摘要:
铜在实际水环境中的毒性效应受多种环境理化要素影响,识别典型环境因子进而建立生物有效性模型是获得“原位”水质基准的基础. 国际上广泛应用的生物配位体模型(biotic ligand model, BLM)在实际使用过程中有局限性. 本研究旨在BLM的基础上,探究更适用于铜的“原位”毒性和校正方法,以更少的环境因子降低环境监管过程的经济和技术成本,为“因地制宜”确定金属水质基准提供理论依据和技术支撑. 同时基于4门22种水生生物的慢性毒性数据,以影响铜生物有效性的关键水化学参数为自变量,即硬度(Hardness,H)、pH和溶解有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC),采用带有交互项的3种MLR方法建模,从9个模型中筛选出最佳预测模型(R2=0.5531,F=61.23,P<0.0001,AIC=0.9457,BIC=23.43). 并参考我国典型流域水环境特征,正交设计216组水环境条件,对所有物种的慢性毒性值(CTV)进行模型校正.
结果表明:
①以预测准确率(RFx,2.0)为评价指标,MLR较BLM提升了20%,MLR残差分析的等级评分也优于BLM.
②确定最佳模型为Sigmoidal-Weibull函数(R2=0.986 1,F=1 609,P<0.001),构建的三环境因子耦合的基准预测模型准确度高(R2=0.990 2,RMSE=0.04106,F=7 238,P<0.001).
③主要环境因子(H、pH和DOC)只使得SSD曲线水平移动(与xc有关),曲线形状无影响(A、d和k恒定).
④在模型的适用范围内,我国流域水体中铜的长期水质基准为4.619~53.75 µg/L.
DOI:10.13198/j.issn.1001-6929.2023.02.05
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特邀小编:李玙宣