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水质基准(water quality criteria)即水环境质量基准,是环境中污染物对特定对象(人或其他生物)不产生不良或有害影响的最大剂量(无作用剂量)或浓度。水质基准是制定修订水质标准的重要依据。因此目前在我国开展水环境基准研究具有重要意义。水环境基准研究的重要内容则是水环境基准方法体系的建立。本文介绍比较了国外主要国家的水质方法体系,包括美国、加拿大、法国、德国、荷兰、英国、丹麦、芬兰、澳大利亚、新西兰及欧盟等,以为我国的水质基准及污染水环境修复基准方法体系研究提供借鉴;总结了我国水环境基准方法体系的研究历程及现状,以指导后续的基准研究。
本研究通过对比国内外水环境基准方法体系研究,研究水环境基准建立方法学中的关键问题,包括基准推导的数据要求及筛选原则、基准推导数学方法、区域水质基准及水质因子对基准的影响等,探索我国BTEX水质基准及污染水环境修复基准的研究方法。
在实验室系统开展BTEX对水生生物的毒理学试验,包括单一污染物对水生生物的急慢性毒性和水质因子变化对污染物毒性影响的实验研究,为BTEX水质基准推导补充基础数据。急性毒性试验研究发现,甲苯、乙苯和二甲苯对小球藻和鲤鱼具有明显的剂量-效应关系。甲苯、乙苯、二甲苯对小球藻的72h-IC50分别为84.19、64.12和65.41 mg·L-1,对鲤鱼的96h-LC50分别为58.61、42.98和48.25 mg·L-1,3种污染物对2种生物的急性毒性均为Ⅲ级毒性。甲苯、乙苯和二甲苯对鲤鱼的14天长期暴露实验研究了脑部和肝脏部位的乙酰胆碱酯酶(ACHE)、超氧化物岐化酶(SOD)、谷胱甘肽转移酶(GST)和脂质过氧化指标MDA等生理生化指标的变化情况,研究结果表明:4种生理指标对三种污染物的胁迫的灵敏度各不相同,其中以MDA对三种污染物最为敏感。甲苯、乙苯和二甲苯对鲤鱼的14d-LOEC分别为5.80、4.06和4.93 mg·L-1。
最终基于本课题毒理学研究结果及目前公开发表的文献和数据库中有关的BTEX对我国生态系统中水生生物的毒理学数据推导我国地表水环境BTEX的水环境质量基准,苯的CMC推荐值为1.55 mg/L,基于SSD法;基于评价因子法推导的苯CCC过度值为0.28 mg/L。甲苯的CMC推荐值为4.93 mg/L,CCC推荐值为1.17 mg/L,基于毒性百分数排序法。乙苯的CMC推荐值为0.79 mg/L,CCC推荐值为0.22mg/L,基于毒性百分数排序法。二甲苯的CMC推荐值为2.21mg/L,CCC推荐值为0.64 mg/L,基于毒性百分数排序法。