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石油在其开采过程各阶段产生的落地原油、油泥、废弃泥浆都会使场地土壤受到污染。本论文选择胜利油田石油开采的场地油泥和附近没有被污染过的农田土壤为试验土壤,选取国际上通用的对污染物敏感的蚯蚓品种赤子爱胜蚓为受试生物,开展个体及分子水平上的生态毒理学试验研究,并对环境质量基准和污染土壤修复基准展开了尝试性研究。具体试验结果如下:
(1)急性毒性试验研究发现,石油烃污染土壤对赤子爱胜蚓毒性具有明显的剂量-效应关系。随着染毒浓度的提高和染毒时间的延长,蚯蚓的死亡率逐渐增加。石油烃污染土壤对蚯蚓的7d-LC50和14d-LC50分别为31.5和29g·kg-1。
(2)蚯蚓的回避反应试验结果发现,随着土壤中石油烃浓度的升高,选择进入其中的蚯蚓数量趋于减少,蚯蚓的回避率提高。当石油烃浓度升至8.0g·kg-1时,蚯蚓的回避率达到80%,表明该污染土壤已不适合蚯蚓生存。
(3)石油烃单一及复合污染均能引起蚯蚓体内SOD、CAT、POD活性的变化。三种酶活的剂量-效应关系不显著。与对照组相比,低浓度的石油烃对抗氧化酶有诱导作用,以消除体内过多的自由基。当污染物浓度过高时,对生物体的损伤不可逆转,使得酶活性下降。三种酶活的敏感性不同。石油烃单一及复合污染能诱导蚯蚓体内发生氧化应激,导致MDA含量增加,而且暴露浓度与MDA的含量的剂量-效应关系显著。
(4)Cd单一及复合污染情况下,染毒浓度较低时,蚯蚓体内的Cd的富集量比较小,达到一定浓度后,蚯蚓体内的Cd的富集量急速增加。石油烃与Cd复合污染的情况下,Cd在蚯蚓体内的富集量比Cd单一污染时富集量要多。当石油烃的染毒浓度较高时,Cd在蚯蚓体内的富集量有略微下降或者停滞的现象。
(5)不同环数的多环芳烃在蚯蚓体内的富集量为二环>三环>四环>五环>六环,二环多环芳烃所占的比例达到1/3以上。萘、菲、芘三种组分富集总量占PAHs总富集量的60%以上。随着染毒时间的增加,生物富集系数增大。随着染毒浓度的增加,生物富集系数先增大后减小。
(6)本文对土壤石油烃污染的环境基准进行了初步的研究。选择了个体水平、生化水平的慢性毒性效应和EC10对土壤环境质量基准进行研究。通过前者,得出环境质量基准为0.5g·kg-1。通过蚯蚓的EC10来推算,得出环境质量基准为0.171g·kg-1-0.468g·kg-1。用评价因子法得出环境质量基准是0.029g·kg-1。综合来看,石油烃污染土壤的环境质量基准为0.029g·kg-1。选择了急性毒性试验的LC50和亚急性毒性试验的生化水平对石油烃污染土壤修复基准进行了初步研究。通过蚯蚓的LC50可以得出石油烃在土壤环境中的外来浓度最大安全值为0.19g·kg-1。通过亚急性试验的生化水平的毒性效应,得出蚯蚓对石油烃污染的安全值为0.5g·kg-1。