基于生物有效性對(duì)重金屬單一與聯(lián)合毒性研究.pdf

1、水環(huán)境中重金屬的生物有效性/毒性受到水質(zhì)參數(shù)的影響已經(jīng)達(dá)成共識(shí),許多模型如生物配體模型(Biotic ligand model,BLM)可以預(yù)測(cè)水質(zhì)參數(shù)作用下的重金屬毒性。重金屬污染物對(duì)水生生物在水質(zhì)參數(shù)作用下產(chǎn)生的聯(lián)合毒性受到廣泛關(guān)注。本文以大型溞的48h急性致死毒性為毒性終點(diǎn),采用生物有效性的毒性單位法(Toxic union,TU)對(duì)重金屬混合物(Cu-Zn)的聯(lián)合毒性進(jìn)行預(yù)測(cè),引入均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)(Uniform Design, U

2、D)對(duì)水質(zhì)參數(shù)(如H+、Na+、Mg2+、Ca2+等)的水平和混合物組分濃度配比進(jìn)行優(yōu)化組合,系統(tǒng)地研究多種水質(zhì)參數(shù)作用下重金屬混合物的聯(lián)合毒性及相互作用規(guī)律。并結(jié)合實(shí)際環(huán)境水樣(太湖與遼河)條件,考察與驗(yàn)證模型對(duì)實(shí)際水體環(huán)境中單一重金屬毒性的適用性,為我國(guó)重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供科學(xué)基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:
　　非線性擬合函數(shù) Logit能很好地描述單個(gè)重金屬濃度-效應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn),通過(guò)最佳擬和的濃度-效應(yīng)曲線(Concentra

3、tion-Response Curve,CRC),得出單一重金屬濃度效應(yīng)(Lethal Concentration x％,LCx),6組均勻設(shè)計(jì)所得平均擬合常數(shù)β分別為:0.106、0.101、0.140、0.163、0.105、0.119;其中 Cu對(duì)大型溞 LC50范圍為3.624~37.966μg·L-1, Zn對(duì)大型溞48h-LC50為452.414~4747.851μg·L-1。結(jié)果表明不同水質(zhì)參數(shù)條件下,毒性也有不同,其中

4、pH(H+)影響最大。以單一化合物的 ECi與所得擬合常數(shù)為基礎(chǔ),應(yīng)用 BLM-TU模型,對(duì)50%等效應(yīng)濃度和均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)獲得的重金屬混合物的聯(lián)合毒性效應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。模型預(yù)測(cè)結(jié)果較好,RMSE值范圍10.6~17.5,BLM-TU模型能有效地預(yù)測(cè)Cu-Zn混合物對(duì)大型溞的毒性。
　　應(yīng)用BLM預(yù)測(cè)我國(guó)遼河與太湖的豐水期和枯水期4個(gè)點(diǎn)位Cu與Cd對(duì)大型溞的急性毒性(48h-LC50),與實(shí)際水樣的毒性試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明,在遼河

5、紅廟子、太湖平臺(tái)山和拖山三個(gè)點(diǎn)位中的BLM預(yù)測(cè)Cu的48h-LC50值為232.75~411.49μg·L-1,實(shí)測(cè)48h-LC50值為134.55~350.00μg·L-1,兩者具有較好的一致性,而遼河通江口點(diǎn)位,豐水期和枯水期BLM預(yù)測(cè)48h-LC50值與實(shí)測(cè)值相差較大。Cd的生物急性毒性試驗(yàn)的48h-LC50(183.74~267.31μg·L-1)與BLM預(yù)測(cè)的48h-LC50(134.91~376.35μg·L-1)結(jié)果也具有