一种基于鱼类毒性效应的水体突发重金属污染物入河时间评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于鱼类毒性效应的水体突发重金属污染物入河时间评估方法。该方法适用于引起鱼类死亡的突发重金属污染事件污染物风险评估，步骤如下：根据检测确定的污染源原水中特征污染物浓度对原水进行梯度稀释，并检测稀释后水体重金属浓度；观察并详细记录青鳉鱼在各浓度梯度溶液中出现的行为异常情况及发生时间；对比分析污染事故现场调查的鱼类死亡情况与各梯度实验中鱼类异常情况，推导污染事故导致鱼类死亡时水体的重金属浓度；根据事故污染源排放时间，污染河段水文参数，结合水文参数，评估事故重金属污染物的入河时间。本发明专利技术仅在GB/T 13267‑91的基础上稍作改进，方法容易实现，且具有低成本、易操作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于鱼类毒性效应的水体突发重金属污染物入河时间评估方法
本专利技术属于水环境风险评估
，具体涉及一种基于鱼类毒性效应的水体突发重金属污染物入河时间评估方法。
技术介绍
突发重金属水污染事故是指由人为或自然因素引起的突然发生的，在短时间内大量重金属污染物进入水体，导致水质迅速恶化，影响水资源有效利用，造成经济、社会正常活动受到严重影响，水生态环境受到严重危害的事故。近年来我国突发性重金属水污染事故呈高发态势，据统计1990年至2007年水环境污染事故约占全国环境污染事故总量的46-63％，其中突发重金属污染事故超过10％。由于突发重金属水污染具有发生前兆不充分、诱因不明确、事件发生规律不明显、离子态重金属无色、无味等特征，突发重金属水污染事故具有一定的隐蔽性，在我国有相当比例的重金属水污染事故是已造成明显损害(如供水水源重金属超标，大量死鱼等)才知道事故发生，事后又难以还原确定污染物的入河浓度和时间。在河流突发重金属污染事故中，往往由于河流水量大、流速快，水体产生的稀释、迁移、悬浮物吸附、沉降等作用导致入河重金属污染物浓度降低，难以确定事故发生时污染物的入河浓度和时间，从而增加环境污染事故风险评估、风险溯源及其量化的难度，影响后续环境风险应急管理与决策。因此，如何快速准确评估突发重金属水污染事故中污染物的入河时间是环境损害程度确认、风险评估和应急管理的技术难点之一。鱼类对水环境的变化非常敏感，水体中微量的有害污染物即可对鱼类产生刺激，引起很强的鱼类行为的反应。当前有很多突发重金属水污染事故正是由于水体中鱼类短时间内大量死亡而被发现。鱼类的呼吸变化、选择行为、游动行为已相继在水质在线监测和预警领域得到应用。本技术方案提出通过分析鱼类生物行为异常指标，将鱼类行为变化转化成相应的信息和数据，用于评估引起鱼类死亡的水体突发重金属污染事故中污染物的入河时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于鱼类毒性效应的水体突发重金属污染物入河时间的评估方法，适用于引起鱼类死亡的水体突发重金属污染事故后的风险评估。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种基于鱼类毒性效应的水体突发重金属污染物入河时间评估方法，包括以下步骤：(1)取水体重金属污染事故的污染源原水，检测原水中特征重金属污染物浓度；依据原水中特征重金属污染物浓度进行浓度梯度稀释，并检测稀释后的水体重金属浓度，同时检测确认稀释后的水体溶解氧>4mg/L；本专利技术中，稀释后的水体溶解氧应始终保持在4mg/L以上，如溶解氧低于4mg/L应先进行曝气处理；(2)分别将稀释后的已知重金属浓度的溶液分成3组，选择体长为30±5mm、体重为0.3±0.1g的健康青鳉鱼(Oryziaslatipes)，投放至试验溶液中，每组10尾；同时设置1个对照组，投放青鳉鱼10尾，对照组用鱼规格与实验组相同，用水与青鳉鱼驯养水体相同(参照国家标准GB/T13267-91)；(3)观察各组青鳉鱼的活动状态，并详细记录鱼类行为异常情况及异常情况发生的时间；(4)根据重金属污染事故现场调查获取的污染河段水量(Qe)和污染源废水排放量(Q)，计算污染河段中污染源废水的平均稀释倍数a，计算公式为：a＝Qe/Q式中：a为污染河段中污染源废水的平均稀释倍数；Qe为污染河段水量，单位m3；Q为污染源废水排放量，单位t；(5)将步骤(4)中计算结果a对应步骤(1)中相应稀释梯度与水体污染物浓度，可得知污染事故现场鱼类死亡时水体重金属浓度，根据步骤(3)中观察结果可得知在该重金属浓度条件下鱼类开始接触污染水体至出现死亡现象的时间t(h)；(6)根据污染事故现场调查获取的事故现场鱼类死亡时间td，结合步骤(5)中获得的鱼类开始接触污染水体至出现死亡现象的时间t，计算污染事故现场鱼类接触污染物时间ts，计算公式为：ts＝td-t；式中：ts为污染事故现场鱼类开始接触污染物的时间，记为xx年xx月xx日xx时；td为污染事故现场鱼类死亡的时间，记为xx年xx月xx日xx时；t为鱼类开始接触污染水体至出现死亡现象的时间，单位h；(7)根据重金属污染事故现场调查获取的污染河段河长(L)、事件发生期间平均流速(V)和步骤(5)中获得的鱼类开始接触污染水体的时间点ts，计算污染物入河时间点t0，计算公式为：式中：t0为污染物入河时间点，记为xx年xx月xx日xx时；ts为鱼类开始接触污染水体的时间点，记为xx年xx月xx日xx时；L为污染源至鱼类集中死亡河段河长，单位m；V为事件发生期间平均流速，单位m/s。步骤(3)所述异常情况包括游动加剧、游动减缓、平游失衡、翻肚或死亡等与对照组不同的行为状态。本专利技术中，青鳉鱼驯养参考国家标准GB/T13267-91《水质物质对淡水鱼(斑马鱼)急性毒性测定方法》，每天光照保持12-16小时，水量以鱼的负荷1克鱼/升水计算；青鳉鱼应在与试验相同的环境条件下，在连续曝气的水中至少驯养两周，每天清除粪便及食物残渣，试验前24h停止喂食；驯养期间青鳉鱼死亡率不得超过10％，如果超过10％，则该批鱼不得用作试验，且试验用鱼应无明显的疾病和肉眼可见的畸形。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：1.本专利技术将水体突发重金属污染事故排查溯源工作中入河污染物的量化与相关研究进行系统综合分析，引入鱼类急性毒性测定方法，结合水文参数，推算重金属污染物入河时间，对于开展事故应急监测、实地调查和专家应急决策分析具有重要指导意义。2.本专利技术所提供的方法，仅在物质对淡水鱼急性毒性测定方法的基础上稍作改进，方法容易实现，且具有低成本、易操作的特点。3.本专利技术所提供的方法在2013年贺江镉、铊重金属污染事件应急处置中得到较好的应用，及时核算出事故污染源入河时间，为后续的环境风险评估和应急处置提供重要技术支撑。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例中使用的青鳉鱼均为体长为30±5mm、体重为0.3±0.1g的健康青鳉鱼，青鳉鱼驯养参考国家标准GB/T13267-91《水质物质对淡水鱼(斑马鱼)急性毒性测定方法》。实施例1(实例验证)：以2013年广西贺江水体重金属污染事故污染源原水为分析对象，检测出事故污染源原水中特征污染物Cd浓度为948.48mg/L。用污染源原水进行梯度稀释后的生物毒性实验分析结果显示(污染源原水梯度稀释后详细的生物毒性实验分析结果见表1)：废水稀释400倍后，能在1小时内导致青鳉鱼全部死亡；稀释12000倍后，仍导致青鳉鱼在8小时内开始死亡，24小时内全部死亡；稀释24000倍后，仍出现青鳉鱼死亡现象。根据污染事故鱼类死亡情况调查结果，2013年7月1-2日，贺江沿河鱼类养殖区陆续发现死鱼现象，较早发现鱼类死亡的是贺街网箱养殖户，发现死鱼时间(td)为2013年7月1日7:00左右。根据污染事件现场调查，贺江水体污染事故中入河的污染源废水排放量约300吨，事故污染源距离贺江鱼类养殖区(发现鱼类死亡的河段)河道距离(L)约40km，事故河段平均流速(V)为0.24m/s，事故河段水量约3000000m3，核算出污染源废水入河后平均稀释倍数：a＝3000000m3/300t＝10000倍。对应表1中实验结果，事件中污染源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于鱼类毒性效应的水体突发重金属污染物入河时间评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取水体重金属污染事故的污染源原水，检测原水中特征重金属污染物浓度；依据原水中特征重金属污染物浓度进行浓度梯度稀释，并检测稀释后的水体重金属浓度，同时检测确认稀释后的水体溶解氧是否大于4mg/L；稀释后的水体溶解氧应始终保持在4mg/L以上，如溶解氧低于4mg/L应先进行曝气处理；(2)分别将稀释后的已知重金属浓度的溶液分成3组，选择体长为30±5mm、体重为0.3±0.1g的健康青鳉鱼，投放至试验溶液中，每组10尾；同时设置1个对照组，投放青鳉鱼10尾，对照组用鱼规格与实验组相同，用水与青鳉鱼驯养水体相同；(3)观察各组青鳉鱼的活动状态，并详细记录鱼类行为异常情况及异常情况发生的时间；(4)根据重金属污染事故现场调查获取的污染河段水量Qe和污染源废水排放量Q，计算污染河段中污染源废水的平均稀释倍数a，计算公式为：a＝Qe/Q式中：a为污染河段中污染源废水的平均稀释倍数；Qe为污染河段水量，单位m3；Q为污染源废水排放量，单位t；(5)将步骤(4)中计算结果a对应步骤(1)中相应稀释梯度与水体污染物浓度，可得知污染事故现场鱼类死亡时水体重金属浓度，根据步骤(3)中观察结果可得知在该重金属浓度条件下鱼类开始接触污染水体至出现死亡现象的时间t，单位h；(6)根据污染事故现场调查获取的事故现场鱼类死亡时间td，结合步骤(5)中获得的鱼类开始接触污染水体至出现死亡现象的时间t，计算污染事故现场鱼类接触污染物时间ts，计算公式为：ts＝td‑t；式中：ts为污染事故现场鱼类开始接触污染物的时间，记为xx年xx月xx日xx时；td为污染事故现场鱼类死亡的时间，记为xx年xx月xx日xx时；t为鱼类开始接触污染水体至出现死亡现象的时间，单位h；(7)根据重金属污染事故现场调查获取的污染河段河长L、事件发生期间平均流速V和步骤(5)中获得的鱼类开始接触污染水体的时间点ts，计算污染物入河时间点t0，计算公式为：...

【技术特征摘要】
1.一种基于鱼类毒性效应的水体突发重金属污染物入河时间评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取水体重金属污染事故的污染源原水，检测原水中特征重金属污染物浓度；依据原水中特征重金属污染物浓度进行浓度梯度稀释，并检测稀释后的水体重金属浓度，同时检测确认稀释后的水体溶解氧是否大于4mg/L；稀释后的水体溶解氧应始终保持在4mg/L以上，如溶解氧低于4mg/L应先进行曝气处理；(2)分别将稀释后的已知重金属浓度的溶液分成3组，选择体长为30±5mm、体重为0.3±0.1g的健康青鳉鱼，投放至试验溶液中，每组10尾；同时设置1个对照组，投放青鳉鱼10尾，对照组用鱼规格与实验组相同，用水与青鳉鱼驯养水体相同；(3)观察各组青鳉鱼的活动状态，并详细记录鱼类行为异常情况及异常情况发生的时间；(4)根据重金属污染事故现场调查获取的污染河段水量Qe和污染源废水排放量Q，计算污染河段中污染源废水的平均稀释倍数a，计算公式为：a＝Qe/Q式中：a为污染河段中污染源废水的平均稀释倍数；Qe为污染河段水量，单位m3；Q为污染源废水排放量，单位t；(5)将步骤(4)中计算结果a对应步骤(1)中相应稀释梯度与水体污染物浓度，可得知污染事故现场鱼类死亡时水体重金属浓度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马千里，赵学敏，胡芳，许振成，王振兴，
申请(专利权)人：环境保护部华南环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44