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沉积物质量基准(Sediment Quality Criteria/Guideline,SQC/G)是底栖生物免受特定化学物质危害的保护性水平,是化学物质和底栖生物之间的剂量-效应关系的反映.SQG不仅是对水质基准的补充,也是沉积物质量评估和水生态系统风险评价的基础.本课题组曾经应用生物效应数据库(Biological effect database,BEDS)法推到出Cd、Cu、Pb、Zn、Ni五种金属的可能效应浓度水平(Probable Effect Level,PEL)和阈值效应浓度水平(Threshold Effect Level, TEL).由于缺乏足够的底栖生物毒性效应数据,所推导出的基准域值仍具有一定的不确定性,十分有必要应用生物测试对其进行验证.本研究的目的即为验证已推导出的沉积物重金属质量基准域值是否符合其,并讨论沉积物中重金属在上覆水中的浓度分布以及酸可挥发性硫化物(Acid Volatile Sulfide,AVS)对重金属的结合作用对验证结果的影响.本研究的生物验证主要分为两部分,首先是利用洁净土壤进行加标沉积物染毒实验的室内验证,其次是用太湖沉积物进行毒性试验的现场验证.室内验证原则为：根据已经推导出的TEL和PEL值设计一系列的重金属浓度梯度,使该梯度在低于临界效应浓度、高于临界效应浓度但低于必然效应浓度、高于必然效应浓度三个浓度区间内均有分布,根据美国EPA的标准生物测试方法[1]进行试验,同时测定AVS-SEM(同步提取金属,Simultaneously Extracted Metals)和上覆水中的重金属浓度.本研究以存活率和生长率作为测试终点,进行了Pb、Cu、Zn、Ni、Cd加标沉积物对摇蚊幼虫的毒性试验验证；以死亡率、体重变化率、呼吸速率等为测试终点,进行了Pb/Cd加标沉积物对泥鳅和河蚬的毒性试验验证.结果表明TEL和PEL值基本符合基准值所代表的意义,即在低于TEL的浓度梯度中,五种重金属基本不具有毒性,在高于PEL值的浓度梯度内基本具有毒性,介于二者之间的浓度梯度中,毒性无法预测,生物测试结果显示剂量-效应异常不相关；SEM/AVS比值可以较好的评估沉积物中重金属的生物可利用性,助于解释验证结果的偏差.而现场验证的原则为：采集并测定实际沉积物中重金属浓度,根据TEL和PEL值评估样品中重金属的生态毒性,即是否具有生物毒性,之后屏蔽其他干扰,进行生物测试,验证判定结果与实际结果的一致性,同时测定AVS、SEM值和上覆水中的重金属浓度.本研究以存活率和尾部自断率为测试终点,进行了太湖沉积物对淡水单孔蚓的生物试验验证.结果表明沉积物质量基准阈值和生物测试结果相吻合,该基准阈值能够有效预测评估太湖实际沉积物中重金属的生态风险,但实际样品较复杂,在进行风险评估时,需要综合考虑重金属总量和AVS-SEM等的影响.本研究能够为制定符合实际的沉积物重金属质量基准提供基础数据,为治理水体沉积物的重金属污染提供科学依据.