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本文在中国优先控制污染物“黑名单”及课题组前期研究的基础上,筛选出10种取代苯,以花翅摇蚊(Chironomus kiiensis Tokunaga)4龄幼虫为研究对象,测定了取代苯的单一毒性、二元联合毒性,并用AI、TU、MTI和λ法对联合毒性效应进行了综合评价。研究结果表明:取代苯对摇蚊幼虫表现为低毒性,10种取代苯对摇蚊虫24 h的LC50范围为40～450 mg/L;取代苯毒性的大小取决于取代基种类及位置,基团毒性的贡献为:-OH≈-NO2>-CH3>-H,同分异构体毒性大小依次为:邻甲苯>间甲苯>对甲苯,对苯二胺>间苯二胺。对8组等比毒性配比的二元取代苯混合物联合毒性作用评价结果表明4种评价结果并不完全一致,但TU法与MTI法评价结果完全一致,AI与λ法完全一致;4种评价方法对于协同和简单相加毒性效应的评价结果一致,对于部分相加和拮抗作用的评价结果则有所不同;综合4种评价方法结果表明部分相加、拮抗、协同作用和简单相加作用均占总数的25%。4种评价方法对不同毒性单位配比(1:1,1:2,2:1)的对氯苯酚+硝基苯的联合毒性效应评价结果表明4种评价结果均不一致,这说明二元混合物联合毒性作用与各组分的浓度有关。为了更深入的了解取代苯的毒性机制,笔者在急性毒性测定的基础上,筛选出几种代表性取代苯,系统的研究了取代苯对花翅摇蚊4龄幼虫主要解毒酶(AChE、CarE和GSTs)体内和体外活性的影响。研究结果表明:摇蚊暴露于0.4 mg/L、4 mg/L和40 mg/L的对氯苯酚、苯酚、对苯二胺和间苯二胺及LC5、LC10和LC20的对氯苯酚+苯酚和对苯二胺+间苯二胺,其体内AChE和CarE均对取代苯胁迫作出不同程度的响应;亚致死浓度(1 mg/L、10 mg/L和100 mg/L)苯酚处理后,摇蚊体内GSTs主要表现为抑制作用;综合时间-剂量效应及酶响应程度来看,体内解毒酶中对于取代苯胁迫的最敏感的为CarE。取代苯对摇蚊4龄幼虫体外抑制作用结果表明:CarE和GSTs对对苯二胺、间苯二胺和对苯二胺+间苯二胺敏感;综合剂量效应以及酶响应程度来看,摇蚊解毒酶对于取代苯敏感性大小依次为:CarE>GSTs>AChE。为了进一步探讨苯酚致毒分子机理,本文克隆获得花翅摇蚊GSTs家族基因,并采用实时荧光定量RT-PCR技术研究了摇蚊各发育阶段GSTs基因特异性表达及苯酚胁迫下4龄幼虫GSTs基因表达差异。获得12个花翅摇蚊GSTs全长基因,分属于Theta、MAPEG、Delta和Sigma四个家族,编码的蛋白质的氨基酸数为149～225个,分子量(MW)为17.31～26.34 kDa,理论等电点(PI)为4.94～7.78。花翅摇蚊12个GSTs基因不同发育阶段的表达存在差异性;与卵期相比,胚后发育各阶段Theta、MAPEG和Delta家族基因主要为下调表达,Sigma家族基因的主要为上调表达。亚致死剂量(1 mg/L、10mg/L和100 mg/L)的苯酚处理后,摇蚊GSTs基因转录水平主要为下调表达,该结果与苯酚处理后GSTs酶活力下降的实验结果一致,这表明GSTs的转录水平降低可能是引起摇蚊GSTs活性降低主要原因之一。本文从宏观和微观两个方面研究了典型取代苯对花翅摇蚊的生化和分子毒理机制,这对于深入了解代表性取代苯类有机污染物的生态毒性具有重要的意义,同时可为水质标准的制定和生态风险评价提供理论依据。