環(huán)境科學(xué)技術(shù)及資源科學(xué)技術(shù)

DDT

王印，王軍軍，秦寧，等

環(huán)境科學(xué)技術(shù)及資源科學(xué)技術(shù)

應(yīng)用物種敏感性分布評(píng)估DDT和林丹對(duì)淡水生物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

王印，王軍軍，秦寧，等

目的：物種敏感性分布（Species sensitivity distributions，SSD）方法是國(guó)際上最常用的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法之一；然而，目前國(guó)內(nèi)相關(guān)研究報(bào)道較少。本文介紹SSD方法的原理與步驟，并以典型持久性有毒污染物有機(jī)氯農(nóng)藥（DDT）和林丹（HCH）為例，進(jìn)行案例研究，以期推動(dòng)中國(guó)在毒害污染物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的研究。方法：SD的構(gòu)建和應(yīng)用主要有如下幾個(gè)步驟：毒理數(shù)據(jù)獲取、物種分組和數(shù)據(jù)處理、SSD曲線擬合、HC5（5%危害濃度）和PAF（潛在影響比例）計(jì)算。本研究利用美國(guó)環(huán)保署ECOTOX數(shù)據(jù)庫(kù)，搜集DDT和林丹對(duì)淡水生物的急性毒理數(shù)據(jù)（LC50），并將這些數(shù)據(jù)分成3種情況分別進(jìn)行處理：全部物種不進(jìn)行細(xì)分、把全部物種細(xì)分為脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物兩類、以及全部物種細(xì)分為魚類、甲殼類、昆蟲和蜘蛛類三類。采用BurrIII型分布模式進(jìn)行擬合毒性數(shù)據(jù)得到SSD物種敏感性分布曲線；在SSD擬合曲線上對(duì)應(yīng)5%累積概率的污染物濃度為HC5，給定的污染物濃度在SSD曲線上對(duì)應(yīng)的累積概率為PAF，可分別利用BurrIII分布函數(shù)進(jìn)行計(jì)算?；贖C5和PAF計(jì)算結(jié)果，分析DDT和林丹對(duì)不同類別生物的毒性與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果：（1）DDT對(duì)全部物種的HC5值為1.696 μg·L－1，低于林丹的5.964 μg·L－1，表明DDT對(duì)全部物種的毒性較大；DDT對(duì)甲殼類的HC5值最小，而林丹對(duì)昆蟲和蜘蛛類的HC5值最小，表明DDT對(duì)甲殼類的毒性最強(qiáng)，而林丹對(duì)昆蟲和蜘蛛類的毒性最強(qiáng)；DDT對(duì)不同類別生物的HC5值均小于林丹的相應(yīng)值，表明DDT具有較高的毒性效應(yīng)。（2）假設(shè)在5 μg·L－1的暴露濃度下，全部物種中約有15.9%會(huì)受到DDT危害，4%物種會(huì)受到林丹的危害；其中，甲殼類以及昆蟲和蜘蛛類分別為受DDT和林丹危害最嚴(yán)重的生物類別，毒害比例分別達(dá)到22.9%以及10.5%。（3）不同類別淡水生物對(duì)DDT敏感性由大到小的順序?yàn)椋杭讱ゎ悾纠ハx類和蜘蛛類＞魚類，在低濃度這種差別更顯著；昆蟲和蜘蛛類、甲殼類和魚類對(duì)林丹的敏感性依次降低，并且甲殼類動(dòng)物在低濃度與昆蟲和蜘蛛類相似，敏感度較高，在高濃度則與魚類相似，敏感度較低。（4）DDT對(duì)脊椎動(dòng)物、無(wú)脊椎動(dòng)物、魚類和甲殼類的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)均高于林丹，并且對(duì)脊椎動(dòng)物的影響比無(wú)脊椎動(dòng)物更明顯，對(duì)魚類的影響比甲殼類更明顯；而DDT與林丹對(duì)昆蟲與蜘蛛類的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)相差不大，并且在較低暴露濃度（＜40 μg·L－1）情況下，DDT對(duì)昆蟲與蜘蛛類的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)略高，而在較高暴露濃度（＞40 μg·L－1）情況下，林丹對(duì)昆蟲與蜘蛛類的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)略高。（5）珠江口、白洋淀以及環(huán)渤海西部地區(qū)等地表水體中DDT和林丹含量較低，其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)均很小，低于1%。結(jié)論：DDT對(duì)淡水生物的毒性高于林丹，DDT對(duì)甲殼類毒性最強(qiáng)，林丹對(duì)昆蟲和蜘蛛類毒性最強(qiáng)，DDT和林丹對(duì)魚類的毒性效應(yīng)均最低；無(wú)脊椎動(dòng)物比脊椎動(dòng)物對(duì)DDT和林丹更為敏感，而不同種類生物對(duì)DDT的敏感性從甲殼類、昆蟲和蜘蛛類到魚類依次降低，對(duì)林丹的敏感性大小依次為昆蟲和蜘蛛類、甲殼類和魚類。珠江口、白洋淀以及環(huán)渤海西部地區(qū)等地表水體中DDT和林丹的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)都很小。像在其他許多國(guó)家廣泛應(yīng)用一樣，SSD模型在中國(guó)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中也會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。

來(lái)源出版物：環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 29(11): 2407-2414

入選年份：2014

我國(guó)淡水生物氨氮基準(zhǔn)研究

閆振廣，孟偉，劉征濤，等

摘要：目的：水質(zhì)基準(zhǔn)是制訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)，我國(guó)剛剛啟動(dòng)系統(tǒng)的水質(zhì)基準(zhǔn)研究，雖然取得了一定的研究進(jìn)展，但尚未真正建立起適用于我國(guó)的水環(huán)境基準(zhǔn)技術(shù)體系。我國(guó)現(xiàn)行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)國(guó)外水質(zhì)基準(zhǔn)數(shù)值確定，但水質(zhì)狀況與生物區(qū)系的不同會(huì)造成水質(zhì)基準(zhǔn)的明顯差異。依據(jù)我國(guó)國(guó)情開展水質(zhì)基準(zhǔn)研究已經(jīng)成為我國(guó)水環(huán)境管理的迫切需求。本文以氨氮為例，使用美國(guó)物種敏感度排序法（SSR）對(duì)我國(guó)氨氮水質(zhì)基準(zhǔn)進(jìn)行了分析，以期為我國(guó)氨氮水質(zhì)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考。方法：該研究搜集篩選了我國(guó)本土淡水水生生物的氨氮毒性數(shù)據(jù)，其中包括35種淡水生物的急性毒性數(shù)據(jù)和7種慢性淡水生物毒性數(shù)據(jù)。同時(shí)使用本實(shí)驗(yàn)室獲得的稀有鮈鯽急性氨氮毒性試驗(yàn)結(jié)果，采用美國(guó)SSR方法，根據(jù)物種敏感度對(duì)氨氮毒性數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，選取符合技術(shù)要求的4屬毒性數(shù)據(jù)進(jìn)行最終毒性值的推算，繼而借鑒美國(guó)氨氮基準(zhǔn)的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，直接采用模型中的普適性參數(shù)，并根據(jù)我國(guó)物種的毒性數(shù)據(jù)對(duì)特異性參數(shù)進(jìn)行修正，獲得我國(guó)氨氮基準(zhǔn)函數(shù)。另外，采用荷蘭公共健康與環(huán)境研究所（RIVM）開發(fā)的基于物種敏感度分布（SSD）原理的ETX2.0風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件推算氨氮基準(zhǔn)對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果：基于篩選的與試驗(yàn)獲得的毒性數(shù)據(jù)，運(yùn)用美國(guó)SSR法，得出我國(guó)國(guó)家氨氮基準(zhǔn)是以水體pH與溫度為自變量的函數(shù)。在pH 6.5～9.0、溫度0～30℃的取值范圍內(nèi)，我國(guó)氨氮急性基準(zhǔn)值（CMC）和慢性基準(zhǔn)值（CCC）的范圍分別為0.403～38.9 mg/L和0.0664～3.92 mg/L。當(dāng)溫度為25℃、pH為8.0時(shí)的中國(guó)氨氮CMC和CCC，與調(diào)整至同樣水質(zhì)條件下的我國(guó)水生生物毒性數(shù)據(jù)比較，并同時(shí)結(jié)合美國(guó)相關(guān)數(shù)據(jù)，可以看出，不論是CMC還是CCC，都可以為我國(guó)物種提供恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，而如果直接采用美國(guó)氨氮基準(zhǔn)，不論是CMC還是CCC，都會(huì)對(duì)我國(guó)生物造成一定的“過(guò)保護(hù)”。另一方面，從美國(guó)SSR法與荷蘭SSD法推算氨氮基準(zhǔn)的結(jié)果比較來(lái)看，兩者得出的CMC很接近，但CCC具有一定差異。結(jié)論：我國(guó)氨氮水質(zhì)基準(zhǔn)表現(xiàn)為以水體pH值和溫度為自變量的函數(shù)。相對(duì)于美國(guó)，急性基準(zhǔn)的取值區(qū)間發(fā)生“收縮”，即低值比美國(guó)的低值高，但高值比美國(guó)的高值低；慢性基準(zhǔn)的取值區(qū)間則“整體上移”，即低值比美國(guó)的低值高，高值也比美國(guó)的高值高。所以直接采用美國(guó)氨氮基準(zhǔn)保護(hù)我國(guó)水生生物是不恰當(dāng)?shù)摹?duì)于我國(guó)氨氮水質(zhì)基準(zhǔn)研究而言，可以美國(guó)SSR法為主，均衡歐盟SSD法計(jì)算結(jié)果確定基準(zhǔn)數(shù)值，提高基準(zhǔn)值的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果為制定我國(guó)氨氮水質(zhì)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)提供了參考。

來(lái)源出版物：環(huán)境科學(xué), 2011, 32(6): 1564-1570

入選年份：2015

編輯：張寧寧