ALT模型在海洋污染事故漁業(yè)資源損失評估中的應(yīng)用

蘇循華 張善偉

摘要：本文介紹了由急性毒性試驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)慢性毒性的ALT方法，并利用ATL方法計(jì)算苯乙烯對中國對蝦和鹵蟲的LC50、NOEC和ACR值。與已報(bào)道的其他海洋動(dòng)物相比，中國對蝦對苯乙烯更加敏感，結(jié)合中華人民共和國生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等對苯乙烯的規(guī)定，表明將苯乙烯對中國對蝦的365d LC01值0.093mg/L作為苯乙烯對海洋生物的NOEC參考值是合理的。本文首次將ALT方法應(yīng)用于海洋污染事故漁業(yè)資源損失評估中，為無環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)品泄露事故漁業(yè)資源損失快速評估提供一種新的NOEC計(jì)算方法。

關(guān)鍵詞：漁業(yè)資源損失;苯乙烯;慢性毒性;ALT;NOEC;ACR

1 前言

隨著國際貿(mào)易的發(fā)展，海上化學(xué)品運(yùn)輸中泄漏事故不斷增加。據(jù)US EPA統(tǒng)計(jì)近五年來美國海域發(fā)生的泄漏事故每年均超過四千次，我國海域也頻有發(fā)生。按照“誰污染誰治理誰損害誰賠償”的原則，應(yīng)依法對污染事故所造成的海洋生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行賠償，其中漁業(yè)資源損失賠償是重要組成部分。為此，我國頒布了《漁業(yè)污染事故經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算方法》（GB/T 21678-2008）。據(jù)此計(jì)算漁業(yè)資源損失量，關(guān)鍵在于確定污染面積、漁業(yè)資源密度和漁業(yè)資源損失率。污染面積是根據(jù)超過《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 11607-1989）或《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3097-19997）Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)確定的。大多數(shù)的污染泄漏化學(xué)品，尚沒有環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，需根據(jù)化學(xué)品的毒性試驗(yàn)數(shù)據(jù)類推，即找到這種化學(xué)品的無可見效應(yīng)濃度（NOEC）來代替環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。NOEC有幾種確定方法，直接根據(jù)慢性毒性試驗(yàn)獲得或根據(jù)安全系數(shù)法（acute-to-chronic ratio，ACR）推導(dǎo)。直接根據(jù)慢性毒性試驗(yàn)獲得NOEC是比較可靠的，但慢性毒性試驗(yàn)需要時(shí)間較長，通常魚類需要3個(gè)月以上;ACR法根據(jù)化學(xué)品的半數(shù)致死濃度（LC50）或半數(shù)效應(yīng)濃度（EC50）除以ACR值計(jì)算得到NOEC。但是由于化學(xué)品的理化性質(zhì)和生物蓄積能力等存在差異，對同種生物具有相同LC50/EC50的兩種化學(xué)品往往會(huì)具有不同慢性毒性效應(yīng)，可見利用ACR方法推導(dǎo)NOEC具有較大的不確定性。針對ACR的缺點(diǎn)，Sun等[]提出了由急性毒性試驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)慢性毒性的加速壽命測試（Accelerate life testing，ALT）方法，并開發(fā)了應(yīng)用程序軟件。ALT方法既能夠避免慢性毒性試驗(yàn)周期長、花費(fèi)大的限制，又能克服ACR方法準(zhǔn)確性低的缺點(diǎn)。因此，本文以2001年我國長江口外“大望”輪與香港“大勇”輪相撞苯乙烯泄露事故為例，首次將ALT方法應(yīng)用在海洋污染事故漁業(yè)資源損失評估中，這將為無環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)品泄露事故漁業(yè)資源損失快速評估提供一種新的NOEC計(jì)算方法。

2 材料與方法

2.1 苯乙烯急性毒性試驗(yàn)及數(shù)據(jù)

為估算苯乙烯對海洋生物的NOEC，收集了苯乙烯對鹵蟲的急性毒性數(shù)據(jù)[]，并以中國對蝦為試驗(yàn)對象，進(jìn)行了苯乙烯對中國對蝦的96h急性毒性試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料與方法采用靜水式試驗(yàn)方法。試驗(yàn)苯乙烯暴露濃度為1mg/L、1.8mg/L、3.2mg/L、5.6mg/L、10mg/L、17.5mg/L，每個(gè)40L玻璃水族箱投中國對蝦仔蝦50尾，暴露24h、48h、96h后統(tǒng)計(jì)仔蝦死亡數(shù)。

2.2? ALT模型和LC50、NOEC、ACR等指標(biāo)計(jì)算方法

根據(jù)ALT參數(shù)估計(jì)結(jié)果，計(jì)算不同暴露時(shí)間和風(fēng)險(xiǎn)水平的LCp值，通常將p為1%的長期暴露LC01值作為NOEC估算值。

3 結(jié)果與分析

3.1 苯乙烯對中國對蝦和鹵蟲的急性毒性效應(yīng)

苯乙烯對中國對蝦和鹵蟲的急性毒性試驗(yàn)

3.2 苯乙烯對中國對蝦和鹵蟲的LC50、ACR值

根據(jù)急性毒性試驗(yàn)結(jié)果表1，利用ALT模型計(jì)算苯乙烯對中國對蝦和鹵蟲LC50，96hLC50分別為6.23mg/L和20.23mg/L?？梢姳揭蚁χ袊鴮ξr的急性毒性比鹵蟲更強(qiáng)。

3.4 苯乙烯對中國對蝦和鹵蟲的NOEC值

根據(jù)急性毒性試驗(yàn)結(jié)果表1，利用ALT模型計(jì)算得到在1%的風(fēng)險(xiǎn)水平上LC01（表3），苯乙烯對中國對蝦和鹵蟲365d LC01分別為0.093mg/L（0.022～0.19mg/L）和0.65mg/L（0.20～1.78mg/L）。

4 討論與結(jié)論

4.1 估算苯乙烯NOEC的幾種方法比較分析

根據(jù)急性毒性試驗(yàn)結(jié)果，利用ALT模型計(jì)算得到苯乙烯對中國對蝦和鹵蟲96hLC50分別為6.23mg/L和20.23mg/L，與苯乙烯對其他海洋生物急性毒性（表4）相比，苯乙烯對中國對蝦的LC50值明顯低于Americamysis bahia、中華絨毛蟹、雜色鳉、牙鲆、鹵蟲。苯乙烯對中國對蝦7d LC01=0.51值低于紫貽貝以及嬌扁隆頭魚7d SC=2。以上結(jié)果表明中國對蝦比已報(bào)道的其他海洋動(dòng)物對苯乙烯更為敏感。因此從保護(hù)大部分海洋生物和敏感物種的角度考慮，苯乙烯對中國對蝦NOEC值可作為制定苯乙烯安全濃度的參考依據(jù)。由于中國對蝦的平均生殖周期為1年，綜合考慮苯乙烯的急慢性毒性效應(yīng)及理化性質(zhì)，我們認(rèn)為苯乙烯對中國對蝦365d LC01值0.093mg/L（0.022～0.19mg/L）作為NOEC值較為合適。

Cushman[]等報(bào)道苯乙烯對淡水綠藻月牙藻的96h EC50為0.72 mg/L，是目前為止已報(bào)道的對苯乙烯最敏感的海洋生物，因此，加拿大環(huán)保局將0.72 mg/L定為苯乙烯的臨界毒性閾值，除以因子10得出無影響閾值的估計(jì)值0.072 mg/L，并將該ENEV指定為臨時(shí)的加拿大水質(zhì)水生生物保護(hù)閾值，其與本次以中國對蝦估算的NOEC值較接近。此外，苯乙烯對中國對蝦的LC01估算值0.093 mg/L，嚴(yán)于國際衛(wèi)生組織飲用水水質(zhì)基準(zhǔn)值和中華人民共和國生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB5479-2006苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)值0.02 mg/L，而與US EPA飲用水標(biāo)準(zhǔn)值0.1mg/L非常相近。因此，從環(huán)境管理的角度看，將0.093mg/L作為苯乙烯對海洋生物的NOEC參考值是合理的。

4.2 應(yīng)用與展望

2001年事故發(fā)生于長江口漁場的“大望”輪與香港“大勇”輪相撞，泄露苯乙烯638噸污染擴(kuò)散半徑達(dá)20海里左右。為正確評估此次污染泄露事故造成的漁業(yè)資源損失，需根據(jù)GB 11607-1989或GB 3097-1997Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)確定苯乙烯污染的海域面積，但GB 11607-1989和GB 3097-1997尚沒有苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)。故找到苯乙烯的NOEC值來代替環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。本文首次利用ALT方法，確定了苯乙烯對中國對蝦365d LC01值0.093mg/L（0.022～0.19mg/L）作為NOEC值較為合適，這為無環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)品泄露事故漁業(yè)資源損失快速評估提供一種新的NOEC計(jì)算方法，而且這種方法簡單快速、可靠。一般來說，用慢性毒性試驗(yàn)方法確定NOEC比較準(zhǔn)確，但是周期較長花費(fèi)較高，不利于污染事故損失的及時(shí)評估，同時(shí)很多生物不適宜于長期培養(yǎng)而影響試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。因此，很多文獻(xiàn)以ACR方法估算NOEC，即將該毒物對生物的48h或96h LC50值除以ACR作為NOEC的預(yù)測值。但該方法忽視了毒物對生物毒性的時(shí)間效應(yīng)關(guān)系，Raimondo等[]計(jì)算了456組ACR值，發(fā)現(xiàn)ACR最大值和最小值之間相差數(shù)十倍，故具有較大的不確定性。與傳統(tǒng)方法相比，ALT方法只利用急性毒性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，不僅節(jié)約了時(shí)間和成本，而且能較好地?cái)M合毒物的劑量效應(yīng)關(guān)系與時(shí)間效應(yīng)關(guān)系，因而具有更高的數(shù)據(jù)可靠性。Sun等[1] 將26個(gè)急性毒性試驗(yàn)的LC01估算值與基于慢性毒性試驗(yàn)獲得的MATC進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者95%的置信區(qū)間重合概率為85%;Barron等[]根據(jù)USEPA的156組急性毒性試驗(yàn)數(shù)據(jù)估算的LC01值，與慢性毒性試驗(yàn)獲得的NOEC進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)其準(zhǔn)確度為69%。因此，我們認(rèn)為ALT方法將在海洋污染事故漁業(yè)資源損失評估中具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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[5] Barron MG，Raimondo S.et al.Accuracy of chronic aquatic toxicity estimates determined from acute toxicity date and two time-response models.Environ.Toxicol.Chem.，2008，27：2196-2205.

（作者單位：1.日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院;2.日照市虎山鎮(zhèn)虎山中學(xué)）