Page 351 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

第 5 期 刘萌硕等：四环素水生生物基准及对中国部分水体的生态风险评估 · 1707 ·

表 5 拟合公式及相关参数
Table 5 Fitting formula and related parameters
2
模型 拟合公式 参数 决定系数（R ） 残差平方和（SSE） HC /(µg/L) 短期水质基准/(µg/L)
5
a=1.558 42，
SGompertz y = ae −e −k(x−x 0 ) x =1.326 22， 0.982 0.012 4 91.075 45.538
0
k=0.489 77
−4ln2(x− x 0 ) 2 y =1.953 30，
Ae 2 0
0
Gaussian y = y 0 + √ w x =−2.793 68， 0.980 0.012 1 124.090 62.045
π A=−23.786 90，
w
4ln2 w=10.812 60
a =−0.328 82，
1
a 2 −a 1 a =1.640 70，
Doseresp y = a 1 + (x 0 −x)p 2 0.980 0.012 0 122.487 61.244
1+10 x =1.633 90，
0
p=0.242 65
a =−0.328 82，
1
a 1 −a 2 a =1.640 71，
2
Boltzmann y = a 2 + [1+e (x−x 0 ) ]/d x =1.633 90， 0.980 0.012 0 123.313 61.657
0
d=1.789 82
差距较大，Gaussian、Doseresp、Boltzman 模型的残 期、长期水质基准分别 为 61.650、9.439 µg/L。毒性
n
差平方和相对更小，得出 的 HC 也更接近，故将其平 百分数排序法最终用于计算基准的只有 P 接近
5
均 值 (123.300 µg/L 作为最终 的 HC ，校正因子取 0.0 的 4 个属数据，很大程度上依赖于敏感物种，不
5
)
5
[37]
2 ，则基于物种敏感度分布法的四环素短期水质基 能够全面表征对整个水生生态系统的影响；物种敏
准 为 61.650 µg/L。 感度分布法更多地依赖整体毒性数据对基准的影
采用物种敏感度分布法推导长期水质基准时， 响，使用的模型不同，拟合出的物种敏感度分布曲线
由于数据量不足，尝试多种模型以后仍未能得到较 不同，因而得出的基准也可能不同。综上，考虑到物
合适的拟合结果，故采 用 AC 进行长期水质基准推 种敏感度分布法所用有效数据较多，能降低结果的
R
导。根据近头状伪蹄形藻、大型溞、三角涡虫、尾草 不确定性，而且推导出的短期水质基准（61.650
履 虫 4 个物种急、慢性毒性值计 算 ACR，将其几何 µg/L）与基准最大浓度（61.020 µg/L）十分接近，因此
平 均 值 作 为 最 终 ACR （ 表 6 ） ， 计 算 得 到 AC 为 建议采用物种敏感度分布法的推导结果。
R
13.063，与朱小奕 [30 ] 得到的四环素类抗生素 的 ACR 2.3 中国部分水体四环素生态风险评估
（12.68）较接近，由 HC 与 5 AC R 的比值得到 CCC 2.3.1 基于熵值法的生态风险评估
5
C
（9.439 µg/L），即基于物种敏感度分布法的四环素长 PNE 是保护生物的安全阈值， 由 HC 与 AF
期水质基准 为 9.439 µg/L。 的比值计算得到 [17] ，为保守评估四环素的生态风险，

A 取最大 值 5 [19] ，最终得 到 PNEC 为 24.660 µg/L。
F
表 6 急慢性比率
搜集中国多个水域的四环素浓度，主要包括长江、东
Table 6 Ratio of acute and chronic toxicity
江、辽河、黄浦江等流域，这些水系主要涵盖我国长
LC 或EC / LOEC或NOEC/
物种 50 50 ACR 最终ACR 江流域与东北的大部分区域。将各水域四环素污染
（mg/L） （mg/L）
C
近头状伪蹄形藻 [30] 3.310 0.032 103.438 浓度的均值/中位数作 为 MEC， 将 ME 代入式（1）进
行计算，得到中国部分水体的四环素风险评估结果
大型溞 [25] 91.155 14.144 6.445
13.063 （ 表 7）。
三角涡虫 [30] 342.271 26.993 12.680
由 表 7 可以看出，四环素在我国多个水 域 R 小
Q
尾草履虫 [29] 52.361 15.199 3.445
于 0.01，基本无风险，仅辽河流域、贵阳南明河分别

2.2.3 水质基准推导结果对比分析 为低风险和中风险。Ba 等 [42 ] 研究发现，辽河流域地
i
GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中未包 表水环境中四环素类抗生素的浓度普遍较低，因为
含抗生素的浓度限值。利用毒性百分数排序法、物 该类抗生素更容易吸附在沉积物表面，因此四环素
种敏感度分布法分别推导四环素的水质基准，结果 在地表水环境中的风险水平较低。贵阳南明河检测
发 现 2 种方法推导的水质基准虽然数量级一致，但 到的四环素浓度较高，主要是因为在夏季高温时，抗
数值存在一定差异。基于毒性百分数排序法的四环 生素稳定性下降，降解速率加快；而冬季是各种疾病
素基准最大浓度、基准连续浓度分别为 61.020、 的高发期，用药量增大导致水体中四环素浓度
5.258 µg/L，而基于物种敏感度分布法的四环素短 升高 。
[43]