤污染生物标记物的研究[期刊论文]-环境化学
2006(3)
12.晁雷.周启星.陈苏 建立污染土壤修复标准的探讨[期刊论文]-应用生态学报 2006(2)
13.田秀梅 对二氯苯的环境行为与生态毒性效应研究[学位论文]硕士 2006
14.XIAO Hong.ZHOU Qixing.Lena Q. Ma Joint effects of acetochlor and urea on germinating
characteristics of crop seeds[期刊论文]-中国科学C辑（英文版） 2005(z1)
15.胁迫时间与非毒性离子对重金属抑制拟南芥种子发芽及幼苗生长的影响[期刊论文]-应用生态学报 2005(10)
16.田秀梅.周启星.王林山 氯烃类污染物的生态行为与毒理效应研究进展[期刊论文]-生态学杂志 2005(10)
17.陈颖 用生物测试和化学分析进行污染土壤的生态毒理学诊断——以污水灌溉土壤为例[学位论文]博士 2005
18.华涛 土-水界面污染流的生态毒理过程模拟研究[学位论文]博士 2005
19.洪静波 镉与菲复合污染土壤的微生物生态毒理效应研究[学位论文]硕士 2005
20.梁继东.周启星 甲胺磷、乙草胺和铜单一与复合污染对黑土环境安全的胁迫研究[期刊论文]-环境科学学报
2004(3)


本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_stkx200202020.aspx