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水环境中重金属的生物有效性/毒性受到水质参数的影响已经达成共识,许多模型如生物配体模型(Biotic ligand model,BLM)可以预测水质参数作用下的重金属毒性。重金属污染物对水生生物在水质参数作用下产生的联合毒性受到广泛关注。本文以大型溞的48h急性致死毒性为毒性终点,采用生物有效性的毒性单位法(Toxic union,TU)对重金属混合物(Cu-Zn)的联合毒性进行预测,引入均匀试验设计(Uniform Design, UD)对水质参数(如H+、Na+、Mg2+、Ca2+等)的水平和混合物组分浓度配比进行优化组合,系统地研究多种水质参数作用下重金属混合物的联合毒性及相互作用规律。并结合实际环境水样(太湖与辽河)条件,考察与验证模型对实际水体环境中单一重金属毒性的适用性,为我国重金属生态风险评价提供科学基础。主要研究内容与结论如下: 非线性拟合函数 Logit能很好地描述单个重金属浓度-效应数据点,通过最佳拟和的浓度-效应曲线(Concentration-Response Curve,CRC),得出单一重金属浓度效应(Lethal Concentration x％,LCx),6组均匀设计所得平均拟合常数β分别为:0.106、0.101、0.140、0.163、0.105、0.119;其中 Cu对大型溞 LC50范围为3.624~37.966μg·L-1, Zn对大型溞48h-LC50为452.414~4747.851μg·L-1。结果表明不同水质参数条件下,毒性也有不同,其中 pH(H+)影响最大。以单一化合物的 ECi与所得拟合常数为基础,应用 BLM-TU模型,对50%等效应浓度和均匀试验设计获得的重金属混合物的联合毒性效应进行预测。模型预测结果较好,RMSE值范围10.6~17.5,BLM-TU模型能有效地预测Cu-Zn混合物对大型溞的毒性。 应用BLM预测我国辽河与太湖的丰水期和枯水期4个点位Cu与Cd对大型溞的急性毒性(48h-LC50),与实际水样的毒性试验结果进行比较。结果表明,在辽河红庙子、太湖平台山和拖山三个点位中的BLM预测Cu的48h-LC50值为232.75~411.49μg·L-1,实测48h-LC50值为134.55~350.00μg·L-1,两者具有较好的一致性,而辽河通江口点位,丰水期和枯水期BLM预测48h-LC50值与实测值相差较大。Cd的生物急性毒性试验的48h-LC50(183.74~267.31μg·L-1)与BLM预测的48h-LC50(134.91~376.35μg·L-1)结果也具有较好的一致性,表明以Cd对大型溞急性毒性数据所调整LA50为基础的预测结果较为可靠。同时各点位的枯水期Cu对大型溞的急性毒性均大于丰水期,可能是Cu与溶解性有机质(DOC)络合降低了其毒性。