我国六价铬淡水水生生物安全基准推导研究

参照美国国家环境保护局(USEPA)"推导保护水生生物及其用途的国家水质基准的技术指南"的程序和规范,筛选了我国广泛存在的淡水水生生物物种,收集现有的急性和慢性毒性数据,结合课题组实验得到的部分本土生物毒性数据,分别采用物种敏感度排序法(SSR)、物种敏感度分布法(SSD)以及澳大利亚的水质基准技术方法对我国六价铬的淡水水生生物安全基准进行了推导。获得了我国淡水水生生物的六价铬的双值基准,3种方法得到的基准最大浓度(CMC)分别为23.97、22.84、29.06μg·L-1,基准连续浓度(CCC)分别为14.63、10.35、9.00μg·L-1,在同一个数量级上,但与美国的基准值有一些差异,建议使用SSD法推导CMC值和CCC值。研究结果可为我国水质基准的制定提供一些有用的基础资料。     

十二烷基苯磺酸钠淡水水质基准初探及生态风险评估

十二烷基苯磺酸钠(LAS)是一种常用的洗涤剂,具有难降解和易残留等特点,是我国水体中普遍存在的有害物质.当水中LAS浓度过高时,会对淡水水生生物的生存产生不利影响.以LAS为研究对象,结合我国淡水水生生物组成特征,筛选国内外文献中有关LAS水生生物毒性数据,涵盖5门12科19种,共40个急性毒性数据.运用毒性百分数排序法(SSR)和物种敏感度分布曲线法(SSD)进行推导,结果表明,利用SSR法推导得出基准最大浓度(CMC)为0.56 mg·L-1、利用急慢性比(取10)求得基准连续浓度(CCC)为0.11 mg·L-1;利用SSD法得到CMC为0.58 mg·L-1,CCC为0.12 mg·L-1.2种方法结果相近,从安全角度考虑,选取SSR法所求的水质基准为最终结果.风险评估结果显示,我国水体中存在LAS潜在生态风险,且主要集中在城市水体中.     

DDTs对水生哺乳动物的组织残留基准初步研究

作为一种曾经广泛使用的氯化烃杀虫剂,DDT及其主要代谢产物DDE和DDD(合称为DDTs)是一类典型的具有持久性和生物累积性的有毒污染物。亲脂性和持久性使得DDTs可以通过食物链进行生物放大,从而对处于高营养级的水生哺乳动物造成严重的毒害作用。在综述DDTs对哺乳动物的毒性研究基础上,采用物种敏感度分布(species sensitivity distribution,SSD)和毒性百分数排序法(toxicity percentile rank method,TPRM)推导DDTs保护水生哺乳动物的组织残留基准(Tissue Residue Guideline,TRG)。使用SSD和TPRM得到的TRG分别为23.9和22.7 ng·g-1食物(湿重)。相应的,DDTs保护水生哺乳动物的水质基准分别为188.2和178.7 pg·L-1。依据研究得到的DDTs的组织残留基准及其在鱼类体内的含量评估对水生哺乳动物的风险。研究结果可用于评估DDTs对水生哺乳动物的生态风险,并为DDTs的风险管理提供理论依据。     

我国水生生物的二甲苯基准阈值探讨及其在风险评估中的初步应用

搜集筛选了二甲苯对我国淡水生物的急、慢性毒性数据。物种涵盖了昆虫类、甲壳动物类、鱼类、两栖动物类、环节动物类、软体动物类、轮虫类和浮游植物类。数据分析表明,甲壳类生物对二甲苯最为敏感。采用美国水生生物基准技术对二甲苯水质基准进行推算,得出保护我国淡水生物的二甲苯急性基准域值为1.41 mg·L-1,慢性基准为0.57 mg·L-1。基于获得的二甲苯基准值对我国部分流域二甲苯的暴露生态风险进行初步评估,结果表明二甲苯并未对这些水体中的水生生物造成潜在风险。本研究将为二甲苯水质标准的制修订和流域水环境管理提供技术支持。     

中国典型河湖水体铅的水生生物安全基准与生态风险评价

采用物种敏感度排序法(SSR)对我国铅的淡水水生生物安全基准进行推导,并以太湖为例进行了流域水生生物安全基准推导。对于难以获得的本土生物毒性数据,开展了相应的毒性试验。获得了我国国家与太湖流域铅的水生生物安全基准值,基准最大浓度(CMC)分别为63.92、104.26μg·L-1,基准连续浓度(CCC)分别为1.21、4.06μg·L-1。同时,对我国主要河流以及太湖流域进行了铅的生态风险评价,联合概率曲线法显示影响5%水生生物种类的概率分别为66.22%和43.19%,熵值法则显示中国主要河流存在较大的铅暴露风险,因此,我国铅的潜在生态风险较大,主要河流与太湖流域存在铅污染问题。     

红霉素水生生物基准推导和对中国部分水体生态风险初步评估

红霉素是大环内酯类抗生素,环境中红霉素残留具有较高的生态风险和健康风险,而中国目前尚缺乏红霉素的淡水水生生物基准值,因而研究适合中国流域水环境的红霉素水生生物基准,对于保护中国淡水水生生物以及水质基准的研究具有重要意义。该研究搜集筛选了红霉素对中国淡水生物的急慢性毒性数据,共获得3门8科的10个急性毒性数据和2门4科的4个慢性毒性数据。利用美国环境保护局推荐的物种敏感度排序法(SSR)推导红霉素的水生生物基准,同时以log-normal SSD法和log-logisticSSD法对基准计算结果进行了比对。比较了3种方法的优缺点,以及与国内外已有研究基准值之间的差异及形成原因,分析了影响红霉素水生生物基准的关键因素。得出采用SSR法推导的保护中国水生生物的红霉素急性基准值(CMC)为0.47μg·L~(-1),慢性基准值(CCC)为0.10μg·L~(-1)相对可行。将该研究推导出的红霉素慢性基准值(CCC)与中国部分江河和湖泊中红霉素暴露浓度相比较,采用风险商值(RQ)评价了红霉素的生态风险。结果表明,风险区域主要集中在辽河、海河和珠江,部分区域点位存在一定的红霉素暴露生态风险。研究结论可为红霉素水质标准制定和流域水环境管理提供科学依据。     

应用概率物种敏感度分布法研究太湖重金属水生生物水质基准

目前广泛使用的水质基准推导方法—物种敏感度分布法存在曲线拟合模型不确定、曲线拟合效果不佳、种内差异欠考虑、基准值不准确等诸多问题,概率物种敏感度分布法可有效解决上述问题。应用概率物种敏感度分布法构建了太湖水体中5种重金属Ag、Pb、Cd、Hg和Zn的概率物种敏感度分布曲线,在此基础上得到了保护水生生物的急性水质基准分别为1.079μg·L~(-1)、637.973μg·L~(-1)、19.465μg·L~(-1)、8.729μg·L~(-1)和105.506μg·L~(-1),慢性水质基准分别为0.108μg·L~(-1)、63.797μg·L~(-1)、1.947μg·L~(-1)、2.340μg·L~(-1)和52.753μg·L~(-1);不同类群间生物对重金属的敏感度存在差异,不同重金属对同一类群生物的毒性也存在差异;通过与国内外已有的重金属水质基准值比较,发现水质基准具有明显的区域性,目前基于国外水质基准或我国整体水域特点来制定的太湖水质标准,往往造成对太湖水生生物欠保护或过保护的状况。     

我国海水水质基准的构建:以三丁基锡为例

我国近岸海域污染形势严峻、污染物种类繁多、生态健康风险复杂,现有的海水水质标准难以满足当前海洋环境污染评价、管理和监控的需求,亟需适宜我国海洋区系特征的海水水质基准作为水质标准修订与制定的理论依据.借鉴美国、欧盟和荷兰等国家水质基准的制定方法,提出了构建我国海水水质基准的思路,并给出了数值型双值基准的数据要求、定值方法和相应的计算模式等.以三丁基锡化合物(TBT)为例,按照论文建立的方法,计算了保护我国海洋水生生物的TBT基准.结果表明:我国TBT化合物海水水质基准高值(HSWC)和海水水质基准低值(LSWC)分别为0.43μg·L-1和0.002μg·L-1,与美国,加拿大和英国等国家的推荐基准值略有不同.研究结果将为我国海水水质基准的制定与研究提供帮助.     

我国海水水质基准的构建：以三丁基锡为例(Construction of Marine Water Quality Criterion in China: A Case Study of Tributyltin（TBT）)

我国近岸海域污染形势严峻、污染物种类繁多、生态健康风险复杂,现有的海水水质标准难以满足当前海洋环境污染评价、管理和监控的需求,亟需适宜我国海洋区系特征的海水水质基准作为水质标准修订与制定的理论依据. 借鉴美国、欧盟和荷兰等国家水质基准的制定方法,提出了构建我国海水水质基准的思路,并给出了数值型双值基准的数据要求、定值方法和相应的计算模式等. 以三丁基锡化合物（TBT）为例,按照论文建立的方法,计算了保护我国海洋水生生物的TBT基准. 结果表明：我国TBT化合物海水水质基准高值（HSWC）和海水水质基准低值（LSWC）分别为0.43μg·L-1和0.002μg·L-1,与美国,加拿大和英国等国家的推荐基准值略有不同. 研究结果将为我国海水水质基准的制定与研究提供帮助.     

某湿地生态保护区水体中铜的生态风险评价及管理限值研究

铜是生物必需的微量元素,但过量暴露会对生物产生毒害效应。针对我国南方城市某湿地生态保护区水体重金属污染问题,参照《澳大利亚和新西兰淡水和海水水质指南》,应用物种敏感度分布(speeies sensitivity distribution,SSD)方法和联合概率曲线(joint probability curve,JPC)方法评价水体中铜的生态风险评价,在此基础上提出水体中铜浓度的管理限值。根据该湿地生态保护区生物调查历史数据以及其他文献数据,整理了415个本地物种的清单,通过美国环境保护署ECOTOX数据库以及其他文献共获取了13个物种的毒性数据,构建了Weibull分布、对数正态分布、正态分布、对数Logistic分布、Logistic分布、BurrⅢ型分布和Gumbel分布等7个SSD模型。结果表明,利用13个本地物种铜毒性数据构建的SSD模型具有合理性,不同模型计算得到的湿地生态保护区水体中铜的总体风险期望值为0.054~0.121。其中,BurrⅢ型分布模型的拟合效果最好,据此推导得到以保护水生生态系统为目标的铜的高可靠性与中等可靠性触发值分别为2.55μg·L~(-1)和1.41μg·L~(-1)。考虑到管理目标的可达性和现状的生态风险水平,提出该湿地生态保护区水体中铜浓度的管理限值为3μg·L~(-1)。     

环境中重金属和有机污染物的物种敏感性分布研究进展

物种敏感性分布法(SSD,Species Sensitivity Distribution)是一种相对于传统评价因子法具有更高置信度的统计学外推方法,在环境质量基准制定及生态风险评价中得到广泛应用。本文对近年来国内外重金属和有机污染物的物种敏感性分布研究成果进行了综述,阐述了在水体、土壤和沉积物等环境介质中应用SSD方法开展生态风险评价的研究现状,从SSD模型选择、毒性数据点筛选等方面对影响SSD模型不确定性的因素进行探讨,并对SSD方法在生态风险评价领域的应用进行了展望。     

物种敏感度分布(SSD)方法在农药环境风险评估中的应用

物种敏感度分布法(Species Sensitive Distribution,SSD)能够依据不同物种对农药等胁迫因素的敏感度服从一定的累积概率分布,以统计形式将多种非靶标物种的实验室数据进行汇总分析,获得物种对农药的敏感度差异,作为效应评估指标应用于农药风险评估。本文综述了SSD概念、方法原理、国内外研究和应用进展,并以毒死蜱为例进行了数据分析。由此建议继续关注国际上对SSD及更复杂模型模拟研究进展,以便应用于我国农药环境风险评估,推动我国农药管理的持续发展。     

基于权重敏感度分布研究太湖有机磷农药单一和复合风险

基于实验室能得到的有限毒性数据的物种敏感度分布法(species sensitivity distribution, SSD)很难充分代表特定区域生态系统的物种分布,需要采用考虑生物区系特征进行赋予权重的物种敏感度分布法(weighted species sensitivity distribution,WSSD)。基于太湖物种组成构建WSSD,使用最大累积率(maximum cumulative ratio, MCR)(含风险商法(hazard quotient, HQ))和概率风险评价法(probabilistic risk assessment, PRA)对太湖地区单一和混合有机磷农药的风险进行研究。结果表明,相对于传统SSD方法,加权SSD方法计算的风险商大,且5%生物受影响的概率更大。单一风险评价中,敌敌畏和乐果5%生物受影响的概率超过40%,需要优先控制;最大累积率表明,敌敌畏是复合风险的主要贡献者,单一风险评价中风险较小的马拉硫磷和对硫磷也对复合风险贡献较大,复合暴露风险评价是必要的,混合物的风险商>1,5%生物受复合暴露影响的概率高达90%,有机磷农药复合生态风险不容忽视。     

物种敏感度分布及其在生态毒理学中的应用(Species Sensitivity Distribution and Its Application in Ecotoxicology)

物种敏感度分布是一种基于单物种测试的外推方法,其在生态毒理学中的应用近年来已成为研究热点.论文阐述了物种敏感度分布在生态毒理学的应用背景,以及其基本内涵与研究步骤,同时介绍了物种敏感度分布在生态毒理学中应用的两个方面:制定污染物的环境质量标准和对污染生态系统的生态风险评价,并对物种敏感度分布的不确定性和研究的发展趋势进行了讨论.     

椒江口春、秋季浮游动物分布特征及与主要环境因子的关系

2009年5月和10月对椒江口(121.35°E～121.85°E,28.50°N～28.80°N)浮游动物进行调查,分析其群落结构、生物量和丰度的时空分布特征及与主要环境因子的关系.结果表明,该海域浮游动物有明显的季节变化,春季鉴定到14大类50种,卡玛拉水母(Malagazzia carolinae)为绝对优势种,秋季鉴定到14大类73种,优势种分别为百陶箭虫(Sagitta bedoti)、双生水母(Diphyes chamissonis)、亚强真哲水蚤(Eucalanus subcrassus)、微刺哲水蚤(Canthocalanus pauper)、中华胸刺水蚤(Centropages sinensis)和肥胖箭虫(Sagitta enflata);多样性指数为秋季(2.59)高于春季(1.82),生物量和丰度为春季(972.66 mg/m3和1 743.54 ind/m3)远高于秋季(65.30 mg/m3和31.94 ind/m3).总生物量和丰度的空间分布由优势种决定,春季高值区出现在咸淡水交汇的出海口处;秋季有沿河口向外递增的趋势.典范对应分析(CCA)表明,营养盐、盐度和溶解氧为影响春秋季椒江口浮游动物分布的环境因子;浮游动物群落存在明显的季节和空间异质性;各物种适宜的生态环境不同.与类似河口的现状相比,椒江口的浮游动物种类丰富,可能与影响该河口的水团多样有关;与历史资料相比,椒江口4、10月份浮游动物的生物量、丰度及优势类群保持相对稳定.图9表6参44     

应用物种敏感性分布评估中国近海和福建主要海湾水体重金属生态风险

利用物种敏感性分布(species sensitivity distribution,SSD)方法构建常见重金属元素对海洋生物的SSD曲线,在此基础上,结合实际调查数据,计算了中国近海7种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn)和福建主要海湾6种重金属(As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn)对海洋生物的潜在影响比例(PAF),并分析了各种重金属在相应海区的联合生态风险(msPAF)。结果表明,中国近海水体重金属对海洋生物的生态风险大小顺序为:渤海(20.67%)>黄海(18.39%)>东海(15.94%)>南海(11.26%)。福建主要海湾水体重金属对海洋生物的生态风险大小顺序为:泉州湾(47.44%)>厦门湾(47.16%)>罗源湾(43.03%)>沙埕港(34.65%)>深沪湾(30.34%)>三沙湾(28.64%)>闽江口(20.55%)>诏安湾(20.42%)>兴化湾(18.37%)>湄洲湾(17.24%)。     

基于物种敏感性分布的保护海水水生生物的石油烃急性毒性基准研究

溢油污染对水生生物的危害以及分散剂使用对原油毒性的影响一直是溢油应急响应及危害评估时关注的焦点。本研究收集筛选了基于标准测试方法的90组急性毒性数据(LC50/EC50),其中37组毒性数据来自15种油品的水容纳组分(water accommodated fraction,WAF),53组来自11种化学分散剂与15种油品的分散液(chemically dispersed water accommodated fraction,CEWAF),应用物种敏感性分布(species sensitivity distribution,SSD)方法推导了基于水生生物保护的石油烃总量(total petroleum hydrocarbon,TPH)的急性毒性基准值,同时还分析了分散剂和不同暴露方式对原油毒性的影响。结果显示,以名义浓度(nominal concentrations)所表示的毒性结果可能高估分散剂对原油毒性的影响,基于CEWAF和WAF的LC50/EC50所推导的有害浓度(HC5s)差异较小,计算出的保护水生生物TPH急性毒性基准值为0.38 mg·L-1(TPH);鱼类对原油污染的响应明显敏感于甲壳类;同时证明了SSD方法在溢油毒性评估及风险阈值推导中具有可行性和合理性。     

应用物种敏感性分布评估DEHP对区域水生生态风险

应用物种敏感性分布（Species Sensitivity Distribution,SSD）方法构建了邻苯二甲酸二辛酯（Diethylhexyl phthalate,DEHP）对淡水生物的SSD曲线。在此基础上,计算了DEHP对不同生物的5%危害浓度（HC5）,分析比较DEHP对不同生物类别的毒性敏感性差异及其特征,并针对在不同污染物质量浓度下,评价了我国不同地区水体DEHP对不同生物类别的生态风险。结果表明,不同物种对DEHP污染物的耐受范围存在差异,从小到大依次为无脊椎动物〈脊椎动物〈藻类,这可能与各物种的组别多样性有关,耐受范围越大,表示随着质量浓度增加,风险增大的趋势较缓慢;DEHP对不同物种的HC5从小到大依次为藻类〈无脊椎动物〈脊椎动物。HC5越小,DEHP对该物种的生态风险越大,其中藻类对DEHP最敏感,其HC5为41.01μg·L-1,从总体上看,DEHP对淡水生物系统的HC5为4 521.46μg·L-1;不同质量浓度值得出的PAF值的大小,反映不同类别生物的损害程度。质量浓度在1 000μg·L-1以下,全部物种的PAF值几乎为0;当质量浓度达1 000μg·L-1时,藻类和无脊椎动物开始受到影响;当质量浓度达10 000μg·L-1时,61.85%和88.04%的藻类和无脊椎动物分别受到影响,全部物种有64.34%受到影响。我国不同地区河流湖库水体水生态风险评估表明其水生态风险极低,PAF接近于0。     

椒江口海域浮游植物与富营养化的关系

根据2010年椒江口海域3个季节的海洋调查资料,运用定量、定性方法,探讨该海域浮游植物、富营养化和赤潮之间的关系.自该海域共鉴定浮游植物81种,赤潮种35种,由于受椒江径流、浙江沿岸流、台湾暖流和上升流共同影响,浮游植物种类数、平面分布及优势种有明显的季节变化;最主要的赤潮优势种是旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、具槽直链藻(Melosira sulcata)和琼氏圆筛藻(Coscinodiscusjonesianus);调查期间海域富营养化指标E值大于1,富营养化程度较为严重,但浮游植物群落结构较为稳定,多样性指数较高,并未发生赤潮.