[发明专利]一种适用于野外的近海生物重金属生物毒性预测方法

说明书

本发明提供一种适用于野外的近海生物重金属生物毒性预测方法。包括如下步骤：S01、获取近海生物重金属富集动力学数据；S02、构建基于两相分配模型的水体‑生物体重金属拟合模型；S03、基于双箱模型拟合结果，通过线性拟合，获取近海生物体内重金属含量预测模型参数；S04、基于野外数据校正近海生物体内重金属含量预测模型参数；S05、基于适用于野外的近海生物毒性预测模型，推算重金属食用安全阈值和急性生物毒性阈值。本发明提供的近海生物重金属含量及生物毒性预测方法可以仅通过对海水的重金属监测即可预测对应海域不同种类生物不同类型重金属的含量，并可以推算出重金属的生物毒性情况，具有简便、快捷的优点，可以进行大规模应用。本发明通过多组野外验证数据对模型进行系数校正，更能够符合实际情况，具备实用性和一定的准确性。

技术领域

本发明属于生态环境保护技术领域，具体涉及一种适用于野外的近海生物重金属生物毒性预测方法。

背景技术

近年来，随着沿海城市化和工业化的迅速发展，近岸海洋环境遭受了严重破坏，我国水域重金属污染日趋严重，给水生生物的生存环境造成严重的影响。重金属如Pb、As、Hg、Cd等因其特殊的化学性质及毒性，已成为海洋环境中具有潜在危害的重要污染物，并引起了世界范围内的广泛关注。

贝类是重要的近海经济生物，常见的贝类包括牡蛎、泥蚶、翡翠贻贝、菲律宾蛤仔、单齿螺、缢蛏、马氏珍珠贝等，因其滤食性、活动性差等生活特点而具有很高的重金属富集能力。不同的贝类由于其生理结构、生活习性等方面的差异可影响生物体内污染物的富集和释放程度。目前，国内外有一些学者研究了不同种贝类对于不同重金属的胁迫效应、致死效应以及重金属的富集能力研究，并进行了人体可食用性的健康风险评价。然而，目前针对海水重金属浓度与贝类重金属浓度关系的研究还比较有限；另外，经过野外验证的近海重金属生物毒性预测模型研究也较为缺少。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种适用于野外的近海生物重金属生物毒性预测方法，应用场景广泛。包括以下步骤：

S01、获取近海生物重金属富集动力学数据；

S02、构建基于两相分配模型的水体-生物体重金属拟合模型；

S03、基于双箱模型拟合结果，通过线性拟合，获取近海生物体内重金属含量预测模型参数；

S04、基于野外数据校正近海生物体内重金属含量预测模型参数；

S05、基于适用于野外的近海生物毒性预测模型，推算重金属食用安全阈值和急性生物毒性阈值；

作为本发明一种适用于野外的近海生物重金属生物毒性预测方法的进一步说明：所述步骤S01中，主要基于文献调研或控制实验，获取重金属和近海生物相关的重金属富集动力学数据。主要研究对象为软体组织的重金属富集动力学；

作为本发明一种适用于野外的近海生物重金属生物毒性预测方法的进一步说明：所述步骤S02中，水体与近海生物之间的作用过程用两相分配模型进行描述并取得较好的结果；通常假设重金属在生物体内的生物富集，可近似看作是重金属在水相和生物体之间的两相分配过程，则吸附、解吸过程可用一级动力学过程进行描述；忽略水体中重金属的挥发，生物体中重金属的浓度可以用下列公式表示(0tt*，其中t*为积累阶段结束的天数(d))：

式中，k1、k2分别为生物对某一种重金属的富集速率常数和生物排出速率常数；

富集系数(BCF)即生物体内污染物的平衡浓度与其生存环境中该污染物浓度的比值，是描述化学物质在生物体内累积趋势之重要指标。BCF可以用以下公式求得：

富集达到平衡时，生物体内金属含量C_Amax用公式表示为：