中国淡水环境锰的水质基准及其生态风险评估

锰(Mn)是生物必需微量元素,但近年来地表水锰超标现象时有发生,威胁水生态安全。鉴于目前尚缺乏中国锰的淡水水生生物水质基准,本研究通过筛选中国淡水生物锰的急慢性毒性数据,利用水体硬度和pH参数归一化的毒性数据,建立物种敏感度分布曲线获得了锰的短期和长期水质基准,并采用商值法评价我国部分水体锰的生态风险。本研究建立了基于水体硬度修正的锰的短期水质基准模型,推导了不同硬度和pH值水平下中国淡水环境锰的短期和长期水质基准。研究结果表明当水质硬度标准化到150 mg·L^-1 CaCO₃和pH标准化到7.8时,锰的短期基准值和长期基准值分别为2 625μg·L^-1和231μg·L^-1。锰的短期水质基准值以硬度的函数表示：短期水质基准=e⁽[1.0304ln(硬度)+2.7099])。生态风险评价表明山西汾河、贵州松桃河流域和湖南酉水流域存在较高生态风险。研究结果可为锰水质标准制定、水生生物保护和水生态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。     

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。     

草甘膦的水生生物水质基准及其生态风险评估

草甘膦是一种高效且广谱的除草剂,具有高效、低残留、低污染等特点,在我国广泛且大量使用,主要经地表径流和土壤渗透等不同途径进入水环境。当水环境草甘膦浓度过高时,会使水生生物的生理系统紊乱,甚至会导致生物死亡。本文以草甘膦为研究对象,结合国内外淡水水生生物组成特征,筛选中英文文献中生物毒性实验数据,共获取29个急性毒性数据和13个慢性毒性数据,分别涵盖5门16科29种和3门8科13种。应用毒性百分数排序法(TPR)和物种敏感度分布法(SSD)推导草甘膦的水质基准值,以及应用商值法评价国内外各地水体中草甘膦的生态风险。结果显示,草甘膦的基准最大浓度(CMC)、基准连续浓度(CCC)、短期基准值(SWQC)和长期基准值(LWQC)分别为0.12、0.035、0.14和0.007 mg·L^-1。风险表征结果显示,我国江苏省南京市太湖地表水中的草甘膦浓度最高,高达52 mg·L^-1 ,国内外仅7.69%的水体为急性高风险水体,15.38%的水体为慢性高风险水体。上述研究结果可为草甘膦的水质标准制定和区域管理对策实施提供科学依据。     

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。     

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.     

太湖保护水生生物2,4-二氯苯酚基准研究

2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)被纳入我国优先污染物名单,同时也是水环境中最常见的氯酚类化合物的一种,而太湖作为中国最大和污染最严重的淡水湖之一,需要针对2,4-DCP进行区域水质基准研究为太湖水质改善提供基础数据.通过太湖8种本土生物的急性毒性试验并两步外推法补充了相应的慢性毒性数据.结合文献数据建立该化合物的太湖水生生物毒性和pH数据库,依据协方差分析得到太湖急慢性双基准(CMC和CCC)的pH方程式.当pH=7.8时,通过传统物种敏感度分布法得到太湖CMC和CCC,分别为610.42μg·L~(-1)和9.80μg·L~(-1).此外,水质基准主要是基于实验室能培养、繁育、实验的水生生物的毒性数据推导而来的,和太湖实际生物区系比例难以一致,因此结合太湖生物区系和水质特征,利用物种权重敏感度分布法得到太湖CMC和CCC值分别为584.43μg·L~(-1)和6.83μg·L~(-1).本研究对科学管理区域水环境中污染物,实现水化学、生态完整性具有一定支撑,对我国2,4-DCP区域水质标准的制定有一定的参考价值.     

铝对水生生物的毒性与硬度的相关关系探讨

铝是一种金属元素,生物体内铝的含量很少。但铝在工业上的应用非常广泛,导致铝在水体、土壤以及各种水生及陆生动植物体内的含量不断升高,对生物体健康产生了一定风险。为了深入了解铝对我国水生生物的影响和生态风险,开展铝对水生生物毒性效应的研究工作是十分必要的。水体硬度对铝的生物毒性存在一定影响,但目前相关研究较少。本文以我国淡水生态系统为保护对象,收集和筛选了铝对淡水水生生物的毒性数据,同时对硬度与铝的毒性效应之间的关系进行了分析,结果显示铝对水生生物的毒性随水体硬度增加而降低,铝毒性与硬度相关关系的斜率为0.5600。通过硬度校正,采用物种敏感度分布法获得硬度为50 mg·L~(-1)时我国铝的短期基准值和长期基准值分别为294μg·L~(-1)和24μg·L~(-1)。研究结果可为铝的生态风险评估和污染控制提供理论基础     

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)。     

绍兴茶园小流域的3种农药生态风险评价

虫螨腈、联苯菊酯和溴氰菊酯是茶叶生产中较为常见的3种杀虫剂,但其对茶园小流域内生态环境影响的相关研究较少。为评价其生态风险,选取我国浙江绍兴茶园小流域内主要溪流及湖库采集水体样品,采用气相色谱-质谱法对样品中3种农药进行残留检测;基于美国生态毒理数据库(ECOTOX)收集了3种农药对我国常见水生生物的毒性数据,利用BITSSD软件平台构建了物种敏感度分布(species sensitivity distribution, SSD)曲线,结合研究区实测数据开展3种农药对绍兴茶园小流域的生态风险评价研究。结果表明：(1)无脊椎动物和节肢动物对3种农药的敏感度高于鱼类,营养级越高其敏感度越低;(2)根据SSD模拟结果,为保护该流域95%的物种,联苯菊酯和溴氰菊酯浓度需<0.001μg·L^(-1),虫螨腈为0.4μg·L(-1),虫螨腈为0.4μg·L^(-1);(3)农药喷施后,虫螨腈、溴氰菊酯和联苯菊酯在茶园溪流中的残留浓度最高分别影响22%、50%和66%的物种,联苯菊酯是生态风险的主要贡献者,但在喷施1个月后,茶园流域水溪及河湖水环境中的农药残留基本均未检出。这说明3种农药施用对茶园小流域物种的影响较小,所带来的生态风险尚在可控范围之内。     

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.     

PFOS和PFOA的水生生物基准探讨及对中国部分水体生态风险的初步评估

全氟辛基磺酸盐(PFOS)和全氟辛酸盐(PFOA)是中国淡水环境中广泛存在的两种典型全氟类污染物,中国目前尚缺乏PFOS和PFOA的淡水水生生物基准值。收集PFOS和PFOA对中国本土水生生物的毒性数据,利用美国环境保护局推荐的物种敏感度排序法推算了这两种物质的水生生物基准,获得PFOS的急性和慢性基准阈值分别为32.9μg·L~(-1)和1.97μg·L~(-1),PFOA的急性和慢性基准阈值分别为46.1 mg·L~(-1)和5.46 mg·L~(-1),两者的基准阈值表现出数量级的差异。针对中国部分淡水水体中PFOS和PFOA的污染水平,采用商值法(RQ)评价了两种污染物的生态风险,结果表明,PFOS和PFOA尚未对中国淡水环境中水生生物产生风险,处于可以接受的程度。     

中国七大水系淡水沉积物中林丹(γ-HCH)的生态风险评估

林丹(γ-HCH)作为曾广泛应用的有机氯农药,自2000年在中国停止生产以来,全国范围内环境介质中仍广泛检出,对生物体及自然环境存在潜在危害。在收集γ-HCH的沉积物毒性数据基础上,通过物种敏感度分布(Species Sensitivity Distributions,SSD)曲线拟合的方法获得其沉积物质量基准。选取7种常用模型进行拟合,通过比较,最终采用S-Logistic模型拟合γ-HCH急性毒性曲线,得到急性基准值CMCsed=0.00530μg·g~(-1);采用S-Gompertz模型拟合γ-HCH慢性毒性曲线,得到慢性基准值CCCsed=0.00106μg·g~(-1)。我国七大水系68.2%的水体沉积物中γ-HCH的残留浓度均低于其CCCsed,说明其风险较低。但是,在海河和辽河流域某些点位的残留超标,需要引起足够的重视。所获得的沉积物基准值对评估沉积物中γ-HCH的生态风险和环境修复具有重要指导意义。     

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%.     

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。     

我国铜的淡水生物水质基准研究

铜是生命体必需的一种微量元素,当铜的浓度超过一定范围时,又会对机体产生一定的毒害作用.为了有效控制铜给水生生物带来的不利影响,亟需开展铜的水质基准研究工作.以我国淡水生态系统为保护对象,收集和筛选了淡水水体中的生物物种和相应的毒性数据.用评价因子法、毒性百分数排序法和物种敏感度分布法分别推导了我国铜的淡水生物水质基准....     

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。     

应用概率物种敏感度分布法研究太湖铜水生生物水质基准

运用概率物种敏感度分布法获得太湖水体中铜的急性水质基准值为14.57μg·L-1,慢性水质基准值为3.26μg·L-1;不同类别物种敏感性存在差异,无脊椎动物较脊椎动物更敏感,甲壳类敏感性大于鱼类。概率物种敏感度分布法与传统的物种敏感度分布法相比,更全面合理地考虑多种毒性效应,曲线拟合效果好,受数据量大小影响较小,结果更加稳定。研究结论可为铜水质标准的修订和太湖流域水环境管理提供技术支持。     

锌对淡水生物的毒性特征与水质基准的研究

锌是生命体必需的一种微量元素,但当锌的浓度超过一定剂量时,又会对生物体产生一定的毒害作用.为了系统研究锌对水生生物的毒性作用,亟需开展锌的水质基准研究工作.本文用物种敏感度分布法对锌的毒性特征开展了深入研究,并按照水质基准常用的几种方法,包括评价因子法、毒性百分数排序法和物种敏感度分布法分别推导了我国锌的保护淡水水生生...     

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。