海洋水环境中多环芳烃类化合物及其混合物的生态风险评价方法
【专利摘要】本发明公开了海洋水环境中多环芳烃类化合物及其混合物的生态风险评价方法。其步骤为：确定海洋水环境中存在的多环芳烃种类及浓度；筛选具有中国海区生物区系特征的代表性生物物种；获取目标海域水体中多环芳烃的慢性毒性数据；应用统计外推法计算多环芳烃的预测无效应浓度；利用联合概率曲线方法计算目标海域水体中单一多环芳烃生态风险的水平；应用毒性当量因子法计算目标海域水体中多环芳烃混合物的联合生态风险；根据以上结果对多环芳烃的单体及混合物风险进行辨识。本发明基于物种敏感度分布理论，毒性当量及概率风险评价方法实现了中国海洋水环境中多环芳烃单体及其混合物的生态风险评价，为中国有机污染物的海洋生态风险管理提供决策依据。
【专利说明】海洋水环境中多环芳烃类化合物及其混合物的生态风险评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境科学和生态风险评价领域，更具体的说是一种海洋水环境中多环芳烃类化合物及其混合物的生态风险评价方法。
【背景技术】
[0002]为了满足中国海洋环境保护的管理需求，支撑海洋环境保护的科学决策，促进生态系统良性循环，有必要完善中国海洋环境质量评价方法体系，开展前瞻性的有毒有害有机污染物的生态风险评估研究工作。生态风险评价是在风险管理的框架下发展起来，重点评估人为活动引起的生态系统的不利改变，最终为风险管理提供决策支持。海洋环境中有机污染物的生态风险评价是指污染物进入海洋环境的过程中，对海洋生态系统造成的危害的可能性以及严重性进行评估。各种有机污染物尤其是持久性有机污染物在中国海洋环境中的生态风险区域分布状况还是个未知数，开展中国海洋环境有机污染物生态风险的定性和定量评价工作，对于保护中国海洋生态环境、保证沿岸居民身体健康具有重要意义。
[0003]目前用于生态风险表征的方法很多，既有简单的商值法，也有具有概率意义的概论生态风险分析。商值法(HQ)是应用最为广泛的“点估计”风险评估方法，较为简单，一般推荐在生态风险评估的筛选阶段使用，可用来筛选需要进一步进行风险评估的污染物。但是，“点估计”方法不能提供风险发生的可能性或概率大小，概率风险评价方法(PERA)则通过暴露和效应的概率分布提供了一种定性和定量的生态风险表征方法，被推荐为ERA后续的风险表征过程中近年来被研究者青睐的一种生态风险评价方法。水利部于2010年I月14日发布了水利行业指导性技术文件——生态风险评估导则，仅给出了生态风险评价框架及思路，尚未涉及具体的生态风险评价尤其是具体的风险表征方法。总体来看，对于海洋水环境中的有机污染物的单体及混合物的生态风险评价方面的研究较少，且尚未形成相关的技术方法体系。
【发明内容】
[0004]针对现有的海洋水环境中多环芳烃类化合物的生态风险评价方法存在的问题，本发明建立起中国海洋水环境中多环芳烃类化合物及其混合物的生态风险评价方法体系，可定量分析多环芳烃类化合物单一及联合生态风险水平，适用于海洋水环境中多环芳烃类化合物的生态风险辨识，为海洋环境风险管理提供科学依据。
[0005]本发明的原理:海洋水环境中多环芳烃类化合物对生态系统的风险大小主要由多环芳烃类化合物的环境暴露浓度和污染物对水生生物的无可观察效应浓度来决定通过估计暴露分布和毒性分布两个log-normal曲线的面积重叠程度来计算相应的生态风险大小。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]海洋水环境中多环芳烃类化合物及其混合物的多层次生态风险评价方法，其包括以下步骤:
[0008](I)对目标海域水体采集水样进行化学分析，确定海洋水环境中存在的多环芳烃类化合物的种类及浓度；
[0009](2)筛选具有中国海区生物区系特征的生态系统代表性生物物种:
[0010]首选栖息于中国境内的水生生物物种作为受试生物，选取的生物类别须包括藻类、甲壳类和鱼类等类别的生物物种，建议针对某一种多环芳烃类化合物选取的代表性生物物种在5种以上；
[0011](3)获取目标海域水体中多环芳烃类化合物的慢性毒性数据:
[0012]收集具有中国海区生物区系特征的生态系统代表性生物物种的慢性毒性数据 无可观察效应浓度(NOEC)或无可观察效应水平(NOEL)。
[0013](4)利用log-normal正态分布方法计算多环芳烃类化合物的预测无效应浓度(PNEC):
[0014]基于物种敏感性分布(SSDs)的统计外推法推导PNEC。
[0015]最常用的方法为获取SSD的第五百分位数，即HC5作为生态安全的临界值，可以保护生态系统中95%的物种。本方法推荐使用log-normal分布。
[0016](5)应用联合概率曲线(JPC)方法计算目标海域水体中单一多环芳烃类化合物产生生态风险的水平:
[0017]JPC的计算流程为:`
[0018]
【权利要求】
1.海洋水环境中多环芳烃类化合物及其混合物的生态风险评价方法，其特征在于包括步骤如下: (1)对目标海域水体采集水样进行化学分析，确定海洋水环境中存在的多环芳烃类化合物的种类及浓度； (2)筛选具有中国海区生物区系特征的生态系统代表性生物物种: 选择栖息于中国境内的水生生物物种作为受试生物，选取的生物类别至少包括藻类、甲壳类和鱼类三个类别的生物物种，针对某一种多环芳烃类化合物选取的代表性生物物种在5种以上； (3)获取目标海域水体中多环芳烃类化合物的慢性毒性数据: 收集慢性毒性数据无可观察效应浓度(NOEC)或无可观察效应水平(NOEL)； (4)利用log-normal正态分布方法计算多环芳烃类化合物的预测无效应浓度(PNEC): 基于物种敏感性分布(SSDs)的统计外推法推导PNEC，其方法为获取SSD的第五百分位数，即HC5作为生态安全的临界值，用于保护生态系统中95%的物种； (5)应用联合概率曲线(JPC)方法计算目标海域水体中单一多环芳烃类化合物产生生态风险的水平: 所述JPC的计算流程为:
2.根据权利要求1中所述的海洋水环境中多环芳烃类化合物及其混合物的生态风险评价方法，其特征在于:所述步骤(3)中，当毒性数据不足时应用定量结构-活性相关(QSAR)方法对慢性毒性进行预测。
3.根据权利要求1中所述的海洋水环境中多环芳烃类化合物及其混合物的生态风险评价方法，其特征在于:所述步骤(4)中的推导方法为: Ca)将所有慢性毒性数据对数化； (b)计算慢性毒性数据集的对数均值μ:
【文档编号】G06F19/00GK103853931SQ201410114503
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】王莹, 姚子伟, 林忠胜, 王菊英, 穆景利 申请人:国家海洋环境监测中心