影响银淡水生物水质基准的环境因素分析

水质基准是制定水环境质量标准,以及评价、预测和控制与治理水体污染的重要依据。为了系统分析水体硬度、物种门类和地域条件对水质基准的影响,本研究筛选了6门20科25种水生生物的毒性数据,用毒性百分数排序法推导了中国银的淡水生物水质基准。研究结果表明,银的基准最大浓度(CMC)与水体硬度呈幂函数关系,等式为CMC=0.85×e[0.62ln(水体硬度)-4.28]μg·L-1,基准连续浓度为0.02μg·L-1。中国和美国2个不同生物区系研究都表明低等生物(无脊椎动物)比高等生物(脊椎动物)对银离子的毒性更为敏感。由地域条件引起的生物区系和敏感物种差异及基准推导方法的不同也会影响水质基准值。     

物种敏感度分布法（SSD）在农药水质基准推导中的应用

水质基准推导方法在水质基准制定中起着至关重要的作用,物种敏感度分布法是目前国际上常用的基准推导方法,但利用此方法推导水质基准时,可选用的模型很多,但并不是所有的模型都能很好地拟合农药毒性数据集。为了筛选得到拟合优度较好的模型,选取4种典型农药,对采用不同模型拟合物种敏感度分布曲线的结果进行比较研究。结果显示,sigmoid、Gaussian、Gompertz和exponential growth 4种模型对于农药数据集,无论是在曲线走势、HC5值的合理性还是拟合优度方面的拟合效果都优于其他几种模型。因此,在应用物种敏感度分布法推导农药水质基准时,可以首选上述4种模型进行拟合,然后再从中选出最优模型来确定基准值,从而保证基准值推导的科学性。研究结果可为农药水质基准制定时推导方法的选择提供科学参考。     

淡水水生态基准方法学研究:数据筛选与模型计算

水生态基准研究的核心是水生态基准方法学,如何鉴于现有的生态毒理学数据推导出科学合理的基准值,并达到切实保护水生生物的目的,是水生态基准研究的重点。论文从淡水水生态基准方法学中数据筛选和模型计算出发,系统地阐述和比较了现有方法学中关于数据的数量和质量、本土物种数据和非本土物种数据、实验室试验数据和野外现场试验数据、常规测试指标和非常规测试指标以及数据的整理等数据筛选原则,并对评估因子法、物种敏感度分布曲线、种间关联预测以及生态毒理模型等水生态基准的计算模型进行比较。参照国外水质基准推导的过程及我国水生态系统的特征,发展我国水生态基准研究中数据的筛选原则以及科学合理的基准计算方法,以期为建立我国淡水水生态基准推导方法学提供研究基础和科学依据。     

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。     

海水水质基准的研究方法与我国海水水质基准的构建(Methods of Deriving Marine Water Quality Criterion and Proposal for Establishment of National Marine Water Quality Criterion in China)

海水水质基准是制定相关海水水质标准的科学依据.论文概要介绍了美国、欧盟和荷兰等发达国家的海水水质基准研究方法体系,给出了关键计算模式、数据要求和定值方法.结合当前我国在海水水质基准研究方面的现状,借鉴国外水质基准研究经验,对我国海水水质基准的研究方法提出了构想,以期为我国开展海水水质基准的研究提供新思路.     

预测沉积物-水微宇宙系统中化学品浓度变化的多介质模型

沉积物-水微宇宙系统是经济合作发展组织(Organisation for Economic Co-Operation and Development,OECD)颁布的化学品测试准则中推荐的试验系统之一,可用来测试化学品对底栖生物的慢性毒性。为了在试验前对化学品的浓度变化进行预测,进而确定试验方法,以摇蚊慢性毒性试验系统为例,采用环境多介质模型的建模方法,构建了一种可通过化学品理化性质和试验系统参数,对化学品在沉积物-水试验系统中浓度变化进行预测的模型。结合试验数据和文献资料,给出了模型中试验系统参数的推荐取值,并使用Matlab软件中的Simulink工具对模型进行编程和求解。以此模型为基础,给出了模型在3个方面的应用,即预测蓄积时间、预测平衡时间以及拟合试验数据。对80种已有或假想化学品的蓄积时间和平衡时间进行了计算,得出的范围分别为1~204 d和1~73 d。此外,适当修改模型结构和模型参数,也可将其应用于其他暴露场景中。但使用模型对化学品浓度进行预测时发现,模型仅对沉积物中化学品浓度的预测结果较为准确,而对水中化学品浓度的预测结果与实测值相差1~2个数量级。模型对浓度的预测精度未来仍需进一步提高。上述研究结果完善了沉积物-水微宇宙系统试验方法。     

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.     

三氯生毒性效应及水质基准研究进展

三氯生(TCS)是一种高效的广谱抗菌剂,广泛用于个人护理品和工业产品中,在水体和陆生环境及生物体内均被检测到,具有较高的潜在生态风险。文章综述了近年来国内外有关三氯生的生物毒性效应,分别对其在生物分子水平、细胞水平、组织器官水平及个体水平的毒性效应进行了分析总结。此外,对三氯生的水质基准研究现状进行了分析,并对其可能的研究方向进行了探讨。相关研究发现,三氯生可对水生生物特别是藻类产生较高的急性毒性。三氯生可在生物分子水平上产生毒性效应,影响酶和基因的正常表达及生理功能;还可产生细胞毒性,导致生物体组织器官产生畸变、癌变。三氯生对生物体具有显著的内分泌干扰效应,可扰乱生物体的生殖系统、甲状腺系统和神经系统的正常生理功能。但目前还没有充分的证据表明,通过日常使用个人护理品摄入的三氯生会对人体产生毒性效应。此外,虽然三氯生在水体中具有较高的暴露风险,但其水质标准基准研究并不完善,相关研究还较少。鉴于三氯生对水生生物具有较高的毒性效应,今后应加强三氯生水质基准方面的研究,不断丰富三氯生的水生生物毒性数据库,并进一步探索其在生物分子水平上的水质基准研究,以建立更科学有效的水质基准和标准。     

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.     

非离子有机物淡水沉积物质量基准推导方法——以林丹为例

沉积物质量基准是对水质基准的补充,对水质管理有重要意义.国际上有多种建立沉积物质量基准的方法,其中,相平衡分配法是美国环境保护局推荐使用的方法之一.相平衡分配法利用污染物的沉积物-水平衡分配系数(Kp)和水质基准中污染物的最终慢性毒性值(FCV)计算污染物的沉积物质量基准值(SQC).当缺乏污染物的沉积物生物毒性效应数...     

水体沉积物质量基准研究现状

沉积物质量基准是对水质基准的补充,对水质管理具有重要意义。目前国际上沉积物质量基准计算方法有十几种。对各种方法的理论基础、数据需求、适用范围等方面进行了概述之后,综合分析了各种方法的理论基础。研究结果认为,应将建立沉积物质量基准的方法分为以生物效应数据为基础的生物效应数据库法和以相平衡分配原理为依据的相平衡分配法。而根据统计方法不同,生物效应数据库法又分为单值基准、双值基准和三轴图法。同时还对美国、加拿大、荷兰、英国、澳大利亚和新西兰的沉积物质量基准研究发展和应用概况进行了分析。结合我国实际情况认为,依赖于大量生物效应数据的生物效应数据库法,目前在我国的适用范围有限,只能用于推导少数几种污染物的基准值。相平衡分配法具有可靠的理论基础而且不需要大量的生物效应数据,具有很大的发展潜力。因此,对于目前沉积物质量基准研究处于初级阶段的我国,更适合使用相平衡分配法计算污染物沉积物质量基准。     

3种有机磷农药对水生生物的乙酰胆碱酯酶抑制效应的物种敏感度分析初探

通过筛选敌敌畏、马拉硫磷和对硫磷3种有机磷农药对水生生物的急性毒性数据和乙酰胆碱酯酶抑制效应数据,构建物种敏感度分布曲线进行了比较分析。结果表明,敌敌畏对水生生物的急性毒性和乙酰胆碱酯酶抑制效应的大小顺序为:酶体内抑制效应酶体外抑制效应急性毒性;马拉硫磷和对硫磷的乙酰胆碱酯酶抑制效应数据不足但趋势相似,顺序为:酶体内抑制效应急性毒性酶体外抑制效应。敌敌畏的急性毒性和酶体外抑制效应的5%危害浓度(HC5)分别为2.07μg·L~(-1)和1.53μg·L~(-1),两者相差1.4倍。在水质基准推导中,乙酰胆碱酯酶抑制效应数据对有机磷农药的水生生物基准具有重要的参考价值。     

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。     

Human health ambient water quality criteria for 13 heavy metals and health risk assessment in Taihu Lake

• The concentrations of 13 heavy metals in Taihu Lake were analyzed. • Aquatic vegetables intake was first included in deriving human health AWQC. • The human health AWQC for 13 heavy metals in Taihu Lake were derived. • Human health risk assessment for 13 heavy metals were conducted in Taihu Lake. Heavy metals are widely concerning because of their toxicity, persistence, non-degradation and bioaccumulation ability. Human health ambient water quality criteria (AWQC) are specific levels of chemicals that can occur in water without harming human health. At present, most countries do not consider the effects of aquatic vegetables in deriving human health AWQC. Therefore, the intake of aquatic vegetables (Brasenia schreberi) was added to the derivation of human health AWQC and a health risk assessment for 13 heavy metals in Taihu Lake. The human health AWQC (consumption of water, fish and aquatic vegetables) values of 13 heavy metals ranged from 0.04 (Cd) to 710.87 μg/L (Sn), and the intake of B. schreberi had a very significant effect on the human health AWQC for Cu, with a more than 62-fold difference. The hazard quotients of As (2.8), Cd (1.6), Cr (1.4) and Cu (4.86) were higher than the safe level (HQ= 1), indicating that As, Cd, Cr and Cu in Taihu Lake posed a significant health risk. Sensitivity analysis showed that the contribution rate of B. schreberi intake to the human health risk from Cu was 91.6%, and all results indicated that the risk of Cu in B. schreberi to human health should be of particular concern. This study adds the consideration of aquatic vegetable consumption to the traditional method of human health AWQC derivation and risk assessments for the first time, and this approach can promote the development of risk assessments and water quality criteria.     

组织残留法在水生生物基准中的应用概述

水生生物基准已成为生态风险评价和水环境管理的主要参考依据,在水污染治理、控制和管理以及水生生物保护方面发挥着重要作用。环境和生物学参数对基于水体或沉积物等外暴露浓度的毒性阈值和环境基准存在影响,使其具有变异性和不确定性。而基于组织残留的毒性剂量指标可以减少毒性值的变异性以及不确定性,特别是对于生物累积性物质而言,在毒性效应及环境基准研究中存在显著优势。针对组织残留法在水生生物基准研究中的应用,对组织残留法的概念、优势、应用,以及组织残留基准的推导方法等几个方面进行了综述,并提出了组织残留法在应用中存在的关键问题及建议,旨在推动环境基准、生态风险评价理论和方法的研究,以及为水环境管理和污染防治提供技术支持。     

物种敏感度分布的非参数核密度估计模型

针对目前物种敏感度分布参数方法建模所存在的缺点,首次提出基于非参数核密度估计方法的物种敏感度分布模型,并提出相应的最优窗宽和检验方法。选用无机汞作为案例研究对象,利用非参数核密度估计方法和3种传统参数模型分别推导了保护我国水生生物的无机汞的急性水质基准值。结果表明,非参数核密度估计方法在推导无机汞水质基准中的稳健性和精确度都大大优于传统参数模型,能够更好地构建物种敏感度分布曲线。该方法的提出丰富了水质基准的理论方法学,为更好地保护水生生物提供了有力的支撑。     

水生态基准方法学概述及建立我国水生态基准的探讨（Methodologies for Deriving Water Quality Criteria to Protect Aquatic Life（ALC）and Proposal for Development of ALC in China: A Review）

水生态基准的研究和制定对于控制进入水环境污染物的种类和数量,保护水体生物多样性及整个水生态系统的结构和功能具有重要意义.论文对不同国家和地区现有的主要水生态基准推导方法进行了概述,并从基准保护目标、数据的收集与评估、基准的计算方法等几个方面对各国水质基准推导方法进行了比较.参照国外水质基准的推导过程及我国水生态系统的特征,探讨了合理可行的水生态基准保护目标、计算方法及推导流程,并对我国水生态基准的推导中可能存在的问题进行了讨论.