Page 357 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

第 5 期 李扬等：基于生物配位体模型的汾河铜水质基准研究 · 1713 ·

WQ 中的物种敏感度分布曲线模型对物种的毒性 正态分布（ 表 2）。由 表 2 可见，铜的急性毒性值为
C
数据进行拟合， 将 SS D 曲线上累积概 率 5 % 对应的 268.130～1 380 854.580 µg/L，其中急性毒性最小的
浓 度 (HC ) 除以评估因子，即可确定最终铜的水生 为大型溞（Daphnia magna），最大的为羽摇蚊幼虫
5
生物短期水质基准。由于目 前 BL M 还不能进行慢 （Chironomus plumosus）。物种主要包括我国常见的
性毒性值预测及模型校正，因而本研究关于铜的长 鱼类，如鲢鱼、草鱼、鲫鱼和鲤鱼，同时也包括环节
期水质基准采用急慢性毒性比进行推导。 动物夹带水丝蚓、浮游甲壳类溞属、昆虫类摇蚊属
和底栖类青虾，这些物种均在汾河有大量分布。其
2 结果与分析
中，甲壳类较为敏感，鱼类和蠕虫类对铜的抗性相对
2.1 汾河水体铜的浓度及理化参数 较强。
汾河各采样点水体理化指标及铜浓度如 表 1 所 使 用 HJ 831—201 推荐的逻辑斯蒂分布（Logistic）、
7
示。由 表 1 可知，采样期间汾河水温 为 21.1 ˚C，水 对数逻辑斯蒂分布（Log-logistic）、正态分布（Normal）、
体 p H 为 8.31，硬度 为 182.66 mg/L（ 以 CaCO 计，全 对数正态分布（Log-normal）和极值分布（Extreme
3
文同），DO C 浓度为 8.82 mg/L（以碳计，全文同）， value）模型对 表 2 中标准化的铜急性毒性数据进行
Ca 、Mg 、Na 、K 浓度分别 为 59.77、24.66、40.34、 拟合分析，结果见 表 3。由 表 3 可知， 个模型都获
2+
2+
+
+
5
7.39 mg/L，SO 、Cl 浓度分别 为 230.30、93.47 mg/L， 得了拟合曲线，且均能给出很好的拟合结果，其中
2−
−
4
碱度 为 267.12 mg/L。铜浓度 为 0.32～1.37 µg/L，其 Log-logisti 模型的拟合效果最好， 其 R 为 2 0.964 9，
c
中在上游小店潇河（S12）和下游万荣（S1） 个采样点 同时均方根误差（RMSE）与和方差（SSE）都较其他
2
较高，其余采样点浓度均小 于 1 µg/ 且浮动不大。 4 个模型小，所以选择该分布模型的拟合结果作为推
L
2.2 铜的水生生物水质基准 导汾河铜水生生物短期水质基准的依据，得到铜对
根据汾河流域生物区系特征，共筛选有效急性 淡水生物的物种敏感度分布曲线（ 图 2）。该模型得
毒性数据 8 个，涉及 3 门 6 科 1 个物种。通过 到 的 HC 为 5 197.24 µg/L，据此得到铜的短期基准值
3
1
BL M 利用汾河水质参数中值将所获得的急性毒性 为 98.62 µg/L（HC /2）。
5
值进行标准化，标准化的急性毒性数据均满足对数 由于采用 BL M 方法只能预测标准化的急性

表 1 汾河水质参数及铜浓度

Table 1 Water quality parameters and concentrations of copper in the Fen River mg/L
采样点 水温 1） pH 2） 硬度 铜 3） DOC Ca 2+ Mg 2+ Na + K + SO 4 2− Cl − 碱度
S1 23.8 8.48 320.29 1.369 10.11 81.94 24.93 75.94 7.39 342.17 105.10 327.60
S2 24.0 8.37 240.22 0.772 10.55 79.78 25.23 69.36 6.92 312.18 96.27 262.08
S3 23.3 8.28 220.20 0.823 10.87 67.95 24.29 86.29 8.36 274.04 110.92 393.12
S4 24.3 8.37 225.20 0.829 11.16 75.82 25.12 70.83 8.44 287.05 102.63 277.20
S5 23.9 8.07 270.24 0.942 9.08 68.21 25.18 62.63 7.97 260.97 85.94 352.80
S6 21.2 8.15 170.15 0.496 7.85 54.42 24.63 46.84 6.06 153.33 25.86 352.80
S7 24.1 8.15 159.14 0.573 10.61 59.77 25.16 66.89 7.54 228.52 82.73 252.00
S8 19.2 8.11 185.17 0.976 8.82 56.94 24.43 66.94 6.34 324.00 156.91 246.96
S9 22 8.13 179.16 0.619 8.12 54.27 24.26 51.55 5.29 169.80 64.34 252.00
S10 21.2 8.16 440.40 0.609 8.53 166.31 19.83 111.29 33.84 605.04 361.39 201.60
S11 20.9 8.35 120.11 0.919 12.17 33.44 25.09 126.21 17.03 201.73 177.37 252.00
S12 20.9 8.33 141.13 1.371 7.67 50.57 24.75 73.59 5.29 230.30 93.47 378.00

S13 20.7 8.34 180.16 0.676 8.16 34.16 24.08 57.06 11.32 121.58 74.62 267.12
S14 21.2 9.05 160.14 0.321 6.35 40.64 24.43 53.49 2.21 180.22 62.52 252.00
S15 21.2 8.31 200.18 0.665 8.20 66.36 24.66 49.13 5.48 93.00 46.29 443.52
中值 21.2 8.31 182.66 0.772 8.82 59.77 24.66 40.34 7.39 230.30 93.47 267.12
1）水温单位为℃；2）pH无量纲；3）铜浓度单位为µg/L。