作為水生生態系統的重要組成部分，底棲動物是 水生態系統中重要的定居動物代表類群之一，對維持水生態系統功能完整性有著至關重要的作用． 大型無脊椎底棲動物常被用作水質監測指示生物、構建水體水質生物評價方法體系． 水生環節動物和水生昆蟲是水體大型底棲動物的主要組成部分，在各種水質評價體系中，環節動物和水生昆蟲都是參與體系構建不可或缺的一部分．水生環節動物多數是以沉積物中的細顆粒有機物為食的穴食者，是水生食物鏈的重要一環;同時，其也可作為魚類或其他捕食動物的餌料． 環節動物不同種屬生境相差較大，如:仙女蟲科指示清潔或輕污染水質;尾鰓蚓指示水體中等程度的有機污染;顫蚓的極高豐度并伴有水絲蚓出現指示水體重度有機污染;而霍普水絲蚓大量出現一般指示水體嚴重有機污染或農藥污染． 由于環節動物在水質評價中的指示作用，寡毛綱或蛭綱種類早已用來指示水質．水生昆蟲是指一類某個或幾個發育階段必須在水中或與水體有關的環境中完成的昆蟲，其僅占昆蟲綱種類的 10%，是底棲無脊椎動物的主要組成部分． 水生昆蟲不僅是水生食物鏈重要的環節，其在環境保護及維持生態平衡方面也具有重要作用．水生昆蟲種類繁多、豐度大，具有肉眼可見、分布廣泛和生活習性單一等特點，對生境有特定的要求，即當生境和營養條件發生改變，其種類和數量也會發生相應變化． 綜上，水生昆蟲群落結構變化反映著水質變化，并可對水體污染做出靈敏反應，因此，可以作為水環境質量的指示生物類群．環節動物和水生昆蟲不僅在水質評價與生物監測中有重要作用，在水質基準推算中也是必需物種．US EPA\\(美國國家環境保護局\\)在其水質基準中提出至少選擇 3 門 8 科生物的最少毒性數據需求，并明確提出其必須包含 1 ～ 2 種水生昆蟲的毒性數據，可選一種環節動物． 劉征濤等對我國基準最少毒性數據需求的研究中，也提出須包含昆蟲與環節動物．我國環節動物和水生昆蟲種類較多，物種分布區域差別較大，對污染物敏感性差異顯著，選用合適的物種對推導我國水質基準具有重要意義．該研究選擇我國本土代表性環節動物及水生昆蟲，從中篩選對環節動物和水生昆蟲毒性最大的污染物，分析各污染物的物種敏感度分布，在此基礎上，提出本土環節動物與水生昆蟲的基準受試生物名單，以期為我國水質基準研究提供支持．

1、 材料與方法。

1. 1 本土代表性環節動物和水生昆蟲篩選

我國環節動物和水生昆蟲種類眾多，為此，該研究僅選擇具有本土代表性的環節動物和水生昆蟲種類． 篩選原則:我國本土生物或在我國自然水域有分布的外來物種;對污染物較敏感、毒性數據較多的物種;在我國分布較為廣泛;在經濟或者生態學上具有重要的價值等． 根據《中國動物圖譜環節動物》、《中國經濟昆蟲志》、《中國昆蟲生態大圖鑒》、中國生物物種名錄 2012 \\( http:\ue4d4\ue4d4data．sp2000. cn\ue4d42011 _ cnnode _ c\ue4d4info _ checklist． php\\) 和CNKI 數據庫篩選本土代表性環節動物和水生昆蟲．

1. 2 生物毒性數據篩選與分析

參考美國水生生物基準技術指南的數據篩選原則，搜集篩選本土代表性環節動物和水生昆蟲的急性毒性數據，數據來源主要為 ECOTOX 毒性數據庫\\(http:\ue4d4\ue4d4cfpub． epa． gov\ue4d4ecotox\ue4d4\\) 及公開發表的文獻．數據篩選原則:搖蚊幼蟲和溞類的急性毒性試驗指標為 48 h LC50，其他物種為 96 h LC50;優先選擇流水式試驗結果及對試驗溶液濃度有監控的毒性數據;同種污染物的急性毒性數據如果差異過大，應被判斷為有疑點的數據而謹慎使用;一些有問題或有疑點的數據\\(如沒有設立對照組等試驗設計不科學的、試驗生物曾經暴露于污染物中的\\)均不能采用;所有毒性數據都要求有明確的測試終點、測試時間及對測試階段或指標的詳細描述;對于同一個物種或同一個終點有多個毒性值可用時，使用其幾何平均值．對篩選得到的合格急性毒性數據進行整理和排序: 求得同種污染物的 SMAV\\(species mean acutevalues，種平均急性毒性值\\)，對同一物種的不同污染物的 SMAV 從小到大進行排序，獲得對目標生物毒性最大的污染物類別．

1. 3 污染物毒性數據篩選與分析

對目標生物毒性最大的污染物，參考數據篩選原則，重新篩選各污染物的急性毒性數據，將篩選得到的合格急性毒性數據進行排序，計算累積概率，分析目標生物對污染物的物種敏感性，確定對污染物特異性敏感的環節動物和水生昆蟲物種，提出基準受試生物名單．

2、 結果與討論

2. 1 我國環節動物和水生昆蟲分布范圍

該研究主要討論營淡水生活的寡毛綱環節動物．寡毛 綱 分 為 帶 絲 蚓 目 \\( Lumbriculida\\)、顫 蚓 目\\(Tubificida\\)和單向蚓目\\(Haplotaxida\\)3 目． 帶絲蚓目僅帶絲蚓科 1 科;顫蚓目分為顫蚓科、水絲蚓科、仙女蟲科及白絲蚓科等 4 科;單向蚓目除單項蚓科外其他均生活在陸地上． 寡毛綱生物在我國分布廣泛，但主要分布于長江流域． 我國水生環節動物主要分布如表 1 所示．水生昆蟲分為全水生和半水生兩大類． 全水生昆蟲是指成蟲或幼蟲在水體中生活的一類水生昆蟲，主要類群有蜉蝣目、襀翅目、蜻蜓目、毛翅目、廣翅目的全部種類，部分雙翅目、部分鞘翅目、水生膜翅目、部分半翅目、部分鱗翅目等． 以長江為界，水生昆蟲主要分布于長江流域及長江以南地區，物種較為豐富，長江以北地區種類相對較少． 我國水生昆蟲主要分布如表 2 所示．

根據物種篩選原則，篩選出在我國分布較為廣泛的代表性環節動物及水生昆蟲，如表 3 所示． 5 種環節動物為正顫蚓 \\( Tubifex tubifex\\)、霍普水絲蚓\\(Limnodrilus hoffmeisteri\\)、蘇氏尾鰓蚓\\( Branchiurasowerbyi\\)、仙女蟲\\(Nais sp.、尾盤蟲\\(Dero sp．\\)，其中前3 種均為顫蚓科，尾盤蟲與仙女蟲屬于仙女蟲科． 5種水生昆蟲為四節蜉 \\( Baetis rhodani \\)、扁 蜉\\(Heptagenia sulphurea\\)、羽搖蚊\\(Chironomus plumosus\\)、長跗搖蚊\\(Tanytarsus dissimilis\\)、黃翅蜻\\(Brachythemiscontaminata\\)，其中前 2 種屬于蜉蝣目，中間 2 種屬于雙翅目，黃翅蜻屬于蜻蜓目．

2. 2 對環節動物毒性最大的污染物

對 5 種環節動物的急性毒性數據篩選排序，毒性最大的 3 種污染物如表 4 所示． 篩選得到的 12 種污染物主要為有機錫化合物、表面活性劑、重金屬和農藥 4 類． 對尾盤蟲屬毒性最大的 3 種污染物均為表面活性劑;對仙女蟲毒性最大的 3 種污染物為 2 種重金屬和 1 種有機氯農藥;對正顫蚓毒性最大的 3 種污染物中有 2 種為有機錫化合物;對霍普水絲蚓毒性最大的 3 種污染物有 2 種農藥和 1 種重金屬;對蘇氏尾鰓蚓毒性最大的 3 種污染物為 2 種重金屬和 1 種有機磷農藥． 從毒性值來看，正顫蚓和蘇氏尾鰓蚓對污染物耐受能力較小，而霍甫水絲蚓及尾盤蟲對污染物的耐受能力相對較強．

2. 3 對水生昆蟲毒性最大的污染物

對5種水生昆蟲生物毒性最大的3種污染物如表 5 所示． 由表 5 可知，篩選得到的 15 種污染物均為農藥類化合物，分別為有機氯類、有機磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯、酰胺類、氯代煙堿類殺蟲劑和三唑類殺菌劑等 7 類農藥． 氨基甲酸酯類農藥對黃翅蜻表現為劇毒，農藥類化合物對扁蜉和羽搖蚊的毒性較小，多表現為中毒或低毒．

2. 4 環節動物及水生昆蟲對污染物的敏感度

對 26 種污染物的物種敏感性分析，結果如表 6、7 所示． 目前關于物種敏感性數值的分級研究少見，但指出當水生態系統中 30% 的生物受到危害時，將會給生態系統帶來明顯風險，因此將累積概率 30%作為物種敏感性分界點． 顫蚓是對銅最敏感的生物，同時其對三丁基氧化錫的敏感性也較高． 尾盤蟲屬對 2 種表面活性劑敏感性較差;并且其對十六烷基三甲基氯化銨和 C14-15 鏈烷醇聚醚-7 的累積概率均大于 50%，屬不敏感物種． 仙女蟲對銅較敏感，對氯化汞耐受力較強，對五氯酚鈉較敏感． 蘇氏尾鰓蚓對高錳酸鉀和硫酸鋅較敏感．對于環節動物，霍普水絲蚓為耐污種，顫蚓則可作為有機錫化合物和銅、蘇氏尾鰓蚓可作為重金屬高錳酸鉀和硫酸鋅的基準研究受試物種，尾盤蟲和仙女蟲對表面活性劑和重金屬整體而言不甚敏感，但仙女蟲屬可作為有機氯農藥五氯酚鈉、尾盤蟲屬可作為表面活性劑直鏈烷基苯磺酸的基準研究受試物種．由表 7 可知，2 種搖蚊幼蟲對其毒性最大的 3 種污染物均不敏感，顯示出較強的耐污能力;長跗搖蚊對于有機磷和擬除蟲菊酯類農藥較敏感． 這表明搖蚊科生物對農藥耐受能力相對較強． 除搖蚊科生物外，篩選得到的其他水生昆蟲對農藥總體較敏感，其中對黃翅蜻毒性最大的 3 種農藥毒性數據中，黃翅蜻均為最敏感物種． 水生昆蟲對除有機氯農藥外的其他農藥均較敏感．

2. 5 討論

由于國內環節動物與水生昆蟲毒性研究文獻有限，篩選物種時初步選擇急性毒性數據多且廣泛分布的物種作為目標生物． 顫蚓科生物在我國分布廣泛、種類眾多，在水質評價中多作為耐污種指示環境污染狀況． 本土盤蟲和仙女蟲屬種類較多，分布范圍均較廣，常被用作水體清潔或者輕度污染指示生物． 四節蜉科與扁蜉科為我國蜉蝣目中種類最多的 2 個科，蜉蝣目在水體中一般為清潔種，在水質評價中具有重要地位． 搖蚊科是最常見的底棲動物之一，不同種類的搖蚊科昆蟲對生活環境要求不同． 這些種屬在我國分布廣泛且在水質評價中有重要作用，但是有些物種毒性數據較少，只能在屬的水平上進行污染物數據篩選．對 5 種環節動物毒性最大的污染物分別為有機錫化合物、表面活性劑、重金屬及農藥． 對顫蚓毒性最大的 3 種污染物中有 2 種為三丁基有機錫污染物．顫蚓通常為耐污種，在水體中多用來指示重污染． 但筆者研究結果顯示，2 種有機錫化合物和重金屬銅對顫蚓的毒性值均較小，表明顫蚓耐受力較差． 有機錫化合物主要用作塑料工業生產的穩定劑和催化劑以及防污涂料生產中，使用范圍廣泛，作為一種毒性較強的內分泌干擾物，其污染已經引起國際重視，許多發達國家都將有機錫化合物列為優先控制的有毒污染物． 我國有機錫行業發展較晚，目前還沒有相關行業標準． 由于有機錫化合物多用于船舶防污涂料，因此其對海洋污染較為嚴重，對其的毒性研究也多集中于海水生物，淡水生物毒性數據較少．但是近年來江桂斌等在我國多處內陸水域均檢測出較高濃度的三丁基錫，因此有機錫化合物對淡水生物的毒性研究亟需加強，相關水質基準與標準也有迫切需求． 而筆者的研究結果顯示，顫蚓對有機錫化合物敏感性較高，其可作為有機錫污染的指示生物及基準受試生物．我國 2005 年表面活性劑的消耗量位居世界第 2位，大量表面活性劑進入水環境中，影響水生生物生長，導致水生物種數量和群落結構發生改變，破壞了生態系統的平衡． 目前對表面活性劑的水生毒性研究多集中于微生物、藻類、魚類和甲殼類等水生生物，對環節動物等底棲動物的研究較少． 對尾盤蟲毒性最大的 3 種污染物為 3 種不同類型的表面活性劑，雖然除直鏈烷基苯磺酸外尾盤蟲不是另 2 種表面活性劑的敏感物種，但其可在一定程度上指示水體中表面活性劑的中度或重度污染． 仙女蟲科一般用于指示清潔或輕污染水體，在該研究中表面活性劑對尾盤蟲毒性均較小，顯示較耐污，這可能與數據豐度不高有關;此外，仙女蟲屬雖對 3 種污染物耐受力較差，但卻只對五氯酚鈉較敏感．蘇氏尾鰓蚓對重金屬高錳酸鉀與硫酸鋅較敏感．高錳酸鉀一般作為水產藥物加入水體，以消除魚體內的原生動物和寄生蟲，對魚類毒性較?。?王凡等研究表明，高錳酸鉀對金魚的 96 h LC50為 2. 31 mg\ue4d4L，安全濃度為 0. 231 mg\ue4d4L，遠大于其對蘇氏尾鰓蚓的96 h LC50\\(0. 03 mg\ue4d4L\\)．

因此，高錳酸鉀在作為水產藥物使用時，極易危害水體中一些較為敏感的生物．蘇氏尾鰓蚓可作為高錳酸鉀的敏感物種，可指示水體中高錳酸鉀污染程度;此外，蘇氏尾鰓蚓對硫酸鋅也較敏感．霍普水絲蚓作為水體中的耐污物種，可用于指示水體的嚴重有機物污染． 我國對霍普水絲蚓的毒性研究多集中在農藥和重金屬污染方面． 一些苯系物對霍普水絲蚓表現為中毒或者低毒，且霍普水絲蚓對重金屬的耐受力也較強，故一般多用其指示水體污染狀態．對 5 種水生昆蟲毒性最大的污染物均為農藥類．有機氯、有機磷、氨基甲酸酯類和擬除蟲菊酯類農藥為市場上農藥的主要組成部分． 當今農業的生產發展離不開各類農藥的廣泛使用． 然而農藥在創造農業經濟價值外，也因其較高的毒性及難降解性等特點，對環境造成了嚴重破壞． 20 世紀90 年代后期，我國農藥使用量達 5 ×105～ 6 × 105t，其中近 80% 經過各種途徑進入環境中，大部分農藥最后匯集進入水體，造成水體污染． 20 世紀 90 年代，對我國 10. 97 ×104km 河流評價的結果表明，有 70. 6% 的河流被農藥所污染． 我國目前少見農藥水質基準研究，選擇較為敏感的生物物種指示水體中農藥污染水平以及研究相關農藥水質基準已成為迫切需求． 該研究表明，除扁蜉及羽搖蚊外，農藥對其他 3 種水生昆蟲的毒性均較大，根據農藥分級標準，其毒性均屬劇毒或者高毒． 除羽搖蚊和長跗搖蚊外，另 3 種水生昆蟲對農藥均有較高的敏感性． 因此可利用這些水生昆蟲作為該類農藥污染的指示生物及基準研究受試生物．搖蚊幼蟲常用作水體污染的指示生物，搖蚊屬耐受有機物污染，可為劣質水體的指示物種;而長跗搖蚊對污染物較敏感，這與該研究結果較為吻合． 但是 2 種搖蚊相較于其他幾種水生昆蟲，其對于農藥的敏感性較差．由于部分物種和污染物毒性數據的缺乏，難以對我國大量的本土水生環節動物和昆蟲進行分析評價，無法獲得更加豐富的受試生物名單;同時也使得該研究結果存在一定的不確定性． 為配合我國水質基準研究，篩選到更加準確的結果以確定水質基準研究受試生物，不斷積累水生環節動物和昆蟲的毒性數據、增加不同污染物對環節動物及水生昆蟲的毒性研究是極其必要的．

3、 結論

a\\) 通過對本土代表性環節動物和水生昆蟲的物種敏感性分析，篩選出 2 科 3 屬 4 種環節動物和 3 屬\\(3 種\\)水生昆蟲作為相關污染物水質基準研究的受試生物．b\\) 環節動物中，顫蚓屬\\( 正顫蚓\\) 可作為有機錫化合物和重金屬銅的基準研究受試生物;尾鰓蚓屬\\(蘇氏尾鰓蚓\\)可作為重金屬的基準研究受試生物．尾盤蟲屬對表面活性劑有一定的敏感性，可作為其基準研究受試生物． 仙女蟲屬對有機氯農藥五氯酚鈉較敏感，可作為其基準研究受試生物．c\\) 水生昆蟲對農藥敏感，可作為其基準研究受試生物． 其中，黃翅蜻屬\\(黃翅蜻\\)對氨基甲酸酯類農藥很敏感，可作為該類農藥的基準研究受試生物;四節蜉屬可作為擬除蟲菊酯、有機磷和氯代煙堿類農藥的基準研究受試生物;扁蜉屬可作為三唑類殺菌劑和有機磷類農藥的基準研究受試生物．

參考文獻:
［1］ 戴紀翠，倪晉仁． 底棲動物在水生生態系統健康評價中的作用分析［J］． 生態環境，2008，17\\(6\\):2107-2111.