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1、2003年7月内蒙古大学学报(自然科学版)Jul.2003第34卷第4期ActaScientiarumNaturaliumUniversitatisNeiMongolVol.34No.4 文章编号:1000-1638(2003)0420472206①建立水体沉积物重金属质量基准的方法研究进展12王立新,陈静生(1.内蒙古大学生态与环境科学系,呼和浩特010021;2.北京大学城市与环境学系,北京100871)摘要:利用20世纪90年代以来加拿大、美国佛罗里达、澳大利亚、新西兰、英国、荷兰及中国香港等国家和地区水体沉积物
2、质量基准研究的最新资料,综述了建立水体沉积物重金属质量基准的方法研究新进展,重点介绍了目前国际上广泛采用的用于制定沉积物质量基准的两种方法—基于生物效应数据库的响应型阈值法(生物效应数据库法)和基于分配模型的相平衡分配法.关键词:沉积物质量基准;重金属;生物效应数据库法;相平衡分配法;方法中图分类号:X142文献标识码:A 大量研究表明,水体沉积物既是微量污染物(如重金属和持久性有毒有机物)的汇,又可能是对水质具有潜在影响的次生污染源,而目前各国的水质基准只关注上覆水(watercolumn)的水质评价和〔1〕管理,却
3、忽视了水体沉积物对水质的重要影响.为了有效保护水环境质量和水生态系统健康,需要建立与水质基准相应的水体沉积物的质量基准(SedimentQualityCriteriaöGuideline,SQC或SQG),〔2〕包括重金属质量基准和有机物质量基准.但由于沉积物中污染物化学行为和生物效应的复杂性,对沉积物质量基准的研究直到80年代中后期才开始取得有意义的进展,目前正成为水环境管理、水环境化学和生态毒理学研究的热点问题之一.尤其近10多年来,随着沉积物中重金属污染问题的日益严重,以及底泥疏浚工作的需要,在研究和制定沉积物质量
4、基准方面取得了长足的进展,部分国家和地区都已经或正在制定适合本国或本地区的重金属SQC.与国际上相比,我国在此领域尚无系统研究工作.国内学者曾分别从不同角度撰文介绍国际上对〔3,4〕此问题的研究进展.中科院生态环境中心结合鄱阳湖水系乐安江河沉积物质量评价工作,探讨了〔5〕应用平衡分配法建立河流沉积物重金属质量基准的问题.黄河水源保护研究所的张曙光等结合鱼〔6〕体实验应用平衡分配法研究了黄河部分河段沉积物重金属质量基准的建立问题.陈静生亦曾以北〔7〕京和唐山的实际土壤为例,研究了建立以保护地下水为目标的土壤重金属质量基准的
5、理论和方法.但从总体上来说,我国在此领域的研究工作十分薄弱,急待对这一问题开展研究.目前制定SQC的方法很多,如:背景值法、水质参数法、相平衡分配法、整体沉积物毒性法、间隙水法、生物组织残余法、生物检测法、水平筛选法、表观效应阈值法、生物效应数据库法和沉积物质量〔8〕三合一法等.但对各国用于制定重金属SQC的方法总结起来,只有两种制定方法占据着主导地位:一种是经验的方法,即基于生物效应数据库的响应型阈值法(生物效应数据库法);另一种是基于平衡〔9〕分配模型的相平衡分配法.其中,加拿大、美国佛罗里达、澳大利亚、新西兰和中国
6、香港等国家和地区重金属SQC的制定主要利用生物效应数据库法,而荷兰和英国等则利用平衡分配法.所以本文作者在查阅国内外最新资料的基础上,对建立水体沉积物重金属质量基准的方法研究进展情况作一综①收稿日期:2001211209基金项目:国家自然科学基金(49971018);内蒙古大学青年基金(ND0109)作者简介:王立新(1975～),男,内蒙古赤峰人,硕士,讲师.©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第4期王立新等 建立水体沉积物重金属
7、质量基准的方法研究进展473述,重点是介绍当前国际上流行的两种制定重金属SQC的方法—基于生物效应数据库的生物效应数据库法和基于分配模型的相平衡分配法.1 生物效应数据库法制定重金属SQC研究新进展〔10〕 生物效应数据库法是目前国际上最被广泛接受的制定重金属SQC的方法.1990年美国国家海洋与大气局开展国家状况与发展趋势课题(theNationalStatusandTrendsProgram,NSTP)研究,作为该课题的一部分成果,Long和Morgan首先提出了基于生物效应数据库的响应型阈值法,亦〔11〕称NST
8、P法.该方法通过整理和分析大量的水体沉积物重金属含量及其生物效应数据,以确定沉积物中引起生物毒性与其它负面生物效应的重金属浓度阈值.该方法假定,随着沉积物中重金属浓度〔12〕〔13〕〔14〕〔15〕的升高,其潜在生物毒性也在升高.目前加拿大、美国佛罗里达、澳大利亚和新西兰、中国〔8〕香港等国家和地区分别制定了淡水和(
