基于生物有效性對重金屬單一與聯(lián)合毒性研究.pdf

1、水環(huán)境中重金屬的生物有效性/毒性受到水質參數(shù)的影響已經(jīng)達成共識,許多模型如生物配體模型(Biotic ligand model,BLM)可以預測水質參數(shù)作用下的重金屬毒性。重金屬污染物對水生生物在水質參數(shù)作用下產(chǎn)生的聯(lián)合毒性受到廣泛關注。本文以大型溞的48h急性致死毒性為毒性終點,采用生物有效性的毒性單位法(Toxic union,TU)對重金屬混合物(Cu-Zn)的聯(lián)合毒性進行預測,引入均勻試驗設計(Uniform Design, U

2、D)對水質參數(shù)(如H+、Na+、Mg2+、Ca2+等)的水平和混合物組分濃度配比進行優(yōu)化組合,系統(tǒng)地研究多種水質參數(shù)作用下重金屬混合物的聯(lián)合毒性及相互作用規(guī)律。并結合實際環(huán)境水樣(太湖與遼河)條件,考察與驗證模型對實際水體環(huán)境中單一重金屬毒性的適用性,為我國重金屬生態(tài)風險評價提供科學基礎。主要研究內(nèi)容與結論如下:
　　非線性擬合函數(shù) Logit能很好地描述單個重金屬濃度-效應數(shù)據(jù)點,通過最佳擬和的濃度-效應曲線(Concentra

3、tion-Response Curve,CRC),得出單一重金屬濃度效應(Lethal Concentration x％,LCx),6組均勻設計所得平均擬合常數(shù)β分別為:0.106、0.101、0.140、0.163、0.105、0.119;其中 Cu對大型溞 LC50范圍為3.624~37.966μg·L-1, Zn對大型溞48h-LC50為452.414~4747.851μg·L-1。結果表明不同水質參數(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,應用 BLM-TU模型,對50%等效應濃度和均勻試驗設計獲得的重金屬混合物的聯(lián)合毒性效應進行預測。模型預測結果較好,RMSE值范圍10.6~17.5,BLM-TU模型能有效地預測Cu-Zn混合物對大型溞的毒性。
　　應用BLM預測我國遼河與太湖的豐水期和枯水期4個點位Cu與Cd對大型溞的急性毒性(48h-LC50),與實際水樣的毒性試驗結果進行比較。結果表明,在遼河

5、紅廟子、太湖平臺山和拖山三個點位中的BLM預測Cu的48h-LC50值為232.75~411.49μg·L-1,實測48h-LC50值為134.55~350.00μg·L-1,兩者具有較好的一致性,而遼河通江口點位,豐水期和枯水期BLM預測48h-LC50值與實測值相差較大。Cd的生物急性毒性試驗的48h-LC50(183.74~267.31μg·L-1)與BLM預測的48h-LC50(134.91~376.35μg·L-1)結果也具有