发明内容

本发明的目的是提供一种优控重金属污染物铬的区域性保护水生生物水质基准推导方法，为流域或区域水生生物提供有效保护，为区域性水环境管理和水质基准的制定提供技术支撑。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种优控重金属污染物铬的区域性保护水生生物水质基准推导方法，包括如下具体步骤：

(1)毒性数据的收集与筛选

毒性数据收集源于国内外毒性数据库公开发表的文件报告，以及通过对本土水生生物进行相应重金属铬毒性实验获得的毒性数据。因水质基准推导需要满足《指南》要求的囊括三门五科生物数据，因此在收集的数据不能满足推导要求的情况下，需要针对本土生物进行实验补充毒性数据。而在数据收集部分，数据收集后，需对所获得的数据进行评价和筛选，剔除非所选区域特征物种的数据、并剔除未设置对照组和空白组实验的数据以及对照组死亡数差异过大的数据；

(2)物种筛选原则

区域性水质基准的制定最关键的一点，是所用于基准推导的水生生物需要是本区域的物种。根据区域的生物区系特征，筛选出有效数据，并选择具有代表性的水生生物来补足数据，最终两组数据一起用于水质基准的推导；

(3)水质基准推导

①种平均急/慢性值计算

依据公式(1)-(2)，分物种计算SMAV和SMCV，

式中：SMAV_i—物种i的种平均急性值，μg/L；

SMCV_i—物种i的种平均慢性值，μg/L；

m—物种i的ATV个数，个；

n—物种i的CTV个数，个；

i—某一物种，无量纲；

②毒性数据分布检验

对SMAV_i和SMCV_i分别进行正态分布检验，即K-S检验，若不符合正态分布，进行对数转换后重新检验，符合正态分布的数据按照“④模型拟合与评价”要求进行物种敏感度分布模型拟合，即SSD模型拟合；

③累积概率计算

将物种SMAV_i/SMCV_i或其对数值分别从小到大进行排序，确定其毒性秩次R，最小毒性值的秩次为1，次之秩次为2，依次排列，如果有两个或两个以上物种的毒性值相同，则将其任意排成连续秩次，每个秩次下物种数为1，分别计算物种的累积概率P，P＝R/(N+1)，

④模型拟合与评价

SMAV_i/SMCV_i分别取以10为底的对数，将lg(SMAV_i)/lg(SMCV_i)作为模型拟合时的自变量，以lg(SMAV_i)/lg(SMCV_i)对应的P为因变量，导入China-WQC进行SSD模型拟合，依据模型拟合的决定系数r²、均方根RMSE、残差平方和SSE以及K-S检验结果，确定最优拟合模型，对数正态分布模型和对数逻辑斯谛分布模型要求自变量为正数；

(4)基准的确定

根据最优拟合模型拟合的SSD曲线，确定急/慢性5％物种危害浓度HC₅，再除以评估因子，即为淡水水生生物的短期水质基准值。在慢性毒性数据不足的情况下，依据急慢性比推导获得长期水质基准值。

所述毒性数据的收集与筛选主要有以下几点：

a.所选的数据其实验方法应与国标的实验方法一致，并有明确的理化指标测定数据和方法要求；

b.只选择区域本土水生生物，剔除非所选区域的物种相关毒性数据；

c.在急性毒性实验中，当受试物种为水溞类生物时，应选用周期最长的实验数据48h LC₅₀/EC₅₀作为急性毒性的实验指标；鱼类及其它生物是以96h LC₅₀或EC₅₀表示，同一个鱼类实验如果有96h数据时弃用24h，48h及72h数据，h为小时，急性毒性试验期间不能喂食，LC₅₀为半致死浓度，EC₅₀为半最大效应浓度；

d.在慢性毒性实验中，选取14d以上以最低有影响浓度LOEC或最大无影响浓度NOEC为实验终值的毒性数据作为实验指标，；

e.在水生植物的实验中，应用急性毒性实验作为藻类的标准测试，选取96h LC₅₀/EC₅₀的毒性数据；而对水声维管束植物则采用慢性毒性实验，选取长期的LC₅₀/EC₅₀来表示毒性实验结果。

所述物种筛选具体要求如下：

1)硬骨鱼纲中的鲤科；

2)硬骨鱼纲中的非鲤科；

3)脊椎动物门中的另一科，非1)或2)；

4)一种浮游类动物；

5)一种底栖类动物；

6)一种昆虫；

7)除了节肢动物门或脊索动物门之外的一科；

8)昆虫的任何一个目中的一科或者上面没有提到的任何一科；

9)至少含有一种最敏感的浮游植物或水生植物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对本土物种的筛选，选取具有代表性的水生生物进行基准推导，侧重突出了区域和地方本土物种的毒性数据，使得基准值能更好的适用于流域地方的水环境保护，能够更加科学有效的保护生态环境。