确定区域性水生生物基准阈值的方法技术

本发明专利技术公开了一种确定区域性水生生物基准阈值的方法。包括：对目标区域的原水进行粗过滤；利用活性炭对粗过滤的原水进行再过滤；选取目标区域内水生生物，分别利用经再过滤处理的原水以及实验室配制水进行特征污染物的水生生物急性毒性测试，根据急性毒性测试结果计算特征污染物的区域水效应比；将查询得到的特征污染物的国家水生生物基准阈值与区域水效应比相乘，得到初始区域水生生物基准限值；对选取的目标区域内水生生物进行慢性毒性测试，获取无可观察效应浓度；选取初始区域水生生物基准限值以及无可观察效应浓度中的较小值为区域性水生生物基准阈值。应用本发明专利技术，可以提升水生生物基准阈值的准确性，为区域水环境管理提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水环境生态技术，特别涉及一种确定区域性水生生物基准阈值的方 法。
技术介绍
水是地球上各物种赖以生存的资源。随着人口数量不断增多，人均水资源拥有量 日益减少，同时，近现代工农业经济的迅猛发展，水环境正面临着各种污染的严重威胁，例 如，生活污水、工厂化学药品污染、排污排废以及农田施用的过量农药化肥污染。也就是说， 在人均水资源拥有量日益减少的同时，因水环境恶化所造成的水质性和功能性缺水现象亦 日益突出，已成为突出的、全球性的共同的技术问题。 目前，水环境污染主要体现在：污染物排放量超过水环境承载能力、河道水污染、 河道黑臭、湖泊富营养化。水环境污染导致生态破坏严重，生物多样性减少，生态系统功能 退化，从而制约社会经济发展，危害人民健康。 为了控制水污染，保护和改善水环境质量，采用水环境生态修复技术是治理水环 境污染的有效手段之一，利用水环境生态修复技术，通过保护、种植、养殖、繁殖适宜在水环 境中生长的植物、动物和微生物，可以有效恢复水环境原有的生物多样性、连续性，改善生 物群落结构和多样性，消除或减轻水环境污染，从而使水环境生态系统转入良性循环，充分 发挥水资源的生产潜力，达到经济和生态同步发展。 水质标准（WQS，Water Quality Standards)是判断水环境生态修复的关键技术指 标，水质标准是指以保护人类健康和生态平衡为目的，用可信的科学数据表示的水环境中 的各种污染物的允许浓度。而水环境基准又是制定水质标准的科学依据，因而，通过确定水 环境基准污染物，并进行相应的毒性试验，从而研究和制定合适的水环境基准，对于控制进 入水环境污染物的种类和数量，保护水体生物多样性及整个水生态系统的结构和功能具有 重要意义。 其中，区域性水生生物基准是保护区域水生生物的水环境基准，但目前我国尚没 有确定区域性水环境基准的技术方法，相关区域性水生生物基准研究都是借鉴国外技术方 法进行。例如，美国由美国环保局（USEPA，The United States Environmental Protection Agency)发布国家水质基准，各州根据本州区域水体情况，对国家水质基准进行修订，制订 适应本州的州水质基准，并采用水效应比法（WER，Water Effect Ratio)设置本州的区域 性水生生物基准，具体来说，利用同一物种分别在区域原水与实验室配制水中进行目标污 染物的毒性暴露平行试验，得到该物种对同一毒性终点的原水毒性效应值以及实验室配制 水毒性效应值，计算原水毒性效应值与实验室配制水毒性效应值的比值，得到水效应比，然 后，计算州水质基准与水效应比的乘积，得到该目标污染物的区域性水生生物基准阈值，从 而可以基于区域性水生生物基准，表征各区域内的水质差异。 由于国外水环境污染较轻，区域原水中的污染物毒性效应的影响可以忽略不计， 因而，在美国利用水效应比法中，只是对区域原水进 行粗过滤，以将区域原水中的枯枝败叶、大型生物等去除，经过粗过滤的区域原水中，包含 了区域原水的水质因子及区域原水中污染物对物种的毒性影响效应。 我国地域辽阔，不同区域的水环境无论从水质特征、生物多样性特征还是从生态 系统的结构特征上，都有着明显的差异，且我国水环境复合污染严重，因此，依据国外公布 的区域性水生生物基准阈值，或者，采用与国外确定区域性水生生物基准阈值相同的方法， 即利用美国WER法推导区域性水生生物基准阈值进行水环境管理和生态修复，获取的区域 性水生生物基准阈值准确性不高，不能为区域水环境管理提供有效技术支持，并有效为我 国不同水域的生物提供全面的保护，难以满足我国水环境管理并实现水环境生态系统健康 发展的长期目标。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提出一种确定区域性水生生物基准阈值的方 法，提升水生生物基准阈值的准确性，为区域水环境管理提供技术支持。 为达到上述目的，本专利技术提供了一种，该方 法包括： 对目标区域的原水进行粗过滤； 滤除粗过滤的目标区域原水中的污染物； 选取所述目标区域内的同一目标水生生物，分别利用滤除污染物的目标区域原水 以及实验室配制水，基于同一毒性终点，进行特征污染物的水生生物急性毒性暴露平行试 验，得到相应的目标区域原水毒性效应值以及实验室配制水毒性效应值； 计算目标区域原水毒性效应值与实验室配制水毒性效应值的比值，得到特征污染 物区域水效应比，查询该特征污染物对所述目标水生生物的国家水生生物基准阈值，将查 询到的国家水生生物基准阈值与特征污染物区域水效应比相乘，得到区域性水生生物基准 初始阈值； 计算目标区域内所有水生生物在实验室配制水中的毒性效应值的几何平均值，得 到第一毒性效应值，获取全国各区域内所有所述水生生物在实验室配制水中的毒性效应值 的几何平均值，得到第二毒性效应值，计算第一毒性效应值与所述第二毒性效应值的比值， 得到生物效应比； 计算区域性水生生物基准初始阈值与生物效应比的乘积，得到区域性水生生物基 准综合阈值； 利用滤除污染物的目标区域原水，对选取的目标区域内的目标水生生物进行慢性 毒性测试，获取无可观察效应浓度； 选取区域性水生生物基准综合阈值与无可观察效应浓度中的较小值为区域性水 生生物基准阈值。 较佳地，所述滤除粗过滤的目标区域原水中的污染物包括： All，制备活性炭填充的玻璃过滤管，所述玻璃过滤管的内径尺寸为6-10厘米，长 度50-80厘米，下端用玻璃纤维垫底并以网封住，沿下端往上填充活性炭形成活性炭过滤 柱，所述活性炭规格为80-120目，所述活性炭过滤柱高度至少为10厘米； A12,利用制备的玻璃过滤管对粗过滤的目标区域原水进行过滤，得到二次过滤 水,检测二次过滤水中的污染物含量； A13,判断二次过滤水中的污染物含量是否超过我国地表水的I类或II类标准限 值，如果是，返回执行步骤A12,否则，将得到的二次过滤水作为滤除污染物的区域原水。 较佳地，在所述制备活性炭填充的玻璃过滤管之前，所述方法进一步包括： 对所述活性炭进行600°C的马弗炉烘1小时处理。 较佳地，在所述如果是之后，返回执行步骤A12之前，所述方法进一步包括： 检查活性炭过滤柱是否被污染物堵塞，如果未失效，执行所述返回执行步骤A12 的流程；如果活性炭过滤柱失效，更换该活性炭过滤柱，执行所述返回执行步骤A12的流 程。 较佳地，所述特征污染物区域水效应比计算公式为： 式中， Ψ i为第i特征污染物对应的特征污染物区域水效应比； Φ1Υ为第i特征污染物对应的目标区域原水毒性效应值； Φη为第i特征污染物对应的实验室配制水毒性效应值。 较佳地，所述区域性水生生物基准初始阈值的计算公式为： Λ i = Iiii* φ 土 式中， Λ i为第i特征污染物对应的区域性水生生物基准初始阈值； Φ i为第i特征污染物对应的国家水生生物基准阈值。 较佳地，所述区域性水生生物基准阈值的计算公式为： Γ j = min ( ζ * Δ i； Ω 式中， Γ i为第i特征污染物对应的区域性水生生物基准阈值； ζ为生物效应比； Ω i为第i特征污染物对应的无可观察效应浓度。 较佳地，按照国家标准GB/T21808-2008化学品《鱼类延长毒性14天试验》的试验 方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定区域性水生生物基准阈值的方法，该方法包括：对目标区域的原水进行粗过滤；滤除粗过滤的目标区域原水中的污染物；选取所述目标区域内的同一目标水生生物，分别利用滤除污染物的目标区域原水以及实验室配制水，基于同一毒性终点，进行特征污染物的水生生物急性毒性暴露平行试验，得到相应的目标区域原水毒性效应值以及实验室配制水毒性效应值；计算目标区域原水毒性效应值与实验室配制水毒性效应值的比值，得到特征污染物区域水效应比，查询该特征污染物对所述目标水生生物的国家水生生物基准阈值，将查询到的国家水生生物基准阈值与特征污染物区域水效应比相乘，得到区域性水生生物基准初始阈值；计算目标区域内所有水生生物在实验室配制水中的毒性效应值的几何平均值，得到第一毒性效应值，获取全国各区域内所有所述水生生物在实验室配制水中的毒性效应值的几何平均值，得到第二毒性效应值，计算第一毒性效应值与所述第二毒性效应值的比值，得到生物效应比；计算区域性水生生物基准初始阈值与生物效应比的乘积，得到区域性水生生物基准综合阈值；利用滤除污染物的目标区域原水，对选取的目标区域内的目标水生生物进行慢性毒性测试，获取无可观察效应浓度；选取区域性水生生物基准综合阈值与无可观察效应浓度中的较小值为区域性水生生物基准阈值。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫振广，郑欣，刘征涛，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11