岛礁水域海藻场食物网基准生物的选择

岛礁海域海藻场是近岸浅海重要的湿地生境之一,其所在水域的食物网往往较开阔水域复杂,而利用稳定同位素方法来揭示其独特的物质传递和能量流动规律是当前国内外研究的趋势。在利用该技术之前,往往需选择恰当的基准生物以更准确地阐释海藻场食物网各阶层的营养关系。为此,于2014年春季(5月)和秋季(10月)在浙江省枸杞岛海藻场选取4种大型底栖动物优势种[蝾螺(Turbo petholatus)、角蝾螺(Turbo cornutus)、条纹隔贻贝(Septifer virgatus)和带偏顶蛤(Modiolus comptus)]为实验对象,利用多元方差分析检验其δ^(13)C和δ^(15)N值的种内(间)时空差异,并分析造成该差异的原因,评估其作为基准生物的可行性。结果显示,4种底栖动物的δ^(13)C和δ^(15)N值受其食性和栖息地环境的影响,呈现不同程度的时空差异,发现带偏顶蛤和角蝾螺的δ^(13)C和δ^(15)N值相对更为稳定,因此可分别作为浮游和底层营养关系的基准生物。本文结果可为我国在东海岛礁水域开展相关研究提供基础数据和重要参考。

我国诺氟沙星的水生生物基准及典型水体中的生态风险

诺氟沙星是一种被广泛用于医药和畜牧业的喹诺酮类抗生素,由于人体、动物对其吸收率较低等原因,它在水环境中存在不同程度的残留,可能会对水生生物产生不良影响。为得到诺氟沙星的水生生物保护浓度,本研究结合其毒性数据,分别采用毒性百分数排序法和物种敏感度分布法进行水生生物基准推导,结果显示2种方法推导得到的基准值处于同一数量级,经对比发现,基于物种敏感度分布法的基准值更能全面表征诺氟沙星对水生态系统的影响,故推荐使用的短期水质基准值和长期水质基准值分别为7.28μg·L^(-1)和2.32μg·L^(-1)。此外,为探究诺氟沙星在我国淡水环境中的风险水平,本研究根据推导得到的基准值及急性毒性数据,分别采用商值法和安全阈值法对其在我国典型水体中的生态风险进行评估,结果显示2种方法得到的风险程度存在差异,经对比发现,基于安全阈值法得到的风险评估结果在统计学上更具代表意义,故诺氟沙星在我国水体中无风险。

短链氯化石蜡对典型浮游生物的毒性效应及基准研究

短链氯化石蜡(short-chain chlorinated paraffins,SCCPs)是近年增列的持久性有机污染物(POPs),由于其大量生产和广泛应用,在水体中普遍检出,但对其毒性效应研究有限,难以有效评估其生态风险.本文通过开展SCCPs对4种藻、大型溞以及萼花臂尾轮虫毒性试验,探究了其对典型浮游生物的毒性效应并评估了各物种敏感性,在系统梳理试验数据和文献搜集数据的基础上,利用物种敏感性分布曲线(SSD)法获得了SCCPs的5%物种危害浓度(HC5),推导了SCCPs水生生物长期基准(LWQC),对我国SCCPs生态风险评估与管控具有重要意义.结果表明:①藻类生长抑制试验显示,SCCPs对蛋白核小球藻的毒性最强,其次是羊角月牙藻和舟形藻,最后是四尾栅藻,表明蛋白核小球藻对SCCPs最敏感,四尾栅藻最不敏感.②SCCPs对大型溞24和48 h的半数效应浓度(EC50)分别为37和9.5μg/L.SCCPs对大型溞的生长和繁殖都有明显的抑制,最低观察效应浓度(LOEC)为6μg/L,无观测察效应浓度(NOEC)为4μg/L.③轮虫慢性毒性试验中,最高浓度组(80μg/L)的SCCPs对轮虫的种群增长抑制作用最强,NOEC为10μg/L.研究显示,结合试验数据和文献搜集数据构建SSD曲线比较了各物种敏感性,可知对SCCPs最敏感的是大型溞,其次是轮虫、鱼类和摇蚊,藻类最不敏感,并通过SSD外推获得SCCPs的LWQC为1.92μg/L.

我国土壤环境基准受试无脊椎动物筛选研究

为筛选土壤环境基准受试土壤无脊椎动物,依据其生态学意义、地理分布范围等选出具有代表性的本土土壤无脊椎动物,从公开发表的文献、ECOTOX等权威数据库中搜集其毒性数据,采用物种敏感度分布法对土壤无脊椎动物的物种毒性数据进行敏感性分析。结果表明:环节动物门正蚓科的爱胜蚓属(赤子爱胜蚓、安德爱胜蚓)、正蚓属(陆正蚓、粉正蚓)、异唇蚓属(背暗异唇蚓)、带丝蚓科的带丝蚓属(夹杂带丝蚓)、钜蚓科的环毛蚓属(威廉环毛蚓)、线蚓科的白线蚓属(球肾白线蚓、白线蚓)可作为土壤环节动物类基准受试生物;节肢动物门长角科的长角属(白符■、跳虫、曲毛裸长■)、等节科的等节属(小原等节■)、洼甲螨科的平懒甲螨属(盾平懒甲螨)可作为土壤节肢动物类基准受试生物;软体动物门玛瑙螺科的玛瑙螺属(非洲大蜗牛)可作为土壤软体动物类基准受试生物;线虫动物门小杆线虫科的广杆线虫属(秀丽隐杆线虫)、异皮线虫科的根结线虫属(南方根结线虫)可作为土壤线虫动物类基准受试生物。根据毒性数据筛选获得17种土壤无脊椎动物分属4门、15科,可以作为土壤环境基准受试生物。

水质基准甲壳类受试生物筛选

为筛选我国甲壳类基准受试生物,依据其分布范围、生态学意义等选出具有代表性的本土甲壳类生物,从ECOTOX数据库及公开发表的文献中搜集其毒性数据,采用物种敏感度分布法分别对浮游甲壳类和底栖甲壳类的物种毒性数据进行敏感性分析.结果表明:溞科的溞属(大型溞、蚤状溞、僧帽溞和透明溞)、低额溞属(锯顶低额溞)和网纹溞属(模糊网纹溞)可作为浮游甲壳类基准受试生物;钩虾科的钩虾属(蚤状钩虾和淡水钩虾)、长臂虾科的沼虾属〔日本沼虾(青虾)〕和方蟹科的绒螯蟹属(中华绒螯蟹)可作为底栖甲壳类基准受试生物.此外,由于甲壳类生物对不同污染物的敏感性排序存在差异,溞属(大型溞、蚤状溞、僧帽溞和透明溞)、低额溞属(锯顶低额溞)、钩虾属(蚤状钩虾)和沼虾属(日本沼虾)适用于推导重金属污染物的水生生物基准;溞属(蚤状溞)、网纹溞属(模糊网纹溞)、钩虾属(蚤状钩虾和淡水钩虾)、绒螯蟹属(中华绒螯蟹)适用于推导各种有机污染物和氨氮的水生生物基准.

水生生物水质基准研究中轮虫、水螅、涡虫类受试生物的筛选

轮虫、水螅、涡虫是水生生态系统的重要生物类群。因其对水体污染较敏感,所以对水生生物基准研究有重要意义。依据我国生物区系资料及毒性数据丰度,筛选出8种代表性本土轮虫、水螅、涡虫类生物。参照美国水生生物基准技术指南,搜集、筛选了这8种代表性生物的急性毒性数据,通过数据分析,筛选出对各物种毒性最大的污染物,主要包括重金属、农药、有机锡化物、表面活性剂、吡啶胺类杀菌剂。分析污染物的物种敏感度分布,依据累积概率对代表性生物的物种敏感性进行分类,结果为:萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)、绿水螅(Hydra viridissima)、普通水螅(Hydra vulgaris)对重金属铜的累积概率为6.5%、8.5%和10.4%,普通水螅(Hydra vulgaris)对重金属汞的累积概率为6.3%;龟甲轮虫(Keratella cochlearis)和四齿腔轮虫(Lecane quadridentata)对五氯酚钠的累积概率为5.1%和7.6%;褐水螅(Hydra oligactis)和绿水螅(Hydra viridissima)对三丁基氧化锡的累积概率为6.9%和13.8%,萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)对氟啶胺的累积概率为6.7%,日本三角涡虫(Dugesia japonica)对四氯化碳、十二烷基苯磺酸钠的累积概率分别为6.7%和7.1%。上述结果表明:萼花臂尾轮虫、绿水螅对重金属铜敏感;普通水螅对重金属铜和汞敏感;龟甲轮虫和四齿腔轮虫对农药敏感;褐水螅和绿水螅对有机锡化物敏感;萼花臂尾轮虫对吡啶胺类杀菌剂敏感;日本三角涡虫对四氯化碳、表面活性剂敏感。这7种代表性生物可作为相关污染物的水生生物基准受试物种。

太湖水质评价中底栖动物综合生物指数的筛选及生物基准的确立

对太湖8个区域共60样点进行底栖大型无脊椎动物采样,共获得底栖动物24种,其中软体动物14种,节肢动物5种,甲壳动物5种。根据Hilsenhoff生物指数确定了15个相对清洁的样点和45个污染样点,然后进行21种生物指数的综合评估,结果表明,总分类单元数、（甲壳动物＋软体动物）分类单元数、%（甲壳动物＋软体动物）、%腹足纲、Goodnight-Whitley指数、Hilsenhoff生物指数和%直接收集者等7个底栖动物生物指数可以用作判别太湖水质的敏感生物指数。通过5,3,1记分法对6种生物指数统一量纲后,获得变化范围为7-35的综合生物指数,运用四分法划分了太湖水质判别的生物基准：7-14很差,15-21差,22-28一般,29-35好,并对60个样点进行重新记分,获得了太湖水质的基本生态分区现状,太湖的东南区属水质较好的区域,而西北区属水质较差的区域。该水质生物基准基本适合评价太湖不同区域的水质状况。

镉的淡水水生生物水质基准研究

镉是一种有毒重金属,具有高毒性、难降解和易残留等特点,会对水生生物及水生态系统产生有害影响.为有效控制镉给水生生物带来的不利影响,亟需开展镉的水生生物基准研究,为水质标准的制订提供依据.以我国淡水生态系统及其生物区系为保护对象,结合大量国内外文献报道的镉对我国淡水生物区系中代表物种的毒理学数据,运用评价因子法、毒性百分数排序法和物种敏感度分布法等当前国际上广泛使用的基准推导方法,研究我国淡水中镉的基准值及其推导过程.结果表明:评价因子法得出的基准值为单值,其值为0.15μg/L;毒性百分数排序法得出的基准值包括基准最大浓度和基准连续浓度,二者分别为7.30和0.12μg/L;物种敏感度分布法得出的基准值分为短期危险浓度和长期危险浓度,二者分别为32.50和0.46μg/L.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,分析了影响镉的水生生物基准的关键因素.

七大流域氨氮水生生物水质基准与生态风险评估初探

氨氮是我国流域水环境管理的国控指标之一,为评估不同流域的氨氮基准差异性,以七大流域(松花江流域、辽河流域、海河流域、黄河流域、淮河流域、长江流域和珠江流域)为研究对象,基于水质参数对氨氮毒性的影响,借鉴US EPA(美国国家环境保护局)水环境基准技术方法,分夏季和非夏季2种情况推算了各流域氨氮水生生物基准值.结果显示:1流域和季节的不同导致氨氮基准值的差异均很明显,不同流域的氨氮基准值差异可超过6倍,同一流域不同季节的氨氮基准值差异可超过2倍.2淮河流域夏季和非夏季氨氮基准值均为最低,夏季氨氮急、慢性基准值分别为0.37和0.06 mg/L,非夏季分别为0.81和0.15mg/L.3氨氮暴露生态风险初步评估结果表明,珠江流域风险较小;松花江流域、辽河流域、长江流域次之;黄河流域风险较大;海河流域和淮河流域风险最大,海河7个断面中有2个存在高风险,淮河27个断面中16个存在高风险.根据各流域不同季节氨氮基准值及氨氮暴露生态风险的差异,建议对不同流域、不同季节实行差异化管理.

水质基准本土环节动物与水生昆虫受试生物筛选

作为水环境质量评价体系中重要的指示生物类别,水生环节动物和水生昆虫是水生生物基准研究中不可或缺的基准受试生物.参照美国水生生物基准技术指南,选择我国广泛分布的10种本土环节动物和水生昆虫,搜集、筛选对各水生物种毒性最大的3种污染物,并进行水生生物敏感性分析.在污染物毒性数据的物种敏感度分布中,若物种的累积概率小于30%则为较敏感,该物种可作为基准研究受试生物.结果表明:不同生物对污染物敏感性存在差异,颤蚓对有机锡化合物、重金属,苏氏尾鳃蚓对重金属均较敏感;仙女虫、黄翅蜻、四节蜉、扁蜉对各类农药均较敏感;尾盘虫能够在一定程度上指示表面活性剂污染状况.因此,环节动物颤蚓属、尾鳃蚓属、尾盘虫属、仙女虫属,水生昆虫黄翅蜻属、四节蜉属及扁蜉属均可作为水质基准研究中的受试生物.

水质基准两栖类受试生物筛选

两栖动物是水生生态系统的重要生物群落,是水生生物基准的重要保护对象.参照美国水生生物基准技术指南,搜集、筛选了12种本土代表性两栖动物的生物毒性数据,通过毒性数据分析,筛选出对两栖动物毒性最大的污染物,主要包括农药、重金属和杀虫剂三大类,以及4属基准研究受试生物.在4属(5种)受试生物中,黑眶蟾蜍对硝酸银的累积概率为15%,六趾蛙对马拉硫磷的累积概率为1%,牛蛙对五氯酚的累积概率为8%,棘胸蛙对丙溴磷的累积概率为27%,虎纹蛙对硫丹的累积概率为29%.结果表明:蛙属(六趾蛙)对农药、蛙属(牛蛙)对杀虫剂、蟾蜍属(黑框蟾蜍)对重金属均为敏感物种,虎纹蛙属(虎纹蛙)对农药、棘蛙属(棘胸蛙)对杀虫剂均为较敏感物种.这4属(5种)两栖动物可以作为相关污染物的水质基准研究的受试物种.

底栖生物完整性指数的构建及生物基准的确定

基于2009~2013年7个航次渤海湾天津段的大型底栖动物和水质、沉积物环境数据,结合国内外已有的研究结果,首次尝试采用AZTI海洋生物指数以及水质和沉积物质量确定参考点,同时采取标准化方法筛选生物指标,确定各指标的阈值分级标准,从而构建出生物完整性指数.取参考点生物完整性指数值的90%分位数作为基准值,得出该海域生物基准值为5.适用性验证结果表明,生物完整性指数能够较好地指示研究区受干扰的生态质量状况,较为敏感地响应营养盐及重金属压力,也适用于评价该区域的底栖生态质量状况.因此,采用生物完整性指数法来确定生物基准是合理可行的.

生物效应比(BER)技术预测我国水生生物基准探讨

基于中国与美国间生物敏感性的差异,对生物效应比(BER)技术预测我国水生生物基准值进行了研究.首先,对中美共有的且急性生物毒性数据符合3门8科的污染物进行筛选,然后,依据两国物种的敏感性与代表性建立基于不同生物组合的BER技术,最后,对不同生物组合BER技术预测水生生物急性基准值与实测基准值进行比较与分析,筛选出预测效果较好的BER技术.结果表明:共筛选出9个中美共有且毒性数据丰富的污染物(As(III)、Cr(VI)、Hg、Cu、Zn、Pb、对硫磷、毒死蜱和三丁基锡),依据本土生物毒性数据推导出该9种污染物的我国水生生物急性基准值分别为201.72、2.64、0.74、1.32、55.83、92.25、0.12、0.36和0.38μg/L.此外,在对7种生物组合方式BER技术的预测效果进行分析比较的基础上,初步提出基于同属或科的生物组合方式的BER技术可较好地对9种污染物的本土水生生物急性基准值进行预测.研究结果可为在本土生物毒性数据缺乏时充分利用现有毒性数据或进行少量毒性试验的基础上对我国水生生物急性基准值的预测提供帮助.

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。

本土淡水软体动物水质基准受试生物筛选

作为水质基准体系中重要的指示生物类别,淡水软体动物是水质基准受试生物的重要组成部分。参照美国水生生物基准技术指南,从ECOTOX数据库及各类公开发表的文献中搜集、筛选了12种代表性本土淡水软体动物的生物毒性数据,通过毒性数据分析,获得对各淡水软体动物毒性最大的污染物,主要包括农药、重金属和常规污染物三大类物质;采用物种敏感度分布法对这12种软体动物的物种毒性数据进行敏感性分析,若物种的累积概率小于30%则为较敏感,该物种可作为基准研究受试生物。结果表明,放逸短沟蜷(Semisulcospira libertine)对地乐酚的累积概率为21%,静水椎实螺(Lymnaea stagnalis)对氨的累积概率为8%,河蚬(Corbicula manilensis)对亚硝酸钠的累积概率为3%。上述3种软体动物分别对农药(地乐酚)、常规污染物(氨和亚硝酸钠)为敏感物种,可以作为相应污染物水质基准研究的受试物种。

石油污染物水生生物基准初探及区域风险评估

收集和筛选了石油污染物对我国海洋生物的生物毒性数据,共获得18属急性毒性数据和6属慢性毒性数据。基于美国水生生物基准方法,通过数据分析对我国石油污染物海洋生物基准进行了研究。结果表明石油污染物的我国海洋生物长期和短期基准值分别为0.028 64 mg/L和0.142 2 mg/L;在有黄道蟹属生物分布的辽东半岛等区域,长期和短期基准值分别调整为0.004 380 mg/L和0.021 77 mg/L。依据获得的基准值对文献报道的石油暴露的相关海域进行了风险评估,结果显示:部分海域具有较高的风险,尤其珠江口的石油污染状况值得关注。研究结果可为我国海上溢油事故应急及海洋环境的日常管理提供参考。

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.

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-logistic SSD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。

典型平原河网地区底栖动物生物指数筛选及评价基准研究

2011年夏、秋季在上海市全境主要河流的83个断面进行大型底栖动物的采样,共获取底栖动物20个分类单位(种),其中软体动物、环节动物和节肢动物分别占50%、30%和20%。选取常见的28个生物指数分别进行计算,并采用非参数统计检验方法筛选出8个敏感生物指数。通过记分法对8种敏感生物指数统一量纲后,获得数值范围为8—40的综合生物指数,运用四分法划分了判别河道水环境质量的生物基准:32—40,较好(Good);24—31,一般(Fair);16—23,污染(Poor);8—15,严重污染(Very poor)。9个断面未发现活体生物,定为超严重污染(Super poor)。依照生物基准比较上海市41个代表性断面近5年主要水质理化指标,基本反映出水质理化指标的空间差异性,该综合生物指数及判别基准也可适用于评价平原河网地区的河道水质状况。

七大流域氨氮水生生物水质基准与生态风险评估初探（英文）

氨氮是我国流域水环境管理的国控指标之一,为评估不同流域的氨氮基准差异性,以七大流域(松花江流域、辽河流域、海河流域、黄河流域、淮河流域、长江流域和珠江流域)为研究对象,基于水质参数对氨氮毒性的影响,借鉴US EPA(美国国家环境保护局局)水环境基准技术方法,分夏季和非夏季2种情况推算了各流域氨氮水生生物基准值.结果显示:a)流域和季节的不同导致氨氮基准值的差异均很明显,不同流域的氨氮基准值差异可超过6倍,同一流域不同季节的氨氮基准值差异可超过2倍。b)淮河流域夏季和非夏季氨氮基准值均为最低,夏季氨氮急、慢性基准值分别为0.37和0.06 mg/L,非夏季分别为0.81和0.15 mg/L。c)氨氮暴露生态风险初步评估结果表明,珠江流域风险较小;松花江流域、辽河流域、长江流域次之;黄河流域风险较大;海河流域和淮河流域风险最大,海河7个断面中有2个存在高风险,淮河27个断面中16个存在高风险.根据各流域不同季节氨氮基准值及氨氮暴露生态风险的差异,建议对不同流域、不同季节实行差异化管理。