一種水體中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水體中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定方法，屬于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定領(lǐng)域。其步驟為：（1）篩選區(qū)域內(nèi)水生態(tài)系統(tǒng)的代表性物種；（2）獲得苯并a芘的毒性數(shù)據(jù)；（3）計(jì)算保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)中95%物種的苯并a芘濃度值HC5；（4）采樣測定多環(huán)芳烴污染物種類及其相應(yīng)的環(huán)境濃度，并分析各種多環(huán)芳烴的濃度分布特征；（5）計(jì)算特定多環(huán)芳烴類污染物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值RQi；（6）計(jì)算總生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值RQt，明確具體的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明可分析多環(huán)芳烴污染物所引發(fā)的潛在風(fēng)險(xiǎn)是否可接受，并判斷水體生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)總體水平是否應(yīng)加以控制，為水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)、多環(huán)芳烴污染控制措施的制定等提供科學(xué)依據(jù)。
【專利說明】一種水體中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的確定方法，更具體的說是一種水體中的多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多環(huán)芳烴是一類重要的環(huán)境污染物，產(chǎn)生于工業(yè)工藝過程、缺氧燃燒、垃圾焚燒和填埋、食品制作及交通排放等人類活動(dòng)，目前廣泛存在于水體等多種環(huán)境介質(zhì)中。多環(huán)芳烴污染物具有致癌、致畸、致突變和生物難降解的特性，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成威脅，因而其污染控制和風(fēng)險(xiǎn)防范越來越受到重視。
[0003]已有研究表明我國主要河流不同程度地受到多環(huán)芳烴的污染。但我國的水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系中沒有涵蓋多環(huán)芳烴類污染物，因此缺乏評(píng)價(jià)水體中多環(huán)芳烴污染程度的依據(jù)。國際上，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)已成為當(dāng)前環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，近年我國學(xué)者也嘗試通過環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)理論和方法來研究水環(huán)境問題，為水體中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究提供了新的思路。
[0004]目前生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定中應(yīng)用最廣泛的是商值法，即通過污染物的環(huán)境濃度與毒性參考值的比值來表征生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的大小。但商值法的計(jì)算結(jié)果屬于確定值，是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的粗略估計(jì)。實(shí)際上水體中多環(huán)芳烴的濃度和空間分布具有隨機(jī)性和不確定性，生態(tài)危害效應(yīng)也因生物種類和個(gè)體差異而存在不確定性。因此，科學(xué)的處理方法應(yīng)是從概率的角度評(píng)估分析水體中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]此外，由于基礎(chǔ)毒理數(shù)據(jù)缺乏的限制，能應(yīng)用商值法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的多環(huán)芳烴種類有限，主要集中于菲、蒽、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[a]芘等少數(shù)幾種多環(huán)芳烴，其它類型多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究相對(duì)不足。與此同時(shí)，因結(jié)構(gòu)和性質(zhì)類似，不同多環(huán)芳烴污染物可能產(chǎn)生累積風(fēng)險(xiǎn)，因此，水體中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定還需要考慮多環(huán)芳烴類污染物的累積風(fēng)險(xiǎn)問題。
[0006]專利申請(qǐng)200910232672.4水體中農(nóng)藥的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定方法，融合了現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)商值法和概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，并利用相對(duì)較少的毒性數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了水體中農(nóng)藥的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)總體水平的量化，但此方法得到的最終風(fēng)險(xiǎn)商值仍然是點(diǎn)估計(jì)值，沒有解決風(fēng)險(xiǎn)分析過程中的不確定性問題。此外，對(duì)于缺乏毒理數(shù)據(jù)的多環(huán)芳烴類物質(zhì)，無法參照此方法進(jìn)行其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析。
[0007]總體來講，多環(huán)芳烴類污染物是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)，但主要集中于其遷移轉(zhuǎn)化、環(huán)境歸趨等方面，對(duì)于其對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別研究較少，尚未解決生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析中的不確定性、毒理數(shù)據(jù)缺乏的多環(huán)芳烴污染物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定，以及不同污染物的聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)等問題。目前，未檢索到成熟的解決以上問題的確定水體中多環(huán)芳烴生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的文獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題:
[0009]針對(duì)當(dāng)前在地表水中多環(huán)芳烴環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)缺失，生態(tài)環(huán)境監(jiān)管依據(jù)不足的問題，無法確定存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，本發(fā)明建立起一種基于毒性當(dāng)量因子和蒙特卡羅模擬的水體中多環(huán)芳烴生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定方法，可適用于環(huán)境水體中的多環(huán)芳烴污染程度和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的確定。
[0010]2.技術(shù)方案:
[0011]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
[0012]一種水體中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定方法，其步驟為:
[0013](I)篩選區(qū)域內(nèi)水生態(tài)系統(tǒng)的代表性物種:考慮代表性本地物種及其毒理數(shù)據(jù)可得性，包括浮游植物、浮游動(dòng)物、昆蟲和魚，每個(gè)物種需要篩選至少I個(gè)以上；(2)獲得苯并a芘的毒性數(shù)據(jù):收集代表性生物種的慢性毒性數(shù)據(jù)，即不可見效應(yīng)濃度NOEC數(shù)據(jù)；
[0014](3)計(jì)算保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)中95%物種的苯并a芘濃度值HC5:即將毒性數(shù)據(jù)作對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，應(yīng)用公式HC5=exp (X111-KA1)計(jì)算，其中m為物種數(shù)，Xffl的含義為m個(gè)物種毒性數(shù)據(jù)作對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后的算術(shù)平均值；Sm的含義為m個(gè)物種毒性數(shù)據(jù)作對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)差；&為調(diào)整系數(shù)，從文獻(xiàn)中獲?。?br> [0015](4)采樣測定區(qū)域內(nèi)水體中的多環(huán)芳烴污染物種類及其相應(yīng)的環(huán)境濃度，并分析各種多環(huán)芳烴的濃度分布特征；
[0016](5)計(jì)算特定多環(huán)芳烴類污染物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值RQ1:按公式
【權(quán)利要求】
1.一種水體中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定方法，其步驟為: (I)篩選區(qū)域內(nèi)水生態(tài)系統(tǒng)的代表性物種:考慮代表性本地物種及其毒理數(shù)據(jù)可得性，包括浮游植物、浮游動(dòng)物、昆蟲和魚，每個(gè)物種需要篩選至少I個(gè)以上；(2)獲得苯并a芘的毒性數(shù)據(jù):收集代表性生物種的苯并a芘的慢性毒性數(shù)據(jù)，即不可見效應(yīng)濃度NOEC數(shù)據(jù)； (3)計(jì)算保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)中95%物種的苯并a芘濃度值HC5:即將毒性數(shù)據(jù)作對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，應(yīng)用公式HC5=exp (X111-KA1)計(jì)算，其中m為物種數(shù)，Xffl的含義為m個(gè)物種毒性數(shù)據(jù)作對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后的算術(shù)平均值；Sm的含義為m個(gè)物種毒性數(shù)據(jù)作對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)差；&為調(diào)整系數(shù)，從文獻(xiàn)中獲?。? (4)采樣測定區(qū)域內(nèi)水體中的多環(huán)芳烴污染物種類及其相應(yīng)的環(huán)境濃度，并分析各種多環(huán)芳烴的濃度分布特征； (5)計(jì)算特定多蚱芳烴類污染物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)荷值RQ1:按公式KQi?-進(jìn)行

計(jì)算，其中ECi為第i種多環(huán)芳烴類污染物的環(huán)境濃度JEFi為第i種多環(huán)芳烴類污染物相對(duì)于苯并a芘的毒性當(dāng)量因子，具體數(shù)值來源于文獻(xiàn)；HC5為保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)中95%物種的苯并a芘濃度值；按照不同多環(huán)芳烴的濃度分布特征，使用蒙特卡羅抽樣方法，進(jìn)行10000次隨機(jī)抽樣；根據(jù)蒙特卡羅抽樣結(jié)果，繪制各多環(huán)芳烴類污染物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值的累積概率分布曲線，分析其風(fēng)險(xiǎn)商值RQi ^ I的概率；概率越大，表明評(píng)價(jià)水體中該多環(huán)芳烴類污染物造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)越1? ； (6)計(jì)算各多環(huán)芳烴污染的總生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值RQt:按公式

Ff.y TFF-RQt ==一^H十算，并依據(jù)不同多環(huán)芳烴的環(huán)境濃度分布特征，使用蒙

IK特卡羅抽樣方法，進(jìn)行10000次隨機(jī)抽樣；根據(jù)蒙特卡羅抽樣結(jié)果，繪制總生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值的累積概率分布曲線，從而確定總生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值RQt ^ I的概率，明確具體的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中多環(huán)芳烴的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)確定方法，其特征在于根據(jù)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值RQi的大小及其大于等于I的概率，對(duì)各多環(huán)芳烴污染物進(jìn)行排序，確定優(yōu)先控制污染物；此外，若評(píng)價(jià)水體內(nèi)多環(huán)芳烴類污染物的總生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值RQt ^ I的概率越大，則表明多環(huán)芳烴類污染物對(duì)該水生態(tài)系統(tǒng)所造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平越高，即更需要進(jìn)行污染排放控制，以削減其對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)所造成的損害。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK103645286SQ201310721931
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】曲常勝, 李冰, 吳海鎖, 王水 申請(qǐng)人:江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院