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。     

5种有机磷农药的淡水水生生物基准

采用毒性百分数排序法推导了马拉硫磷、乐果、甲基对硫磷、敌敌畏和对硫磷等5种有机磷农药的淡水水生生物基准,得出5种有机磷农药的基准最大浓度(CMC)分别为0.477、1.392、0.247、0.085、0.155μg·L-1;基准连续浓度(CCC)分别为0.030、0.688、0.092、0.056、0.030μg·L-1.将推导出的双值基准与我国地表水环境质量标准比较,结果表明,二者差别较大,我国目前这5种有机磷农药的水质标准可能在一定程度上存在着对水生生物"欠保护"的情况.5种有机磷农药的淡水水生生物基准可为我国淡水水生生物基准的制订提供一定的数据参考.     

应用物种敏感性分布评价敌敌畏对淡水生物的生态风险

敌敌畏是一类重要的有机磷杀虫剂,但其对水生生态的影响至今研究较少。为了评价其生态风险,构建了淡水水生生物对敌敌畏的物种敏感性分布(species sensitivity distribution,SSD)模型,在此基础上,讨论了影响SSD模型的主要因素;并分析了该模型的不确定性;推导了敌敌畏对不同类别生物的5%危害浓度HC5(hazardous concentration for 5%the species)阈值;整理收集了我国重要流域水体中敌敌畏的环境浓度;结合SSD模型计算了对淡水生物的潜在影响比例(potentially affected fraction,PAF)。结果表明:1)不同模型的选择会影响HC5的结果,且Burr III模型拟合结果较好,推导的HC5值为0.37μg·L-1;2)无脊椎动物在敌敌畏低浓度范围内的敏感性明显高于脊椎动物。甲壳类动物与昆虫和蜘蛛类相似,敏感度较高,鱼类则较低;3)应用Burr III模型构建SSD时,参数k值对HC5最为敏感,蒙特卡罗随机模拟得到HC5变化范围为0.05~40.57μg·L-1,均值为5.07μg·L-1;4)敌敌畏对我国淡水生态影响较小,PAF均低于1%,其中黄河和太湖流域敌敌畏的生态风险高于其他河流湖泊,珠江口和南海北部较低。上述研究结果为评价敌敌畏对全国不同水体水生生物的潜在生态风险提供了科学依据。     

我国硝基苯的海水水质基准及生态风险评估研究

以一种重要的化工原料硝基苯为研究对象,通过收集、筛选我国本土物种的硝基苯海水生物毒性数据,同时针对我国海区生物特点补充8种典型海洋受试生物的毒理学实验,应用物种敏感度分布(SSD)方法推导了用于保护水生生物的我国硝基苯海水水质基准值。在此基础上,尝试应用2种概率生态风险评估方法初步评估了硝基苯在我国东海椒江口水体中的生态风险。研究结果表明,用于保护我国海水生物的硝基苯水质基准高值为1.42 mg·L-1,低值为0.037 mg·L-1,与应用SSD方法推导的硝基苯淡水水质基准差异不大。商值概率分布法和联合概率曲线法的风险表征结果表明,硝基苯对椒江口中的水生生物存在潜在的生态风险,需要管理部门采取一定的风险管控措施。研究结果有望为我国水质基准、生态风险研究及硝基苯的海水水质标准制定提供参考。     

我国地表水中磷酸三苯酯的多层次生态风险评估

磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)在电缆材料、塑料制品中被大量使用,是地表水中检出频率最高的有机磷酸酯类阻燃剂之一,近年来受到广泛关注。本文通过文献检索TPP的地表水环境暴露浓度以及对水生生物的毒性效应浓度,利用风险商(hazard quotient,HQ)和概率生态风险评价法(probabilistic ecological risk assessments,PERA)对我国主要地表水中的TPP进行多层次生态风险评价。结果显示,TPP在我国地表水中的浓度为0.2～96.3 ng·L~(-1),以生存为测试终点的急性毒性数据推导出的预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)为36.49μg·L~(-1),而以繁殖、发育和生长等为测试终点的慢性毒性数据推导出的PNEC值为1.30μg·L~(-1)。基于急、慢性毒性数据计算的风险商均小于0.1。我国地表水中TPP对0.1%到1%的水生生物造成繁殖、发育和生长等慢性毒性影响的概率分别为1.40%和0.04%,存在较低的潜在生态风险。     

考虑物种权重校验保护太湖水生生物的铅基准

铅是一种有毒重金属元素,位列我国水中优先控制污染物"黑名单".我国水系众多,水生生物多样,研究保护区域水生生物的铅基准十分必要.太湖作为中国周边经济最发达、大中城市最密集且污染最严重的淡水湖泊之一,本研究选取8种太湖本土水生生物实验补充铅的急性毒性数据并两步外推得到慢性毒性数据.结合文献建立铅的本土毒性数据库,基于水体硬度对铅毒性的影响,建立硬度和毒性关系.考虑太湖生物区系和水质特征,采用物种权重敏感度分布方法,得到保护太湖水生生物铅的最大浓度基准值(CMC)和持续浓度基准值(CCC)值分别为50.04—58.87μg·L~(-1)和3.99—4.69μg·L~(-1);现行地表水铅的Ⅲ类标准限值(50μg·L~(-1))下受铅急性毒性和慢性毒性影响的生物比例分别为4.42%和23.00%.     

基于不同毒性终点的双酚A(BPA)预测无效应浓度(PNEC)研究

双酚A(BPA)已被证实是一种类雌激素类物质。本研究根据BPA对水生生物毒性效应的特点,按照不同的毒性终点将BPA的毒性数据进行归类,采用物种敏感度分布法(species sensitivity distribution,SSD)推导了BPA对水生生物的预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)。结果表明:以雌激素效应为暴露终点的急、慢性PNEC分别为25.11μg·L-1、1.075μg·L-1;而以所有数据的急、慢性毒性效应为暴露终点推导的PNEC值分别为355.7μg·L-1、7.549μg·L-1。BPA对水生生物的雌激素效应更为敏感,建议在推导BPA这类内分泌干扰物的PNEC值时,应依据其毒性终点分别推导,从而得到更加合理的基准值。研究成果以期为我国地表水环境质量标准的制修订提供数据支持。     

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.     

水体硬度对铅水质基准值的影响及校正方法探究

水体硬度对铅的水生生物毒性具有显著影响,但我国当前关于铅水质基准的研究中还缺乏针对硬度影响的关注.本文选用"集合斜率"和"标准斜率"2种典型的硬度校正法对搜集筛选后的毒性数据做校正处理,通过物种敏感度分布法推导铅的淡水水质基准.结果表明,在水体硬度为100 mg·L-1(以CaCO3计)水平下,2种校正法所得铅的短期水质基准分别为90.7μg·L-1和89.8μg·L-1,长期基准分别为2.7μg·L-1和3.9μg·L-1;在急性毒性数据充足条件下,2种校正法所得基准值极为相近;而在慢性数据量较少情况下,2种方法所获得的长期基准值在较高硬度水平下表现出明显差异,对比之下,"标准斜率"法为更优选择;与未校正硬度的结果比较发现,水体硬度参数会对铅的水质基准值产生显著影响.该结论对我国其他同类水溶态金属(如镍、镉和铬(Ⅲ)等)的水质基准研究具有一定借鉴意义.     

马拉硫磷水生生物基准推导研究

通过开展毒性试验和查阅国内外相关文献,获取马拉硫磷对长江三角洲流域22个代表性物种毒性数据,采用物种敏感度分布法和毒性百分数排序法推导长江三角洲流域马拉硫磷水生生物基准值。结果显示,采用物种敏感度分布法得出的急性基准值和慢性基准值分别为0.865 5和0.036 2μg·L~(-1),采用毒性百分数排序法得出的急性基准值和慢性基准值分别为0.400 0和0.033 4μg·L~(-1)。为充分保护水生生物,建议以毒性百分数排序法推导出的基准值作为长江三角洲流域马拉硫磷水生生物基准推荐值。研究结果可为我国地表水环境质量标准修订及水生生态风险评估提供科学依据。     

基于物种敏感性分布法的毒死蜱对稻田生态系统生态风险评价

生物敏感性分布法(Species Sensitivity Distributions,SSD)是一种基于单物种测试和概率统计学的、较高级的外推风险评估方法。该方法在国内外均被广泛应用于各种污染物风险评价中。本文选取了采用logistic和normal这2种SSD分布模型,分析了国内外毒死蜱对3组水生生物组合的毒性数据;并且获得各自SSD的HCx值。3组毒性数据分别为:浙江稻田水生生物组,长三角地区水生生物组和美国水生生物组。浙江稻田水生物SSD分布的HC5为:0.32μg·L~(-1)(logistic模型)和0.35μg·L~(-1)(normal模型);HC10为1.50μg·L~(-1)(logistic模型)和1.26μg·L~(-1)(normal模型);HC20为8.13μg·L~(-1)(logistic模型)和5.96μg·L~(-1)(normal模型);HC50为145.44μg·L~(-1)(logistic模型)和115.74μg·L~(-1)(normal模型)。据此判断水稻种植季节,稻田水域毒死蜱对食蚊鱼、鳑鲏、泽蛙蝌蚪、轮虫、常见腹足类和双壳类软体动物以及绝大多数藻类等的风险较小。利用冗余分析研究了生物物种数量、物种组成结构和拟合模型对HCx影响。结果表明:物种组成结构对HCx有较为明显的影响。具体表现为对毒死蜱较为敏感物种数量与HCx存在明显的负相关性;对毒死蜱不敏感的物种则与HCx呈现正相关性。     

应用物种敏感性分布法对太湖沉积物中多环芳烃的生态风险分析

多环芳烃(PAHs)具有高的疏水性,在水体中优先分布于沉积物.采用物种敏感性分布法(SSDs法),依据水生生物慢性毒性数据计算5%物种危害浓度(HC5);并结合欧盟委员会风险评价技术导则(TGD)进而得到沉积物预测无效应浓度(PNEC-sed),以报道的太湖的沉积物中浓度数据作为预测环境浓度(PECsed);用商值法P...     

太湖流域3种氯酚类化合物水质基准的探讨

按照美国地面水水质基准制定的程序和规范,筛选了太湖流域广泛存在的水生生物物种并收集了相应的基础毒性数据,探讨了五氯酚(PCP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)在我国太湖地区的水生态基准的定值.同时采用蒙特卡罗构建物种敏感度分布(SSD)曲线和生态毒理模型方法预测了3种氯酚类化合物对太湖水生生物的急性基准浓度(CMC)和慢性基准浓度(CCC).结果表明,基于EPA规范方法和急慢性毒性比率得到的PCP、2,4-DCP和2,4,6-TCP3种氯酚类化合物的CMC值分别为25、908和594μg·L-1,CCC值分别为12、176和162μg·L-1;基于SSD曲线得到的CMC值分别为25、818和648μg·L-1,CCC值分别为6、75和198μg·L-1;基于生态毒理模型得到的CCC值分别为4、15和67μg·L-1,显示出3种方法得到的氯酚类化合物的CMC或CCC在同一个数量级上,但在数值上由生态毒理模型得出的CCC要小于其它两种方法,并且除PCP的急慢性基准值与美国EPA推出的水生态基准值相近外,其它两种氯酚类化合物的急慢性基准值均低于美国EPA推出的急慢性基准值.研究结果希望能为我国水质基准的制定提供一些有用的线索.     

汾河流域水系和表层沉积物中多环芳烃的空间变化规律及其生态风险研究

本研究在汾河流域上、中、下游及其部分支流布设29个采样点,对其水体和表层沉积物多环芳烃(PAHs)的空间分布规律及生态风险进行了分析和讨论。结果表明,汾河流域水相中丰水期PAHs总量浓度范围是0.530~16.002μg·L~(-1),平均浓度为(2.738±3.078)μg·L~(-1),枯水期PAHs总量浓度范围是0.588~12.916μg·L~(-1),均值为(2.762±3.132)μg·L~(-1)。就空间分布而言,汾河流域整体呈现上游污染较轻,中下游污染严重的特点。PAHs的组成规律显示,丰水期和枯水期PAHs含量均以低环(2~3环)为主,不同采样期低环PAHs所占比例分别为96.5%和90.4%。与其他15个研究地区水体PAHs含量比较,汾河流域水体中PAHs污染程度的国内外对比处于中等到较高程度的污染。丰水期和枯水期水体中PAHs来源于石油源和植物、木材、煤的燃烧,主要受到流域煤化工、燃煤电厂排放污染物的影响。地表水健康风险评价结果显示,汾河流域丰水期和枯水期分别有13.8%和20.7%的点位存在一定的健康风险。汾河流域沉积相中16种PAHs平均浓度为(3.774±1.987)μg·g-1,其污染主要集中在流域中下游地区。PAHs的组成规律显示,PAHs含量集中在低环(2~3环),约占总量的75%左右。与本研究提到的河流、湖泊及港口沉积物中PAHs含量比较,汾河流域沉积物中PAHs污染程度仍处于中等偏高的污染水平。丰水期沉积相中PAHs以燃烧源和石油源为主,部分来自典型石油类产品的输入。表层沉积物生态风险评价结果显示,对于提出的12种PAHs的生态风险的效应区间低值(ERL值)或效应区间中值(ERM值)以及苯并(b)荧蒽(Bb F)和苯并(k)荧蒽(Bk F)这2类没有最低安全值的PAHs化合物来说,汾河上、中、下游流域均有采样点的PAHs可能存在着对生物的潜在生态风险。通过本研究可全面地了解该流域多环芳烃的空间分布规律及其可能的来源,并且为汾河流域多环芳烃污染的控制和生态风险评价提供科学依据。     

九龙江流域规模化养猪场砷污染状况调查

对九龙江流域规模化养猪场猪饲料、沼气出液和猪粪中砷的含量进行了测定。猪饲料中砷的含量范围为0.50～7.72mg·kg-1,平均值为3.49mg·kg-1;沼气出液中砷的含量范围为0.47～56.13μg·L-1,平均值为13.45μg·L-1;猪粪中砷的含量范围为0.32～114.46mg·kg-1,平均值为13.45mg·kg-1。同一养猪场,小猪猪粪中的砷含量一般高于大猪和母猪猪粪;沼气出液和猪粪中的砷含量具有一定的相关性。由估算知,养猪场向九龙江流域年排放的砷总量约为821kg。9家养猪场中有2家猪粪和1家沼气出液中砷的含量相对较高,生态风险等级较高,已超过国家相应标准。总之,应该加强养猪业的管理,以防止养猪场对九龙江流域造成砷污染。     

草莓蚜虫防治用药对蜜蜂的急性毒性与风险评价

为明确草莓蚜虫防治用药对蜜蜂的影响,按照《化学农药环境安全评价试验准则》和《化学品测试方法》要求测定了20%啶虫脒SP、10%氟啶虫酰胺WG和22%氟啶虫胺腈SC对意大利蜜蜂(Apis mellifera L.)的急性毒性,并采用危害商值(HQ)法进行了风险评价。急性毒性结果显示:20%啶虫脒SP、10%氟啶虫酰胺WG和22%氟啶虫胺腈SC对蜜蜂的急性经口毒性试验结果(48 h-LD50值)分别为4.47μg a.i.·蜂~(-1)、11.2μg a.i.·蜂~(-1)和0.0601μg a.i.·蜂~(-1),对蜜蜂的急性接触毒性试验结果(48 hLD50值)分别为11.0μg a.i.·蜂~(-1)、13.9μg a.i.·蜂~(-1)和0.643μg a.i.·蜂~(-1)。按《化学农药环境安全评价试验准则》中毒性等级划分标准,20%啶虫脒SP、10%氟啶虫酰胺WG和22%氟啶虫胺腈SC对蜜蜂的毒性等级分别为中毒、低毒和高毒。风险评价结果表明,22%氟啶虫胺腈SC对蜜蜂存在中等风险(HQ值为1 622),20%啶虫脒SP和10%氟啶虫酰胺WG对蜜蜂的风险为低风险,其HQ值分别为40.3和6.70。因此,草莓生产中可优先选用10%氟啶虫酰胺WG来防治蚜虫,20%啶虫脒SP次之。而使用22%氟啶虫胺腈SC时,应注意采取措施降低其对蜜蜂的毒性风险,以免造成危害。     

硫丹对罗非鱼(Oreochromis aureus×O.niloticus)和草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的急性毒性研究

为控制虫害农业上大量使用硫丹,因此硫丹可通过多种途径进入水环境中.养殖环境和水产品中已发现硫丹残留,这给养殖环境和食品安全造成潜在威胁.通过半静态试验方法测定了罗非鱼和草鱼的半致死浓度,并估算了其在水环境中的安全浓度.结果表明,罗非鱼和草鱼的半致死浓度分别为1.97(1.26 -2.87) μg·L-1和2.33(1....     

铅和得克隆联合暴露对斑马鱼胚胎的神经毒性作用

以斑马鱼(Danio rerio)为研究对象,探讨铅(Pb)、得克隆(DP)及二者联合急性暴露对斑马鱼胚胎的神经毒性作用。结果表明,Pb(5、20μg·L~(-1))和DP(15、60μg·L~(-1))单独暴露均会引起斑马鱼自主运动频率增加,触摸反应能力和自由游泳活力下降,并且抑制初级运动神经元的生长,加剧尾部细胞凋亡。但与20μg·L~(-1)Pb单独暴露相比,高剂量联合暴露(20μg·L~(-1)Pb+60μg·L~(-1)DP)使斑马鱼的自主运动频率显著降低(P0.05),触摸反应能力和自由游泳活力显著增强(P0.05),初级运动神经元轴突长度显著增加(P0.05),尾部细胞凋亡减少。与5μg·L~(-1)Pb单独暴露相比,低剂量联合暴露(5μg·L~(-1)Pb+15μg·L~(-1)DP)也显著减少斑马鱼尾部的细胞凋亡(P0.05)。上述结果表明,Pb或DP单独暴露对斑马鱼均可引起神经毒性作用;但二者联合暴露对斑马鱼自主运动、触摸反应以及自由游泳活力的影响则表现为拮抗作用。     

内蒙古自治区河套平原砷中毒高发区作物中砷的检测及健康风险评价

为了研究地方性砷中毒高发区作物中砷含量及其对人体健康的威胁,在内蒙古自治区河套平原4个自然村采集了72个谷物蔬菜水果、81份人体尿样和8个自来水样品。用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)分析测定采集的样品中各形态砷及其含量;用ICP-MS分析测定消解后的作物样品中砷总量。结果表明,自来水中总砷含量均小于1.0μg·L-1。尿液样品中总砷含量为4.50～319μg·L-1(平均值为56.9μg·L-1),二甲基砷(DMA)是尿砷的主要形态(>70%)。作物中砷的主要形态有无机三价砷As(III)、无机五价砷As(V)和DMA。谷物和蔬菜水果中总砷含量的最大值分别为102和335μg·kg-1。成人和儿童最大日摄入砷量分别为232和205μg。通过分析采样地人体尿砷、作物砷和地方性砷中毒发病率的相关性得出,作物中砷的含量虽未明显超过国家标准,但对人体健康有明显的潜在威胁。政府改水后(饮用水由井水变为达标的自来水),人体的健康风险主要来自作物中的砷,而不是饮用水中的砷。     

太湖水体中5种有机磷农药混合物生态风险评价

有机磷农药是一类广泛分布于我国水环境中的污染物,即使在水体中的污染水平处于规定“安全标准”之下,其联合暴露产生的风险仍有可能威胁水生生态安全。采用基于浓度加和模型与生物敏感度分布曲线的混合物风险商法,评价了太湖水体中敌敌畏、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷和乐果5种有机磷农药混合物产生的生态风险。结果表明：2003～2004年期间3个不同时期太湖水体中5种有机磷农药的混合物生态风险商(RQ_m )均大于1,有机磷农药混合物在2003～2004年期间对太湖水生生物构成了一定威胁。