甲氧氯的水質(zhì)基準(zhǔn)、沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)*

楊虎成,肖宇煌,莫春雷,高 杰**,蔡愛民,張澤濤,常 亮,易春瑤

(1:資源與生態(tài)環(huán)境地質(zhì)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(湖北省地質(zhì)局),武漢 430034)(2:湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,武漢 430034)

甲氧氯(methoxychlor, MXC)是一種有機(jī)氯化物農(nóng)藥,具有殺蟲譜廣、殺蟲效果好、對(duì)人畜毒性較低等優(yōu)點(diǎn),已取代了傳統(tǒng)的二氯二苯三氯乙烷(滴滴涕,DDT),在世界各地的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、衛(wèi)生等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。由于MXC的廣泛使用,其在世界各地的地表水、地下水、飲用水和沉積物中經(jīng)常被檢測(cè)到[2]。特別是在中國,MXC的產(chǎn)量逐年增加,導(dǎo)致了MXC的大量排放和環(huán)境積累。例如,在青石灘水庫地表水(水庫、池塘、水塘)中,檢測(cè)到MXC的最大濃度為13.90 ng/L[3]。在國外MXC被頻繁檢測(cè)到,例如,墨西哥韋拉克魯斯州的阿爾瓦拉多瀉湖沉積物中,MXC的最大檢出濃度為29.40 ng/g[4]。MXC的積累可以對(duì)生物體產(chǎn)生負(fù)面影響,通過干擾正常的內(nèi)分泌活動(dòng)和破壞生物體內(nèi)的化學(xué)物質(zhì),影響生物的繁殖和生存[5]。MXC的辛醇/水分配系數(shù)(lgKow)為4.68[6],MXC的有機(jī)碳-水分配系數(shù)(lgKoc)為4.99[7]。水流動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)和靜態(tài)生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中,MXC在魚體內(nèi)的濃度與在水中的濃度之比,即生物富集系數(shù)(bioconcentration factors, BCFs)分別為185和1550[6],這些數(shù)據(jù)說明了MXC在魚類中具有較強(qiáng)的生物富集作用。研究表明MXC對(duì)水生生物具有多種毒性作用。例如,MXC對(duì)骨條藻(Skeletonemacostatum)的半數(shù)致死濃度為0.1 mg/L[8]。另外,由于MXC的生物富集作用,世界各地都有大量魚類死亡的報(bào)道[9]。食用具有生物積累的水生生物,會(huì)嚴(yán)重威脅人類健康。因此,MXC對(duì)水生生物和生態(tài)系統(tǒng)潛在的長期不良影響越來越受到關(guān)注。

污染物具有從水向沉積物的遷移趨勢(shì),然而,MXC的水質(zhì)基準(zhǔn)(water quality criteria, WQC)和沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)(sediment quality criteria, SQC)卻鮮有研究。因此,開展MXC的WQC和SQC研究顯得尤為重要,它們是進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的重要參考依據(jù)[10]。WQC和SQC是地表水和沉積物中污染物的閾值濃度,制定這兩項(xiàng)基準(zhǔn)規(guī)范旨在保護(hù)生活在地表水或沉積物中的水生生物免受不利影響。物種敏感性分布(species sensitivity distribution, SSD)是一種與生態(tài)系統(tǒng)中單個(gè)生物物種的毒性閾值相匹配的累積概率分布,構(gòu)建SSD是為了從毒性值的分布中估計(jì)5%的危險(xiǎn)濃度(hazardous concentration for 5% of species, HC5),從而根據(jù)HC5來推導(dǎo)出WQC[11]。在澳大利亞和新西蘭,SSD已被正式用于制定污染物水質(zhì)指南。近期,中國生態(tài)環(huán)境部也推薦SSD作為污染物水質(zhì)基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)方法(淡水生物水質(zhì)基準(zhǔn)制定技術(shù)導(dǎo)則,第一版為HJ 831-2017,更新為HJ 831-2022)[12-13]。目前,SSD已經(jīng)用于推導(dǎo)多種污染物的WQC并用于水環(huán)境的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),如土霉素和重金屬等[11,14]。此外,在數(shù)據(jù)充足的條件下,SSD也被用于推導(dǎo)沉積物中酚類化合物、三氯生和重金屬等污染物的SQC[10,15-16]。當(dāng)環(huán)境污染物的沉積物毒性數(shù)據(jù)不能滿足SSD推導(dǎo)SQC的要求時(shí),可以根據(jù)情況選擇使用生物效應(yīng)法、相平衡分配法和評(píng)價(jià)因子法[17]。

本文利用收集的MXC對(duì)淡水水生生物的急性和慢性毒性數(shù)據(jù),運(yùn)用SSD模型對(duì)MXC的短期水質(zhì)基準(zhǔn)(short-term water quality criterion,SWQC)和長期水質(zhì)基準(zhǔn)(long-term water quality criterion,LWQC)進(jìn)行了推導(dǎo)。在WQC的基礎(chǔ)上,采用相平衡分配方法進(jìn)一步推導(dǎo)了MXC的SQC。此外,我們還收集了中國淡水水體和沉積物中MXC的暴露濃度數(shù)據(jù),并采用風(fēng)險(xiǎn)商值法(risk quotient,RQ)評(píng)估了MXC在水環(huán)境及沉積物環(huán)境中的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。本研究的結(jié)果將為中國水生生物保護(hù)、水污染治理和有效降低MXC帶來的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)提供有益信息。

1 材料與方法

1.1 毒性數(shù)據(jù)的收集和篩選

水環(huán)境中MXC的急性和慢性毒性數(shù)據(jù)來自美國環(huán)保局生態(tài)毒理學(xué)數(shù)據(jù)庫(ECOTOX數(shù)據(jù)庫, https://cfpub.epa.gov/ecotox/)、Web of Science (http://www.webofscience.com)、中國知網(wǎng)(http://www.cnki.net)和ELSEVIER (http://www.sciencedirect.com)。毒性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)截至?xí)r間為2023年3月。從這些數(shù)據(jù)庫中篩選出符合條件的毒性數(shù)據(jù)。毒性數(shù)據(jù)的篩選主要基于《淡水生物水質(zhì)基準(zhǔn)推導(dǎo)技術(shù)指南》,具體原則為:1)被試物種應(yīng)為在中國境內(nèi)分布的淡水水生生物;2)測(cè)試介質(zhì)應(yīng)為水;3)對(duì)于水生動(dòng)物的急性毒性數(shù)據(jù)(包括LC50和EC50,不區(qū)分優(yōu)先性),輪蟲、水溞、搖蚊和其他物種的暴露時(shí)間分別為24、48、48和96 h左右。對(duì)于水生植物的急性毒性數(shù)據(jù)(包括LC50和EC50,不區(qū)分優(yōu)先性),暴露時(shí)間應(yīng)在96 h左右;4)對(duì)于水生動(dòng)物的慢性毒性數(shù)據(jù)(MATC>EC20>EC10=NOEC>LOEC>EC50>LC50),輪蟲的暴露時(shí)間應(yīng)≥48 h,其他動(dòng)物的暴露時(shí)間應(yīng)≥21 d或敏感生命階段(如魚類早期生命階段毒性試驗(yàn))。對(duì)于水生植物的慢性毒性數(shù)據(jù)(MATC>EC20>EC10=NOEC>LOEC>EC50>LC50),暴露時(shí)間應(yīng)≥21 d或覆蓋一代。

1.2 暴露數(shù)據(jù)的收集和篩選

MXC在淡水和沉積物中的暴露濃度數(shù)據(jù)來源于Web of Science (http://www.webofscience.com)、中國知網(wǎng) (http://www.cnki.net)和ELSEVIER (http://www.sciencedirect.com)。對(duì)收集到的暴露濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩選,用以進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。MXC暴露數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)截至?xí)r間為2023年3月,所選暴露數(shù)據(jù)均使用最新和最高的暴露濃度。

1.3 甲氧氯水質(zhì)基準(zhǔn)的SSD推導(dǎo)

SSD是基于假設(shè)不同物種對(duì)某種壓力源的敏感性服從某種累積概率分布,如對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型(Log-normal)和對(duì)數(shù)邏輯斯諦分布模型(Log-logistic)。通過物種敏感性分布模型計(jì)算保護(hù)大多數(shù)物種的有害濃度(HCx),并將其作為保護(hù)大多數(shù)物種的閾值。一般取x為5,HC5為化學(xué)物質(zhì)的濃度,在該濃度范圍以下可以保護(hù)95%的物種[18]。采用基于MATLAB的SSDToolbox軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,擬合MXC對(duì)水生生物的SSD曲線,推導(dǎo)HC5值。以毒性數(shù)據(jù)的對(duì)數(shù)值為自變量x,對(duì)應(yīng)的累積頻率為因變量y,分別采用Log-normal和Log-logistic進(jìn)行SSD擬合。然后,通過擬合評(píng)價(jià)參數(shù):赤池信息準(zhǔn)則(Akaike’s information criterion, AIC)和概率P值(K-D檢驗(yàn)),選取最佳擬合模型計(jì)算HC5。基于水生生物的急性毒性值,推導(dǎo)MXC的SWQC;基于水生生物的慢性毒性值,推導(dǎo)MXC的LWQC。由公式(1)計(jì)算SWQC和LWQC:

WQC=HC5/AF

(1)

一般情況下,當(dāng)有效毒性數(shù)據(jù)包括的物種數(shù)量>15時(shí),評(píng)估因子(assessment factor, AF)值為2。當(dāng)有效毒性數(shù)據(jù)包括的物種數(shù)量≤15時(shí),一般取值為3[13]。

1.4 甲氧氯沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)的相平衡分配法推導(dǎo)

在推導(dǎo)SQC時(shí),由于MXC在沉積物中的毒性數(shù)據(jù)不夠充足,因此,根據(jù)《沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)技術(shù)指南》,通過相平衡分配法,以WQC為基礎(chǔ)來推導(dǎo)SQC[17]。基于熱力學(xué)動(dòng)態(tài)平衡分配理論,相平衡分配方法適用于已經(jīng)推導(dǎo)出水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)的非離子型有機(jī)化合物。該方法假設(shè):(1)水環(huán)境中污染物在沉積物與間隙水之間的交換是快速可逆的,處于熱力學(xué)平衡狀態(tài);(2)沉積物中污染物的生物有效性濃度與間隙水中污染物的游離濃度(非絡(luò)合態(tài)的活性濃度)有良好的相關(guān)性,而與沉積物中污染物的總濃度無相關(guān)性;(3)底棲生物對(duì)上覆水生物具有相似的敏感性,因此水質(zhì)基準(zhǔn)可應(yīng)用于沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)的推導(dǎo)。根據(jù)相平衡分配理論,當(dāng)水環(huán)境中MXC的濃度達(dá)到WQC時(shí),此時(shí)沉積物中MXC濃度即視為MXC的SQC,由公式(2)計(jì)算:

SQC=Koc×foc×WQC

(2)

式中,Koc為有機(jī)碳-水分配系數(shù),是污染物在沉積物有機(jī)碳和水中濃度的比值;foc為沉積物中有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù),式中foc按照1%計(jì)算[17]。

通過該方法推導(dǎo)SQC,以SWQC推導(dǎo)得到的值作為沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)高值(SQC-H),以LWQC推導(dǎo)得到的值作為沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)低值(SQC-L)。

1.5 甲氧氯的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

采用風(fēng)險(xiǎn)商值法(risk quotient, RQ)對(duì)淡水和沉積物中的MXC進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),確定RQ的計(jì)算公式如下[14]:

RQ=EPC/WQC

(3)

RQ=EPC/SQC

(4)

式中,EPC為MXC的暴露濃度。

這種方法的假設(shè)是,如果污染物的暴露濃度>其WQC(或SQC),則可能發(fā)生潛在危害,其風(fēng)險(xiǎn)程度與風(fēng)險(xiǎn)商值呈正比關(guān)系。在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)有4種類型,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),分為4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí):RQ<0.01、0.01≤RQ<0.1、0.1≤RQ<1、RQ≥1分別表示無風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)[19]。

2 結(jié)果與討論

2.1 甲氧氯的WQC推導(dǎo)

目前,通過收集篩選得到了4門11科17種動(dòng)植物的急性物種毒性數(shù)據(jù)(0.78～440 μg/L),具體數(shù)據(jù)如表1所示。初級(jí)生產(chǎn)者骨條藻(Skeletonemacostatum)表現(xiàn)出一定的耐受性,其急性毒性數(shù)據(jù)為100 μg/L。蚤狀溞(Daphniapulex)對(duì)MXC急性暴露最敏感,為0.78 μg/L,與急性毒性數(shù)據(jù)最大(440 μg/L)的水生生物的埃及伊蚊(Aedesaegypti)相比,蚤狀溞比埃及伊蚊敏感564倍。藍(lán)鰓太陽魚(Lepomismacrochirus)是對(duì)MXC急性暴露最敏感的魚類,其敏感性甚至高于水生植物S.costatum。在魚類中,孔雀花鳉(Poeciliareticulata)對(duì)MXC的急性毒性數(shù)據(jù)為120 μg/L,是魚類中最耐受的。幾種溞類(鋸頂?shù)皖~溞(Simocephalusserrulatus)、蚤狀溞、大型溞(Daphniamagna)、模糊網(wǎng)紋溞(Ceriodaphniadubia))的耐受性均較低,急性毒性數(shù)據(jù)分別為5.6、0.78、16.0和14.1 μg/L。其中,近緣物種模糊網(wǎng)紋溞的敏感性與大型溞相似。

表1 甲氧氯的水生生物急性毒性數(shù)據(jù)Tab.1 Acute aquatic toxicity data of MXC

通過篩選獲得了4門8科10種動(dòng)植物的慢性毒性數(shù)據(jù) (0.49～100 μg/L),如表2所示。短脈紋石蛾(Cheumatopsychesp.)對(duì)MXC的暴露最敏感,藍(lán)太陽魚(Lepomiscyanellus)對(duì)MXC的暴露最耐受,它們之間的慢性毒性值相差了204倍。MXC是通過影響藍(lán)太陽魚的代謝功能產(chǎn)生毒性[30]。但與藍(lán)太陽魚同一科的藍(lán)鰓太陽魚對(duì)MXC的長期暴露毒性值為10 μg/L,二者對(duì)MXC的耐受性相差10倍。急慢性毒性數(shù)據(jù)都至少包括10個(gè)物種,涵蓋了生產(chǎn)者、初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者3個(gè)營養(yǎng)級(jí),滿足《淡水生物水質(zhì)基準(zhǔn)推導(dǎo)技術(shù)指南》(HJ 831-2022)的最少毒性數(shù)據(jù)需求。

表2 甲氧氯的水生生物慢性毒性數(shù)據(jù)Tab.2 Chronic aquatic toxicity data of MXC

表3為MXC急慢性數(shù)據(jù)的SSD模型擬合評(píng)價(jià)結(jié)果。Log-normal分布模型是推導(dǎo)短期水質(zhì)基準(zhǔn)(SWQC)的最優(yōu)擬合模型(SSD曲線見圖1)。由曲線可得HC5為1.50 μg/L。由于急性毒性數(shù)據(jù)數(shù)量大于15個(gè),覆蓋了足夠的營養(yǎng)級(jí),AF值為2。通過計(jì)算,最終得到SWQC為0.75 μg/L。在慢性毒性值的SSD模型擬合評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上(表3),Log-normal分布模型同樣也是用于推導(dǎo)長期水質(zhì)基準(zhǔn)(LWQC)的最優(yōu)擬合模型。SSD曲線如圖2所示,通過SSD曲線測(cè)得HC5為0.33 μg/L。由于慢性毒性數(shù)據(jù)未超過15個(gè),覆蓋了足夠的營養(yǎng)級(jí),AF值為3,最終LWQC為0.11 μg/L。

圖1 甲氧氯的急性物種敏感度分布曲線Fig.1 The acute species sensitivity distribution curves for MXC

圖2 甲氧氯的慢性物種敏感度分布曲線Fig.2 The chronic species sensitivity distribution curves for MXC

表3 甲氧氯的急性和慢性SSD擬合結(jié)果Tab.3 Summary of fitting data with acute and chronic species sensitivity distribution of MXC

表4 不同地表水中甲氧氯的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值Tab.4 Ecological risk quotients of MXC in different surface river

由于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)尚未規(guī)定MXC的標(biāo)準(zhǔn)限值。因此,本文基于我國地理環(huán)境下的生物毒性數(shù)據(jù),總結(jié)出適于本土物種的敏感性分布,以獲得更準(zhǔn)確的MXC水質(zhì)基準(zhǔn)值,為我國制定MXC標(biāo)準(zhǔn)限值提供參考。在制定《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中MXC的標(biāo)準(zhǔn)限值時(shí),不僅需要充分考慮維護(hù)人體健康,還要維護(hù)水生生物的生存代謝,滿足淡水水生生物的正常生存需求。本文所推導(dǎo)的SWQC和LWQC可以為保護(hù)我國淡水水生生物提供重要的參考依據(jù)。

2.2 甲氧氯的SQC推導(dǎo)

根據(jù)《沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)制定技術(shù)指南》[17],推導(dǎo)SQC的方法有4種,在獲得足夠毒性數(shù)據(jù)的情況下,SSD法是最優(yōu)方法。然而,關(guān)于MXC對(duì)沉積物中底棲生物的毒性研究較少,導(dǎo)致沉積物毒性數(shù)據(jù)缺乏。相平衡分配法是推導(dǎo)化學(xué)物SQC的替代方法,MXC為非離子型有機(jī)化合物,其lgKoc為4.99[7]。因此,根據(jù)推導(dǎo)出的MXC的SWQC和LWQC,進(jìn)一步推導(dǎo)出沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)高值(SQC-H)和沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)低值(SQC-L)分別為0.73和0.11 mg/kg。更重要的是,沉積物作為疏水污染物的存儲(chǔ)介質(zhì),在水質(zhì)發(fā)生變化時(shí),會(huì)對(duì)地表水造成二次污染[36]。因此,推導(dǎo)MXC的SQC是非常必要的,這將有助于我們進(jìn)一步控制水污染,保護(hù)水生生物,特別是更好地保護(hù)底棲生物。

目前,美國已經(jīng)推導(dǎo)得出了MXC沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)值為1.9 mg/kg[7]。值得注意的是,本文推導(dǎo)出的MXC的SQC-L低于美國所推導(dǎo)得出的基準(zhǔn)值。造成基準(zhǔn)值差異的原因可能在于,不同地區(qū)物種區(qū)系的差異。本文的SQC是由WQC通過相平衡分配法推導(dǎo)得來,而由于物種的選擇不同,直接影響到WQC的結(jié)果,從而影響了SQC的結(jié)果。本文在推導(dǎo)WQC時(shí),選用的是中國本土物種,因此所得出的結(jié)果對(duì)于中國水質(zhì)基準(zhǔn)研究更具有啟示性。而美國在推導(dǎo)基準(zhǔn)值時(shí),也是基于美國本土的物種進(jìn)行研究,因此本文與美國得出的沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)值存在差異。

2.3 淡水中甲氧氯的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

在國內(nèi)外報(bào)道中,在淡水水域中檢測(cè)到MXC的文獻(xiàn)較少,通過收集和篩選中國淡水中MXC的暴露數(shù)據(jù),可以明確了解中國淡水中MXC濃度的檢測(cè)范圍為2.33～79.25 ng/L(詳細(xì)信息見表 4)。由于MXC主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),只有當(dāng)MXC大量泄漏時(shí),才會(huì)造成嚴(yán)重污染,對(duì)該地區(qū)的物種產(chǎn)生急性毒性作用。因此,我們只評(píng)估了MXC在中國河流或湖泊的長期生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),即使用LWQC對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。在目前的工作中,對(duì)于中國的某水庫、河流或湖泊,只使用最新和最高的暴露濃度。采用RQ對(duì)淡水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果如表 4所示。

在所收集的8個(gè)地表水區(qū)域中,4個(gè)區(qū)域?yàn)榈惋L(fēng)險(xiǎn),4個(gè)區(qū)域?yàn)橹酗L(fēng)險(xiǎn)。東南沿海的入海河流中MXC檢出濃度較高,閩江河口MXC檢出濃度最高,為79.25 ng/L;流溪河的檢出濃度次之,為20.02 ng/L;黃浦江的檢出濃度為19.04 ng/L,黃浦江的支流蘇州河檢出濃度為11.00 ng/L,這4個(gè)區(qū)域地表水風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中風(fēng)險(xiǎn),顯示出對(duì)區(qū)域水生生物具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。這4條入海河流檢出濃度高可能與入海排污口的排放有關(guān)。這8個(gè)地表水區(qū)域中MXC的檢出濃度均低于SWQC,表明地表水中的MXC不會(huì)對(duì)淡水生物造成急性毒性影響。個(gè)別地區(qū)的MXC濃度接近LWQC,這些地區(qū)的MXC濃度可能對(duì)部分淡水生物產(chǎn)生慢性毒性影響。RQ分析結(jié)果顯示,淮河江蘇段、官廳水庫、青石灘水庫和高郵湖水源地的RQ 值介于0.02～0.04,處于較低的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述,我國地表水中MXC對(duì)淡水生物存在一定的影響,部分地區(qū)具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。綜合上述水質(zhì)基準(zhǔn)推導(dǎo)過程及對(duì)我國部分流域MXC的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果,建議我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中MXC的推薦值為0.11 μg/L。為了保護(hù)水生環(huán)境,需要限制MXC在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用,并采取其他措施,如增加淡水環(huán)境中MXC的檢測(cè)以及優(yōu)化控制MXC污染的手段。

2.4 沉積物中甲氧氯的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

沉積物中MXC的暴露濃度范圍為0.048～44.14 ng/g(具體情況見表5)。然而,由于MXC在沉積物中的半衰期較長,沉積物中的MXC可以保持較長時(shí)間。因此,基于SQC-L收集了不同站點(diǎn)沉積物的最新暴露濃度和最大暴露濃度進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),結(jié)果如表5所示。

表5 不同區(qū)域沉積物中甲氧氯的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)商值Tab.5 Ecological risk quotients of MXC in different sediments from different regions

從國內(nèi)總體情況來看,僅海河河口站點(diǎn)與青石灘水庫站點(diǎn)為中風(fēng)險(xiǎn),這可能與當(dāng)?shù)刎S富的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)。而大多數(shù)的站點(diǎn)為低風(fēng)險(xiǎn)或無風(fēng)險(xiǎn)。從局地角度看,海河河口站點(diǎn)與青石灘水庫站點(diǎn)的沉積物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)為中風(fēng)險(xiǎn),說明這些地區(qū)的水生生物存在MXC毒性作用的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)采取措施控制沉積物中MXC的污染。此外,官廳水庫和千島湖沉積物中MXC的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)可忽略。我們還應(yīng)該關(guān)注其他低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,如閩江河口、黃浦江、蘇州河、扎龍濕地、太湖、三江營和高郵水源地,應(yīng)盡快控制污染,以保護(hù)更多的水生生物。

2.5 不確定性分析

無論采用何種生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的不確定性是不可避免的。這種不確定性與多種因素相關(guān),包括單一水體和沉積物中特定采樣點(diǎn)的MXC暴露濃度、基于不同毒性終點(diǎn)收集的MXC毒性數(shù)據(jù)、篩選生物的方法、各種風(fēng)險(xiǎn)模型以及一些未知因素等[52]。本研究中有些MXC的毒性數(shù)據(jù)距今時(shí)間較長,具有一定的時(shí)效性。為了避免毒性數(shù)據(jù)時(shí)效性的影響,需要通過實(shí)驗(yàn)來獲得更多本土物種當(dāng)前的毒性數(shù)據(jù)。其次,關(guān)于MXC暴露濃度的時(shí)間和空間變化的信息很少,這導(dǎo)致了一個(gè)重要的不確定性來源。為了更準(zhǔn)確地描述MXC環(huán)境暴露并盡可能減少不確定性,還需要進(jìn)一步的工作來獲得更多不同時(shí)間和空間尺度上的MXC暴露數(shù)據(jù)。相應(yīng)地,由于SQC是使用相平衡分配法推導(dǎo)出的,因此也可以降低其毒性數(shù)據(jù)主要來源于WQC的不確定性。此外,在擁有足夠的沉積物中MXC生物毒性數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,可以利用SSD方法推導(dǎo)SQC,以提高其準(zhǔn)確性。

3 結(jié)論

1)本研究利用SSD推導(dǎo)出了MXC的SWQC (0.75 μg/L)和LWQC (0.11 μg/L)。進(jìn)一步,通過相平衡分配法,分別推導(dǎo)出了MXC的SQC-H (0.73 mg/kg)和SQC-L (0.11 mg/kg)。

2)基于RQ對(duì)地表水和沉積物中MXC的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)地表水中超過一半的站點(diǎn)為中風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),沉積物中大部分站點(diǎn)為無風(fēng)險(xiǎn)或低風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。

3)建議有關(guān)政府部門控制MXC在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用,限制MXC的排放,并加強(qiáng)對(duì)地表水和沉積物中MXC的監(jiān)測(cè)和治理。