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。

3种农药水生态系统预测无效应浓度(PNEC)估算

为了获得农药水生态系统安全阈值。采用评估因子法和物种敏感性分布法分别外推了代森锰锌、百菌清和敌敌畏3种农药水生态系统的PNEC,其中评估因子法外推结果表明,代森锰锌预测无效应浓度为0. 220～5. 800μg/L、百菌清预测无效应浓度为0. 010 5～0. 700μg/L、敌敌畏预测无效应浓度为0. 000 700～1. 000μg/L。物种敏感性分布法外推结果表明,代森锰锌、百菌清的PNEC (脊椎生物)分别为41. 784、1. 190μg/L;敌敌畏PNEC为13. 081 (脊椎生物)、0. 002 62μg/L (无脊椎生物),敌敌畏对无脊椎生物更敏感。

我国环境中PFOS的预测无效应浓度

采用全氟辛烷磺酸(PFOS)对我国生物物种的生态毒性数据,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件,对不同环境介质中PFOS的预测无效应浓度(PNEC)进行了推导.我国水体、沉积物及土壤中PFOS的PNEC值分别为1μg/L,2.7μg/kg(湿重),1μg/kg(湿重).该数值为我国PFOS的生态环境风险评价提供科学依据.

我国环境中全氟辛酸(PFOA)的预测无效应浓度推导

利用欧盟化学物质风险评价技术指导文件(TGD)中计算预测无效应浓度(PNEC)的方法,筛选出我国环境介质(水体、土壤和沉积物)中各生物物种的毒性数据,得到水体、土壤和沉积物中的PNEC分别为0.57 mg.L-1、0.19 mg.kg-1ww和2.06 mg.kg-1ww,该值可为我国PFOA的环境风险评价提供科学基础.

菲的淡水沉积物环境预测无效应浓度推导

近年来PAHs(多环芳烃)因其持久性、生物蓄积性和毒性而备受关注.菲是我国沉积物中普遍检出的一种优控PAHs,具有独特的"K"区和"湾"区结构,常作为研究PAHs环境效应的模式化合物.以菲为研究对象,搜集、整理其对我国本土水生生物的急、慢性毒性数据,运用TGD(欧盟风险评价技术导则文件)推荐的平衡分配法,推导菲的淡水PNECsed(沉积物环境预测无效应浓度,以干质量计).结果表明:共获得4门7科的17个急性毒性数据和5门7科的10个慢性毒性数据;物种敏感性分析显示,鱼类对菲较为敏感.采用平衡分配法推导菲的淡水PNECsed为256.9μg/kg,该值可为我国水体沉积物中菲的生态风险评价提供参考.比较结果显示,我国大部分淡水沉积物中实测w(菲)未超过PNECsed,其生态风险较小;巢湖和黄河兰州段个别采样点的w(菲)超过菲的淡水PNECsed,分别是菲的淡水PNECsed的1.02和3.23倍,高w(菲)可能会对水生生物造成危害.

荧蒽的淡水沉积物预测无效应浓度推导及生态风险评价

本文基于我国本土淡水水生生物的毒性数据,采用平衡分配法,推导了荧蒽的淡水PNECsed(沉积物环境预测无效应浓度)为551.0!g·kg-1.结合获得的PNECsed,采用商值法,评价了我国主要河流沉积物中荧蒽的生态风险.结果表明,各河流沉积物中荧蒽的RQ平均值(风险商平均值)均小于1,生态风险大小依次为辽河>松花江>淮河>海河>黄河>珠江>长江.研究结果可以为荧蒽的风险管理提供技术支持.

典型四环素类抗生素的预测无效应浓度和风险评估

四环素类抗生素是一类广谱抗生素,对生态环境存在潜在风险。本研究以四环素和土霉素为研究对象,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件(TGD),推导不同环境介质中四环素和土霉素的预测无效应浓度(PNEC),并采用风险商值(RQ)法对我国部分地区水质、淡水沉积物和土壤的暴露风险进行评估。结果表明,我国水质、淡水沉积物及土壤中四环素的PNEC值分别为0.115μg·L^(-1)、423μg·kg^(-1)(湿质量)和57μg·kg^(-1)(湿质量);土霉素的PNEC值分别为4.93μg·L^(-1)、1.78×10^(4)μg·kg^(-1)(湿质量)和3.16×10^(3)μg·kg^(-1)(湿质量)。淡水沉积物风险区域主要集中在海河,土壤风险区域主要集中在山东省、四川省彭州市、辽宁省沈阳市等,部分区域点位存在潜在的生态风险。研究结论可为四环素类抗生素的生态环境风险评价提供科学依据。

基于我国物种毒性数据的多溴联苯醚预测无效应浓度分析

采用多溴联苯醚(PBDEs)对我国广泛分布生物物种的生态毒性数据,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件,对不同环境介质中PBDEs预测无效应浓度(PNEC)进行了推导。结果表明:我国淡水环境PBDEs(四溴、五溴、八溴)的PNEC水分别为50μg·L^(-1)、0.53μg·L^(-1)、0.017μg·L^(-1)。沉积物环境PBDEs(四溴、五溴、八溴和十溴)的PNEC沉积物分别为823.35 mg·kg^(-1)wt、1.55 mg·kg^(-1)dw、12.72 mg·kg^(-1)dw、>38.41 mg·kg^(-1)dw。土壤环境PBDEs(四溴、五溴、八溴和十溴)的PNEC土壤分别为668.3mg·kg^(-1)wt、0.38 mg·kg^(-1)dw、147 mg·kg^(-1)dw、>98 mg·kg^(-1)dw。次生毒性PBDEs(五溴、八溴和十溴)的PNEC经口分别为0.3~0.7 mg·kg^(-1)、0.56 mg·kg^(-1)、2 500 mg·kg^(-1)。该数值期为我国PBDEs的环境风险评价提供科学基础。

我国淡水环境中卤乙酸类消毒副产物的预测无效应浓度研究

新型冠状病毒肺炎(COVID-19,简称“新冠肺炎”)疫情期间,消毒剂超量使用,导致大量DBPs(disinfection by-products,消毒副产物)进入自然水体,可能对水生态环境产生不良影响.以5种HAAs(卤乙酸类)消毒副产物(一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸)为研究目标,基于筛选的本土水生生物的毒性数据,采用欧盟《风险评价技术指导文件》中的评估系数法和平衡分配法分别推导了5种HAAs在水体和沉积物两种介质中的PNEC(预测无效应浓度)值.结果表明:5种HAAs对水生生物的急、慢性毒性大小顺序均为一溴乙酸>一氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸>二溴乙酸;5种HAAs(一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸)的PNEC w(水体的预测无效应浓度)分别为0.025、0.030、0.060、0.016和1.956 mg L,PNEC s(沉积物的预测无效应浓度)分别为0.021、0.026、0.057、0.013和1.679 mg kg(以湿质量计).研究显示,污水处理厂出水中排放的DBPs对水生态环境可能造成潜在的风险和危害,应加强对污水处理厂出水中5种HAAs的监测和去除,从而减少排入到自然水体中的HAAs含量.

基于物种敏感度分布法的甲基叔丁基醚水生生物预测无效应浓度推导

甲基叔丁基醚(MTBE)作为汽油添加剂被广泛使用,其具有较强的水溶性且在水体中难以被降解。为估算MTBE的预测无效应浓度(PNEC),本研究通过文献调研法和数据库检索法收集MTBE危害信息,并对危害数据进行质量评估。采用物种敏感度分布(SSD)法预测不同种类水生生物5%物种危害浓度(HC_(5)),应用评估因子法推导获得PNEC值。数据质量评估结果显示,在调研的17篇文献179条数据中,高质量可靠数据54条,占评估数据的30%。另有33条来自数据库的数据满足质量要求。采用SSD法获得全部物种、鱼类、水生植物、节肢动物的HC_(5)值,其中正态分布模型得到的HC_(5)值分别为128.56、491.13、143.25和117.71 mg·L^(-1);逻辑斯谛分布模型得到的HC_(5)值分别为129.62、485.78、151.83和121.5 mg·L^(-1)。应用评估因子法估算出全部物种、鱼类、水生植物和节肢动物的PNEC分别为42.85、161.93、47.75和39.23 mg·L^(-1)。研究表明,MTBE对不同种类水生生物的PNEC值存在差异,其中节肢动物生物相对敏感。本研究基于现有数据完成,以期为MTBE的环境风险评估及水质基准建立提供科学依据。

淡水环境中短链氯化石蜡的预测无效应浓度及生态风险评估

短链氯化石蜡(short-chain chlorinated paraffins,SCCPs)是《斯德哥尔摩公约》增列的一类持久性有机污染物。搜集筛选出SCCPs对8种淡水生物的慢性毒性数据,构建了物种敏感度分布曲线(SSD),推导出SCCPs的淡水预测无效应浓度(PNECwater)为0.425μg·L^-1,淡水沉积物预测无效应浓度(PNECsed)为992.5μg·kg-1。搜集了国内外部分淡水河流水体及沉积物中SCCPs环境暴露数据,运用商值法,评估SCCPs的生态风险。结果表明,长江中游和白洋淀水体风险商范围为2.6~154.4和3.7~132.5,处于高风险;国外河流SCCPs污染水平较低,北美地区与日本淡水河流SCCPs风险商小于1,处于低风险。长江中游沉积物的SCCPs的风险商高达400.6,呈现显著风险,欧洲工业区域淡水沉积物中SCCPs存在潜在风险。本研究为SCCPs水质标准制定与环境风险管理提供参考依据。

典型高危害日化品的筛选及其水生生物预测无效应浓度推导

随着人们生活水平的提高,众多日用化学品(以下简称日化品)走进家庭,部分日化品中可能含有潜在致癌性、致突变性和生殖毒性的物质(CMR),在方便生活的同时带来了污染,也危害了人体健康。本文通过文献调研法与数据库检索法收集了包括国际香料组织香水成分清单、国际化妆品原料标准中文名称目录2018(草)清单和食品用洗涤剂原料(成分)名单(第一批)(草)在内的8类日化品成分清单,通过与高关注物清单、致癌物清单和内分泌干扰物(EDCs)清单等进行名录比对筛重,识别出典型高危害污染物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。DBP作为广泛使用的增塑剂、软化剂等,多应用于化妆品、洗涤用品中,对环境和生物体具有潜在危害。本研究通过收集整理DBP对我国水生生物的急、慢性毒性数据,开展了危害数据质量评估。评估结果表明,在调研的23篇文献以及数据库数据中,共计41条有效数据满足评估要求。采用物种敏感度分布法(SSD)获得通过质量评估的全部物种、鱼类和藻类的5%物种危害浓度(HC)值,其中正态分布模型得到的HC值分别为0.59、1.97和0.42 mg·L^(-1);逻辑斯蒂分布模型得到的HC值分别为0.63、2.08和0.23 mg·L^(-1)。应用评估系数法估算出全部物种、鱼类和藻类的预测无效应浓度(PNEC)值分别为0.118、0.394和0.046 mg·L^(-1)。研究表明,DBP对不同种类水生生物的PNEC值存在差异,其中藻类相对敏感。本研究基于现有数据完成,以期为DBP的环境风险评估及水质基准建立提供科学依据。

水质安全性评价方法中阳性参照物的筛选及预测无效应浓度值的确定

利用物种敏感性分布SSD(species sensitivity distribution)确定应用于发光细菌毒性试验、微藻生长抑制试验、水蚤抑制运动试验及鱼类致死试验的4种典型水生生物毒性检测的最优阳性参照物,并计算获得它们的PNEC值。结果表明:发光细菌毒性试验、微藻生长抑制试验、水蚤抑制运动试验及鱼类致死试验的最优阳性参照物分别为:硫酸锌、氯化铜、重铬酸钾、氯化汞,基于全物种的PNEC值分别为114、11.0、16.0、7.30μg/L。此研究将为采用成组生态毒性的水质安全分级评价的研究者提供可靠的毒性得分标准,使该评价方法的使用更为便捷、有效。

基于物种敏感度分布及相平衡理论的汾河流域磺胺类抗生素生态风险阈值研究

磺胺素类抗生素(SAs)广泛应用于医疗、畜禽养殖等领域。但过量的SAs通过多种方式最终进入流域水体和沉积物中,对流域生态系统带来潜在的风险。预测无效应浓度(PNEC)可以作为评估污染物潜在生态风险的阈值,因此确定水体和沉积物中SAs的PNEC是风险评估的关键。本研究以黄河支流——汾河流域为研究区,通过采集水体和沉积物的样品,发现水体中SAs的磺胺甲恶唑(SMX)含量最高,均值为73.6 ng·L^(-1),而磺胺醋酰(SAAM)检出率最高,高达100%。沉积物中仅检出了2种SAs类抗生素,为磺胺醋酰(SAAM)和磺胺喹恶啉(SQX),但检出频率却高达100%。基于物种敏感度分布(SSD)得到水体中SAs的生态风险阈值为3.40~440μg·L^(-1)。在此基础上,基于水-沉积物密度、体积比等参数,采用相平衡理论(EqP)进一步得到了沉积物中SAs的生态风险阈值为0.065~75.5 mg·kg^(-1)。基于确定的生态风险阈值,对汾河流域SAs现状进行风险评估,结果表明仅水体中的甲氧苄啶(TMP)的风险商(RQ)均值为0.014,存在一定的低风险,但超标概率仅为8%,而其他类别在水体和沉积物中RQ均低于0.01,均无显著风险。

基于商值法的镧水生态风险评价方法研究及应用

随着我国稀土资源开发和利用,稀土元素对水生生态环境的影响及其生态风险越来越受关注。本文以稀土镧的通用敏感生物急性半致死/效应浓度(half lethal/effect concentration,L(E)C_(50))和慢性无观察效应浓度(no observed effect concentration,NOEC)数据,分别采用评价因子法和物种敏感度分布法(species sensitivity distribution,SSD)推导计算了镧的预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC),比较不同数据类型和计算方法的结果差异及不确定性,并以四川安宁河为例进行了水生态风险表征。采用评价因子法推导的急性和慢性PNEC分别为1.180μg·L^(-1)和4.000μg·L^(-1)。由急性数据拟合SSD曲线推导的PNEC为42.770μg·L^(-1),通过急慢性比(acute to chronic ratio,ACR)转换的PNEC为2.032μg·L^(-1)。在慢性数据缺乏的情况下,ACR-SSD是相对可行的方法。安宁河镧的水生态风险评价结果表明,所有调查断面均处于中等以上生态风险,其稀土污染问题应引起重视。

场地土壤重金属镉和铅复合污染毒性阈值的推导及其应用

镉(Cd)和铅(Pb)是生物体非必要元素,具有毒性大、迁移性强等特点,二者在场地土壤中通常存在复合污染的现象。土壤污染物预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)是污染物自身毒性与不确定性系数共同决定的参数,其中土壤污染物的生物有效性是PNEC值不确定性的重要来源。本研究选择湖南常宁某铜矿冶炼厂和江苏靖江某电镀厂2个不同类型的污染场地及周边土壤,基于土壤理化性质及重金属的有效性浓度,采用经验模型估算出Cd和Pb单一污染对植物根系生长的半效应浓度(median effect concentration,EC_(50))及其土壤中的PNEC,通过浓度加和(concentration addition,CA)模型,结合外推因子法,估算获得场地土壤实际Cd和Pb复合污染的预测无效应浓度(PNEC_(mix))。结果表明,2个场地土壤中Cd的平均含量分别为背景值的102倍和37.6倍,Pb平均含量分别为背景值的15.1倍和3.86倍,Cd和Pb复合污染现象明显。由于2个场地土壤性质差异较大,Cd和Pb的EC_(50)存在较大差异,EC_(50)(Cd)分别为19.1~36.2 mg·kg^(-1)和20.1~35.4 mg·kg^(-1),而EC_(50)(Pb)分别为366~1891 mg·kg^(-1)和682~1575 mg·kg^(-1)。同时由于场地实际污染土壤的理化性质及Pb/Cd含量比不同,所推导的PNEC_(mix)也存在明显差异,Cd含量及其在Cd和Pb总量中的占比较高的土壤样点的PNEC_(mix)较低,2个场地的PNEC_(mix)分别为0.933~37.9 mg·kg^(-1)和32.9~744 mg·kg^(-1)。2个场地调查样点中Cd和Pb含量的实测值均在一定程度上高于相应的PNEC_(mix),对植物生长存在一定的生态风险。因此,进行复合污染生态风险基准值制定和生态风险评价时,需要考虑影响污染物的生物有效性和关键场地特异性(site-specific)因素,如土壤理化性质及不同污染物浓度比等。

上海郊区典型河道卤代烃类消毒副产物污染特征与生态风险研究

消毒副产物(DBPs)随着消毒剂的大量使用而不断产生,DBPs持续输入水环境中,会对水生态系统产生潜在风险。以上海郊区典型河道太浦河及其周边河道为研究对象,采用顶空-气相色谱-质谱法对9个点位水体中7种典型DBPs的浓度水平进行了测定,并基于典型DBPs对淡水水生生物的急性和慢性毒性数据,采用物种敏感分布法(SSD)和风险评价因子法(RAF)推导出预测无效应浓度(PNEC),结合风险商值法(RQ)开展水生态风险评估。结果表明,冬季7种DBPs在所有点位中均有检出,总浓度范围为198.42~1201.86 ng·L^(-1);夏季,除三溴甲烷(TBM)外,其余DBPs检出率均有不同程度下降,二氯甲烷(DCM)和四氯化碳(CTC)在9个采样点均未检出,7种卤代烃类DBPs总浓度范围为5.81~40.62 ng·L^(-1),即表明冬季典型河道水体中DBPs的检出率和浓度均普遍高于夏季。生态风险评估结果表明,夏季太浦河及周边河道中7种DBPs的水生态急性和慢性风险均较小(lg(RQ)<-1),但冬季,太浦河干流点位TCM的慢性lg(RQ)在-1~0之间,对水生态系统存在潜在中等风险,需进一步加强监测与评估。

地表水中磺胺类抗生素的生态风险评价

抗生素滥用导致地表水中频繁检出抗生素抗性基因，抗生素抗性基因对生态环境和人体健康具有潜在危害。收集整理磺胺甲恶唑（SMX）、甲氧苄氨嘧啶（TMP）、磺胺二甲嘧啶（SMZ）3种磺胺类抗生素的慢性毒性参数数据（NOEC）及其在中国14个不同地表水中的环境检测浓度（MEC），得到SMX、TMP、SMZ的NOEC值范围分别为9.4~2500、157~200000、300~200000μg.L-1，其对藻类、甲壳类、鱼类3个营养级中最敏感的物种分别为大型蚤Daphniamagna、斑马鱼Daniorerio、月牙藻Pseudokirchneriellasubcapitata，三者的NOEC值分别为120、157、1000μg.L-1；地表水中SMX、TMP、SMZ最大MEC分别出现于白洋淀湖（940ng.L-1）、莱州湾（330ng.L-1）、九龙江（775.5ng.L-1）。采用风险评价因子（RAF）和物种敏感性分布（SSD）分别计算出3种磺胺类抗生素的预测无效应浓度（PNEC），RAF法得到的PNEC值分别为12、15.7、100μg.L-1，SSD法得到的PNEC分别为4.674、107.394、255.516μg.L-1。通过风险熵（RQ）法对不同地表水中3种磺胺类抗生素进行生态风险评价，结果显示除了白洋淀湖中SMX的RQ值为0.201，存在潜在风险，其他水域中RQ均小于0.1，说明中国地表水中SMX、TMP、SMZ风险很小或无风险。

防污漆中活性物质海洋环境风险评估关键技术探讨

防污漆中的活性物质对海洋生态环境和人类健康造成的潜在风险受到日益广泛的关注,一些发达国家已建立了针对活性物质海洋环境风险评估的技术体系,但我国相关研究目前尚属空白。综述了防污漆活性物质海洋环境风险评估的研究背景、相关法规、技术标准和发展现状,针对环境风险评估的2个重要组成部分(危害性评估和暴露评估)中的关键技术进行了探讨。在危害性评估中,重点分析和比较了受试生物物种的选择原则、生态毒理数据的要求以及预测无效应浓度的推导方法和应用范围;在暴露评估中,系统阐述了活性物质在水环境中释放速率的计算及修正方法、环境浓度的预测模型、现有的暴露场景及其局限性等。本文以期为我国开展防污漆活性物质海洋环境风险评估提供研究基础和科学依据,并提出了今后的研究重点和方向。

醋酸盐类城市道路抑尘剂的生态毒性及生物降解特性

醋酸盐类抑尘剂因其具有良好的抑尘效果和生态友好性,被越来越多地用于城市道路抑尘.为了揭示醋酸盐类抑尘剂的水生态效应,选取水环境中占据不同生态位的4种水生生物（发光细菌、羊角月牙藻、大型溞和青鳉鱼）进行急性毒性测试.结果表明：4种水生生物对醋酸盐类抑尘剂的敏感程度依次为羊角月牙藻〉大型溞〉青鳉鱼〉发光细菌.确定了抑尘剂与大型溞、发光细菌、青鳉鱼的剂量-效应关系,抑尘剂对三者的EC50/LC50（半数效应浓度/半致死浓度）分别为1.29、37.6、32.7 g/L.抑尘剂对羊角月牙藻的急性毒性及其质量浓度之间没有呈现出明确的数量关系,但是可推断EC50为mg/L量级.以此为基础,推断醋酸盐类抑尘剂的预测无效应浓度范围为21.8~177μg/L.不同温度下抑尘剂在水中的生物降解速率结果显示,在5和25℃时,醋酸盐类抑尘剂均易被降解,主要是微生物和藻类的共同降解作用所致.研究显示,醋酸盐类抑尘剂易于生物降解且生态毒性较低,但在使用时应注意区域总量控制,以防止对水生生物造成潜在威胁.