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物的水质基准。结果表明,不同的生物对锌毒性的敏感性存在显著差异,甲壳类的敏感性最强,两栖类的敏感性最弱,敏感性排序为甲壳类>其他类>鱼类>两栖类。最终推荐采用毒性百分数排序法得出的基准值为锌的水质基准值,得出的锌的基准最大浓度和基准连续浓度分别为89.7μg·L-1和34.5μg·L-1。同时,基于物种敏感性不同,得出保护鱼类、甲壳类和其他无脊椎动物的急性生物基准值分别为298.9μg·L-1、67.3μg·L-1和76.9μg·L-1;慢性生物基准值分别为36.9μg·L-1、12.9μg·L-1和14.8μg·L-1。研究结果表明,我国目前锌的水质标准可能在一定程度上存在着对水生生物的"欠保护"问题,本研究结果能够为我国水质基准制订提供一定的数据参考。

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。

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.

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。结果表明,用评价因子法得出的铜的基准值为2.00μg·L-1;用毒性百分数排序法得出的铜的基准最大浓度和基准连续浓度分别为9.10和5.63μg·L-1;用物种敏感度分布法得出的保护95%物种的铜的短期危险浓度和长期危险浓度分别为30.00和9.44μg·L-1。3种方法得到的铜的水质基准值存在一定的差异性。通过比较分析,推荐采用物种敏感度分布法作为铜的基准推导的首选方法。研究结果对我国水质基准的制定具有一定的参考价值。

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。

淡水中重金属镉的水质基准制定

通过查阅数据库,研究了重金属镉对我国淡水水生生物的毒性效应。在借鉴美国环境保护局提出的毒性百分数排序法的基础上,结合我国的生物区系特点和实际情况,计算出了淡水中镉的最终急性值、最终慢性值和最终残留值,分别为17.400、1.036、0.123μg/L,并在此基础上,得出了淡水镉的基准值,即基准最大浓度为8.700μg/L,基准连续浓度为0.123μg/L。

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。

甲萘威的淡水水生生物水质基准研究

为保护我国淡水水生生物,收集、筛选出5门23科44个物种的急性毒性数据和1门1科2个物种的慢性毒性数据,分别采用毒性百分数排序法和物种敏感度分布法,对我国甲萘威的淡水水生生物水质基准进行推导. 结果表明：我国淡水水生生物物种的急性毒性平均值范围为2.25～27 609 μg/L,甲壳纲急性毒性平均值范围为2.25～1 000 μg/L,鱼纲急性毒性平均值范围为700～27 609 μg/L,最敏感的物种为棘爪网纹溞,最不敏感的物种为胡鲶. 毒性百分数排序法推导出的基准最大浓度和基准连续浓度均为2.6 μg/L,物种敏感度分布法推导出的短期危险浓度和长期危险浓度分别为3.3和1.6 μg/L. 中美甲萘威的水质基准值差异归因于两国生物区系的不同. 甲壳纲对甲萘威的敏感度大于鱼纲. 初步统计表明,在22个天然水体样品中,有50%样品的甲萘威浓度高于淡水水质基准,存在环境风险.

石油类污染物淡水短期水质基准研究及其对我国标准修订的意义

环境管理、应急处置和水质标准修订工作亟需石油类污染物淡水水质基准研究作为支撑.本文筛选整理了大量本土物种毒性数据,利用SSD(物种敏感度分布法)和TPR(毒性百分数排序法)分析了5种典型石油类污染物(原油、苯、甲苯、乙苯和二甲苯)的淡水水生生物急性毒理数据,获得了保护我国淡水水生生物的短期水质基准值.通过综合对比分析,认为利用SSD获得的基准值可作为石油类污染物的短期水质基准推荐阈值,原油和BTEX(苯系物,包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯)的短期水质基准值分别为0.065、2.000、2.340、1.295和1.595 mg/L.结果表明:①原油的毒性远大于BTEX,这可能是由于毒性的联合作用使得石油的毒性变强.②绿水螅对原油最敏感,原因可能是水螅更容易通过摄食或直接摄取获得原油WAF(水溶性组分)的有毒成分;鱼类相较于其他物种对苯更为敏感,而对其他BTEX而言,最敏感物种为节肢动物,原因可能是鱼类和节肢动物器官分化程度以及试验时的龄期选择存在差异,鱼类更易在短时间内将苯代谢为有毒的代谢产物.③不同BTEX的敏感物种虽存在一定差异,但基准值未有数量级的差异.研究显示,我国现行地表水环境质量标准中石油类标准未单独针对保护水生生物制定,BTEX标准的保护目标是基于人体健康而非水生生物,研究结果对我国石油类污染物环境管理、突发油类污染物对水生生物的危害及风险评估以及淡水水生生物特别是本土物种保护的水质标准制修订工作具有重要的借鉴作用.

农药淡水水生生物水质基准研究进展

水环境质量基准(简称水质基准)是环境保护部门制定水质标准、进行水质管理的基础,其中,水生生物水质基准是保护水生生物物种多样性及充分发挥水生生物群落生态功能的保证,是制定水环境管理目标及措施的重要依据。目前用于推导淡水水生生物水质基准的方法主要有评价因子法、物种敏感度分布曲线法及毒性百分数排序法,综述了3种方法的推导过程、适用范围以及优缺点,并对我国农药淡水水生生物水质基准研究的现状及发展趋势进行了探讨。

黄河流域阿特拉津的水质基准研究

为保护我国黄河流域的水生生物,基于文献整理了黄河流域的水生生物清单,并采用物种敏感度分布法和毒性百分数排序法对阿特拉津水生生物水质基准进行推导。首先通过比较分析,将毒性百分数排序法推导得出的短期水质基准值14.20μg·L^(-1)和长期水质基准值2.85μg·L^(-1)作为黄河流域阿特拉津的水生生物水质基准推荐值。其次通过分析相关水质标准中阿特拉津的限值,发现推导出的长期水质基准值与《中国地表水环境质量标准》阿特拉津的浓度阈值十分接近。研究结果可以为黄河流域水生生物保护和农业高质量发展提供数据支撑。

硝酸盐对淡水水生生物毒性及水质基准推导

为推导保护淡水水生生物的NO3-水质基准,收集了NO3-的水生生物毒性数据,然后分析了不同水生生物类群的毒性敏感性,并分别采用评价因子法、毒性百分数排序法和物种敏感度分布法进行基准值推导.结果表明,不同生物类群的水生生物对NO3-毒性的敏感性存在明显差异,其敏感性排序为节肢动物门>软体动物门>脊索动物门;甲壳纲>昆虫纲>腹足纲>双壳>两栖纲>辐鳍纲.3种基准计算方法得到的基准值存在一定差异,最终推荐采用毒性百分数排序法得出的87.97mg·L-1和5.17 mg·L-1为现阶段NO3-(以N计)的水质急性毒性和慢性毒性基准值.

我国淡水中卡马西平的水质基准初探及生态风险评估

卡马西平使用量较大且在自然水体中检出率较高,是一种重要的微污染物。基于卡马西平对我国淡水生物的急慢性毒性数据,推导保护我国淡水生物的水质基准。结合我国地表水中卡马西平暴露浓度数据,评估我国淡水环境中卡马西平的生态风险。结果表明:1)卡马西平的急性数据涵盖5门8科10个物种,其中,水螅(Hydra vulgaris)是最敏感的物种;慢性数据涵盖4门10科18个物种,其中,静水椎实螺(Lymnaea stagnalis)是最敏感的物种;2)毒性百分数排序法推导卡马西平的短期与长期基准值分别为2.17,0.0034 mg/L;物种敏感度分布法推导卡马西平的短期与长期基准值分别为7.49,0.004 mg/L;综合评判认为宜采用物种敏感度分布法推导的水质基准值;3)共收集2010—2022年我国地表水中卡马西平的浓度数据338个,使用概率评估法对我国地表水进行了风险评估,结果显示卡马西平的整体风险较低。该研究将为卡马西平的环境管理提供数据支撑和科学指导。

我国淡水中锌的水生生物水质基准和生态风险

选取了中国常见的5种本土生物物种作为受试物种进行锌的急慢性毒理学实验,并搜集整理了其他国内外已报道的锌对中国本土物种的毒性数据,推导出锌的淡水水生生物的短期和长期水质基准。结果表明:由物种敏感度分布法(SSD)推导出的短期基准和长期基准分别为102.33,25.03μg/L,由毒性百分数排序法推导出的基准最大浓度(CMC)和基准连续浓度(CCC)分别为105.94,38μg/L,两种方法得出的基准值无显著差异,最终选用物种敏感度分布法得出的基准作为我国淡水中锌的水生生物基准。另外,运用商值法对我国主要水体中锌的生态风险进行评价,发现锌对水生生物的生态风险逐年升高,尤其是铅锌矿区周围水体中锌的生态风险更应引起广泛关注。

中国苯系物淡水水质基准推荐值的探讨

本研究收集和筛选了淡水水生生物的苯系物(包括苯、甲苯、乙苯和二甲苯)的急性和慢性毒性数据,利用毒性百分数排序法(TPR)和物种敏感度分布法(SSD)推算了保护中国淡水生态系统水生生物的4种苯系物水质基准推荐值,并讨论了开展混合物联合基准值研究的重要性.TPR法推导得到的苯、甲苯、乙苯和二甲苯的急性基准值分别为3.57、2.01、1.03和1.24mg L^(-1),慢性基准值分别为0.713、0.633、0.157和0.229mg L^(-1).SSD法利用评估模型E_TX 2.0、BurrliOZ 2.0和SSD Generator V1开展研究,推算得到的苯、甲苯、乙苯和二甲苯急性基准值分别为3.03、2.82、1.56和1.49mg L^(-1),4.25、2.90、0.850和1.55mg L^(-1),以及2.93、2.82、1.49和1.47mg L^(-1);慢性基准值分别为0.303、0.067、0.270和0.400mg L^(-1),0.425、0.085、0.500和0.495mg L^(-1),以及0.293、0.057、0.250和0.400mg L^(-1).不同方法推导的结果存在差异,但是基本上都是在同一数量级内.该研究结果与中国标准和国外基准值进行了对比,可为中国苯系物水质标准的制修订和环境管理提供科学依据与支撑.

四种典型有机氯农药的保护水生生物基准研究

有机氯农药是人类使用最早,且最为广泛的一类农药,但部分产品已被禁用,主要因为其对人体具有神经毒性和致癌性.而其余仍在使用的产品在食品安全标准中有严格的残留量限制.有机氯农药对水生生态系统的危害极大但研究较少,国内外迄今尚未对这类污染物的水质基准阈值进行推导和发布.本研究选取四种典型有机氯农药(毒杀芬、氯丹、七氯和狄氏剂),采用国际通用的物种敏感度分布曲线法和毒性百分数排序法,获得四种有机氯农药对我国本土水生生物的基准最大浓度(CMCs)推荐值.结果表明,四种有机氯农药的危害程度依次为:狄氏剂>毒杀芬>氯丹>七氯.通过比较不同拟合模型,发现GaussAmp模型对有机氯农药急性毒性指标的拟合效果最佳.四种有机氯农药的淡水水质基准分别为毒杀芬0.681μg/L、氯丹2.445μg/L、七氯2.622μg/L和狄氏剂0.470μg/L.研究结果为制定水环境质量标准和开展生态风险评估提供科学依据和理论支撑,为其他有机氯农药的水质基准推导提供借鉴.