基于种间外推模型的汞和镧水质基准研究

发布时间：2020-06-11 20:08

【摘要】：汞和镧具有一定的毒性,可能会对水生生物产生毒性胁迫作用,所以获得较多物种的毒性数据以推导准确的水质基准对于风险评价和水质管理显得尤为重要。毒性数据相对缺乏是当前水质基准研究主要的限制因素之一,而种间外推模型(ICE)可以通过已知物种毒性数据预测更多物种毒性数据,有助于获取更多物种毒性数据用于水质基准研究。但是该模型主要基于北美物种毒性数据建立,有必要验证模型对于不同生物区系物种的适用性。汞的毒性数据相对较多,本研究利用汞的毒性数据验证了ICE模型对于不同生物区系物种毒性数据预测的有效性,探究了其在水质基准研究中的应用。同时,研究对镧的毒性数据进行分析,采用ICE和物种敏感性分布法(SSD)探究了镧的水质基准。研究取得的主要结论如下:(1)ICE模型可以用于预测中国物种汞的毒性数据。基于K-S检验、SSD和HC5对比分析得出,本土与非本土物种以及实测与预测毒性数据之间均没有显著性差异。且基于全部预测数据-SSD曲线得到汞的STHC5为5.01μg·L-1,与全部实测数据-SSD得到的STHC5值4.85μg·L-1基本接近,表明ICE模型预测数据与实测数据具有很好的一致性,能够用于汞的水质基准研究。基于全部数据(预测和实测)得到的汞的急性基准值和慢性基准值分别为2.67μg·L-1和0.72μg·L-1。与其他研究使用统计外推法得到的基准值在同一数量级或基本接近,可以作为水体风险评价的参考值。(2)ICE模型可以用于预测镧的毒性数据。镧的预测数据-实测数据、预测数据-所有数据、实测数据-所有数据的K-S非参差异性检验结果表明ICE预测数据具有统计学意义。SSD分析结果表明,预测数据、实测数据和所有数据的HC5存在差异,依次为:460.14μg·L-1、37.93μg·L-1、363.08μg·L-1,但是相差不超过一个数量级,表明利用ICE模型预测镧的毒性值推导水质基准具有有效性。基于全部数据获得的镧急性水质基准为181.54μg·L-1,慢性水质基准为18μg·L-1。基于本研究镧的水质基准对多个流域水体中镧的含量进行初步风险评价表明,世界主要河流以及我国赣南小流域、黄河包头段干流、长江武汉段干流的镧水平不会对水生生物产生危害,而黄河包头段支流昆都仑河及四道沙河的镧水平可能会对水生生物产生潜在危险,需要引起注意。本研究对于水质基准体系的发展与完善具有积极的作用。
【图文】：

图 3.1 汞毒性的物种敏感度分布曲线Fig 3.1 The SSD curves based on toxity data of mercury根据毒性数据排序，物种敏感度分布曲线从左至右依次为最敏感物种区、相对耐性物种区及最耐性物种区。图 3.1a 为中国物种实测数据-SSD、中国物种预测数据-SSD 及中国物种全部数据-SSD。可以看出，中国物种预测数据-SSD 及中国物种全部数据-SSD 基本重合，说明两者之间差异不大。中国物种预测数据 27 个，相较于其它两组 124 个、151 个数据较少，其构建的SSD曲线缺乏最耐性物种数据点。中国物种实测数据-SSD和中国物种全部数据-SS得到的 HC5值分别为 5.14 μg/L、5.10 μg/L，基本接近，约是中国物种预测数据-SSD 得到 HC值 1.69 μg/L 的三倍，三者在一个数量级。图 3.1b 为中国物种实测数据-SSD、非本土物种实测数据-SSD 及全部物种实测数据-SSD，其中非本土物种实测数据-SSD 及全部物种实测数据-SSD 基本重合。三条曲线得到的 HC5值分别为 5.14 μg/L、4.53 μg/L、4.85 μg/L，数据相差不大。图 3.1c 为中国物种预测数据-SSD、非本土物种预测数据-SSD 及全部预测数据-SSD。三

图 4.1 三组数据-SSD 曲线Fig 4.1 SSD curves based on three diffrent toxity data SSD 曲线表现出较低的 HC5值，表明处于实测物种-SSD 曲线下端的SD 下端的物种更敏感，这可能是由于预测数据缺少最敏感物种的毒性线在受镧影响物种累积概率 40%左右有一个交点，之后 HC50值（50%的镧浓度）实测物种数据最小，其次为全部物种，最后是预测物种，感性分布曲线横向分为三部分，从左至右依次为最敏感物种区、相对种区进行讨论。对毒性数据进行排序分析得到，实测数据和预测数据在差异，实测数据表现出最敏感物种依次为虹鳟、月牙藻、大型蚤（种无脊椎动物），而预测数据表现出最敏感物种依次为白斑狗鱼、湖类、一种无脊椎动物）。最耐受物种也有差异，实测数据表现出最耐
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X171.5

【参考文献】

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本文编号：2708391