地表水中ppcps的分层生态风险评估方法
技术领域
1.本发明属于生态风险评估方法领域，特别是涉及地表水中ppcps的分层生态风险评估方法。
背景技术：2.药品和个人护理产品是一类新兴有机污染物，其涉及种类广泛，包括用于治疗、预防人和动物各种疾病的药物，还有护理产品和工业产品中添加的有机化合物。由于这些化合物的生产量、使用量、排放量不断扩大，在环境中表现出“伪持久性”现状，逐渐对水环境和水生生物造成危害。生态风险评估是基于环境暴露浓度和物种毒性数据，以评估暴露于不同压力源下而产生不利生态影响的可能性。生态评估为环境决策提供一个关键因素。水环境中ppcps的生态环境风险最早起源于国外，中国在20世纪90年代逐渐开始关注ppcps的环境风险评估。瑞典曾使用stockholm模型对水体中的残留的药物进行生态风险评估，评估结果显示：160种药物中有1/3左右的药物具有生物富集性，2/3左右的药物对生物有高毒性以及几乎所有的药物在水环境中都无法生物降解。1992年美国环境保护署(epa)也开始研究水环境中ppcps的发生、来源、环境行为、生态风险和对人类健康的潜在风险，他们发现ppcps类物质虽然在环境中浓度低且半衰期短，但这类物质在生物体内具有积累性，长期存在环境中对水生生物和人体健康都具有潜在风险。
3.现有技术中对污染物进行生态风险评价时，采用的方法多为风险商值法(risk quotient，rq)，该方法主要基于单点评估，即环境浓度测量值(mec)与预测无效应浓度(pnec)的比值定量评估环境风险。其中mec值为实际测量数据或模型计算值；pnec值通常由单一物种的毒性实验结果获得，对于缺少实验数据的物质也可视情况选用模型预测值。rq值越大表示存在的生态风险越高。
4.不足之处：
5.(1)风险商值法因其简单性而成为最常用的方法，然后该方法仅是一种单点评估的方法，属于较为保守的风险评估。
6.(2)风险商值法的计算结果为单点的确定值，不是一个风险概率的统计值，无法评估整体风险大小。
7.(3)pnec值由最敏感物种的毒性数据确定，没有考虑到生态系统内各物种的差异及物种的慢性效应。
技术实现要素：8.本发明提供了地表水中ppcps的分层生态风险评估方法，解决了以上问题。
9.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
10.本发明的地表水中ppcps的分层生态风险评估方法，包括从低层级的筛选至高层级的风险评价，共分为四层级评价：
11.一层级风险评估：风险商值法，采用环境暴露浓度mec与pnec的比值法，该方法的
假设是当污染物暴露浓度大于npec时，潜在危害随时可能发生；否则，预期的风险则是最小的；
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rq《0.01，表明该污染物的环境暴露浓度无风险；
[0014]
0.01《rq《0.1，表明该污染物的环境暴露浓度低风险；
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0.1《rq《1，表明该污染物的环境暴露浓度存在中风险；
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rq》1，表明该污染物的环境暴露浓度存在高风险；
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二层级风险评估：潜在影响比例法，是基于污染物暴露浓度在ssd曲线上的位置直接获得的累积概率为该样点的物种受影响比例，该方法利用参数拟合，通常使用log-logistic得到ssd曲线，再把环境暴露浓度带入模型公式中计算得到潜在影响比例；
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x—污染物环境浓度；
[0020]
a,b—模型参数；
[0021]
三层级风险评估：安全度，是通过毒性数据和环境浓度分布计算得出一个比值，ssd10是10％水生生物受到影响时的浓度，c90是环境浓度分布第90个百分位数的浓度值，毒性和浓度数据都经过对数变换的；一般来说，mos10《1表示毒性数据和环境浓度分布符合度高，可对水生生物造成高风险；mos10》1表示对水生生物构成的环境风险小；
[0022][0023]
ssd10—10％水生生物受到影响时的浓度；
[0024]
c90—环境浓度分布第90个百分位的浓度；
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四层及风险评估：联合概率曲线法，综合考虑了污染物在环境中暴露浓度和生物毒性值的可变性和不确定性，利用毒性数据和浓度数据，通过matlab拟合获得生物受到污染物危害比例与目标水体的风险比例之间的关系，反映出不同危害水平下暴露浓度超过临界浓度的概率；在联合概率曲线中，x轴代表水生生物受到影响的概率，y轴代表环境暴露浓度超标频率；jpc与两侧坐标轴构成的区域面积可以表征总体风险的期望值；联合概率曲线上的某一点表示特定百分比水生生物受到危害的浓度在目标水体中出现的概率。
[0026]
本发明相对于现有技术包括有以下有益效果：
[0027]
本发明提出一种使用分层评估水环境生态风险的方法，即从低层级的筛选到高层级的风险评价，共分为四级评价，能够进行从简单到复杂的多等级综合评价，通过对江苏省地表水中实际的水环境暴露浓度，真实地反映环境污染状况，采用四级的分层生态风险评估，且评估结果一致，反应该发明的可靠性。
[0028]
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0029]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领
域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]
图1为基于江苏省地下水为具体实施例的基于慢性数据的物种敏感分布曲线图；
[0031]
图2为基于急性数据的物种敏感分布曲线图；
[0032]
图3为基于一层级风险评估对江苏省地表水中ppcps的风险商值箱型图；
[0033]
图4为基于二层级风险评估对ppcps的潜在风险值评估的数据表图；
[0034]
图5为基于三层级风险评估对ppcps的ssd10、c90、mos10值评估的数据表图；
[0035]
图6为基于四层及风险评估对江苏省地表水中ppcps的联合概率曲线图。
具体实施方式
[0036]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]
请参阅图1-6所示，本发明的地表水中ppcps的分层生态风险评估方法，利用江苏省地表水中实际的水环境暴露浓度，真实地反映环境污染状况，包括从低层级的筛选至高层级的风险评价，共分为四层级评价：
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一层级风险评估：风险商值法，采用环境暴露浓度mec与pnec的比值法，该方法的假设是当污染物暴露浓度大于npec时，潜在危害随时可能发生；否则，预期的风险则是最小的；
[0039][0040]
rq《0.01，表明该污染物的环境暴露浓度无风险；
[0041]
0.01《rq《0.1，表明该污染物的环境暴露浓度低风险；
[0042]
0.1《rq《1，表明该污染物的环境暴露浓度存在中风险；
[0043]
rq》1，表明该污染物的环境暴露浓度存在高风险；
[0044]
二层级风险评估：潜在影响比例法，是基于污染物暴露浓度在ssd曲线上的位置直接获得的累积概率为该样点的物种受影响比例，该方法利用参数拟合，通常使用log-logistic得到ssd曲线，再把环境暴露浓度带入模型公式中计算得到潜在影响比例；
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x—污染物环境浓度；
[0047]
a,b—模型参数；
[0048]
三层级风险评估：安全度，是通过毒性数据和环境浓度分布计算得出一个比值，ssd10是10％水生生物受到影响时的浓度，c90是环境浓度分布第90个百分位数的浓度值，毒性和浓度数据都经过对数变换的；一般来说，mos10《1表示毒性数据和环境浓度分布符合度高，可对水生生物造成高风险；mos10》1表示对水生生物构成的环境风险小；
[0049]
[0050]
ssd10—10％水生生物受到影响时的浓度；
[0051]
c90—环境浓度分布第90个百分位的浓度；
[0052]
四层及风险评估：联合概率曲线法，综合考虑了污染物在环境中暴露浓度和生物毒性值的可变性和不确定性，利用毒性数据和浓度数据，通过matlab拟合获得生物受到污染物危害比例与目标水体的风险比例之间的关系，反映出不同危害水平下暴露浓度超过临界浓度的概率；在联合概率曲线中，x轴代表水生生物受到影响的概率，y轴代表环境暴露浓度超标频率；jpc与两侧坐标轴构成的区域面积可以表征总体风险的期望值(expected total risk,etr)；联合概率曲线上的某一点表示特定百分比水生生物受到危害的浓度在目标水体中出现的概率。
[0053]
本具体实施例基于本发明的方法，利用江苏省地表水中实际的水环境暴露浓度，真实地反映环境污染状况，通过定量的比较水环境暴露浓度和效应浓度的分布概率进行风险表征，充分的评价污染物对水环境造成的风险，采用四级的分层风险评估方法进行从简单到复杂的多等级综合评价；本具体实施例中的水环境暴露浓度为本人测得的江苏省地表水中203个采样点的实际浓度，采用四级的分层生态风险评估，且评估结果一致，反应该发明的可靠性。
[0054]
如图1所示，为基于慢性数据的物种敏感分布曲线图；图2为基于急性数据的物种敏感分布曲线图；图3为基于一层级风险评估对江苏省地表水中ppcps的风险商值箱型图；图4为基于二层级风险评估对ppcps的潜在风险值评估的数据表图；图5为基于三层级风险评估对ppcps的ssd10、c90、mos10值评估的数据表图；图6为基于四层及风险评估对江苏省地表水中ppcps的联合概率曲线图；四级风险评估结果一致显示为在江苏省地表水中双氯芬酸、布洛芬、卡马西平和奥克立林对水环境造成潜在风险。
[0055]
有益效果：
[0056]
本发明提出一种使用分层评估水环境生态风险的方法，即从低层级的筛选到高层级的风险评价，共分为四级评价，能够进行从简单到复杂的多等级综合评价，通过对江苏省地表水中实际的水环境暴露浓度，真实地反映环境污染状况，采用四级的分层生态风险评估，且评估结果一致，反应该发明的可靠性。
[0057]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
