安徽农业科学。Journal of A n h u i A一．Sci．2010。38(3)：1378—1380．1437责任编辑张杨林责任校对声瑶
淡水中重金属镉的水质基准制定
曹宇静，吴丰昌4(中国环境科学研究院，国家环境保护湖泊污染控制重点实验室，北京100012)
摘要通过查阅数据库，研究了重金属镉时我国淡水水生生物的毒性效应。在借鍪美国环境保护局提出的毒性百分数排序法的基础上，结合我国的生物区系特点和实际情况，计算出了淡水中镉的最终急性值、最终慢性值和最终残留值，分别为17．400、1．036、0．123
斗∥L'并在此基础上，得出了淡水镉的基：隹值，即基准最大浓度为8．700 tw．,／l。，基准连续浓度为0．123彬L。
关键词镉；淡水水生生物；水质基准；毒性百分数排序法
中图分类号X522文献标识码A文章编号0517—661l(20l o)03—01378—
03
Es t ab l is hm e nt of Water Quality Criteria for C a d m i u m in Fre sh wa te r
C A n Yu-jing et al (State En v i r o nm e n t a l Protection Key Laboratory for L a ke Pollution Control，Chine Rearch Academy of Environmen—
tal Sciences，Beijing 100012)
Ab st r ac t Th r ou gh referring to databa．the toxicity effect of cadmium to c o u n t r y’S freshwater aquatic o r g a n i s m s wa s studied．Bad
forward by U．S．E n v i r on m e n t al Protection A ge nc y。an d consider ing co u nt ry’S aqu a ti c the toxicity percentile rank m e th o d whk·h w a s
p u t
biota characteristic an d reality．the freshw ater Final A cu t e V a l ue．F i n a l C h ro n i c V a l u e a n d Final Re si d ue V a lu e of cadmium w e r e c al cu lat ed，they 17．400，1．036 and 0．123“g／L，respecti vely．Final ly，the reference value of cad mium in fresh w a t e r w a s c alcu lated，name ly：c ri—teria m a x i m u m concentration w a s8．700“g／I。and c r i t e r i a continuous c o n c e n t r a t i o n w a s0．123“∥L．
Key wor ds C ad miu m；F re shw at er aquatic o r ga n i sm s；W a t e r quality cr it eri a；To xi cit
y percentile rank me th o d
高强度的工农业生产和频繁的人类活动，导致大量的有国家水质基准指南》(以下简称为“指南”)”3中提出的毒性
毒有害物质通过各种途径进入水体，给水生态系统和人体健百分数排序法得出淡水中镉的水质基准。使用该方法制定
康带来了严重的威胁。然而，现有的管理措施并没有很好地出的基准值包括基准最大浓度(CMC)和基准连续浓度
控制中国的水污染状况，其中一个主要原闪就足缺乏建立在(CCC)2个值，其中基准最大浓度考虑的是急性毒性效应，基
中国牛物区系基础上的水质基准。Fj前我国的水质标准主准连续浓度考虑的是慢性毒性效应。为了确定这2个值。先要参考同外的相关标准，或只根据我国水体的主要功能米制要计算出与这2个值相关的一系列值，即最终急性值定，难以适合我国实际的水生态系统特征，造成我国的水环(FAV)、最终慢性值(FC V)、最终植物值(FP V)和最终残留
境保护工作中一直存在着“过保护”和“欠保护”的问题。不值(FRV)。仅给我同带来了巨大的经济损失，
而且造成了人
体健康和生1．1最终急性值的制定方法通过查阅数据库．获得了大
态系统受到威胁，不符合制定水质标准的初衷和要求。为了量的镉对淡水水牛动物的毒性数据．其中有19个物种的急
控制我国的水污染状况，保护我同有限的水资源，需要建立性毒性数据符合制定最终急性值的数据要求，这19个物
种一套与国情相适应的水质标准体系。一个完整的水质标准满足了“指南”对制定最终急性值时要至少采用3门8科
物体系包括水质基准和水质标准2部分。“。而水质标准体种的要求，且这19个物种属于17个属。系中的水质基准
是基础。是制定水质标准不可或缺的重要环镉对水生动物的毒性受到许多圜素的影响，如pH值、
温节。镉是一种会对人类和水牛牛物产生严重危害的有毒重度、水硬度等，国外有许多学者研究了水硬度对镉的毒性的
金属元素，它具有高毒性、难降解、易残留等特点，其在水生影响‘“，其结果显示出镉的毒性会随着水硬度的升高而降
生物体内的半衰期长达lO一35年一。。大量研究证明，镉会低。然而，我国的学者在这方面的研究较少，故笔者只能按
影响鱼类胚胎的发育和仔鱼的存活‘4J．还可以作用于细胞的镉的毒性不受水质特征的影响来处理。具体的制定过程
抗氧化酶系统、降低细胞对氧自由基的清除，进而对水生生如下。物造成氧化性损伤。“。冈此，制定镉的水质基准来保
护我国(1)分别计算出这19个物种的种平均急性值和17属
的的水生态系统成为环保工作的当务之急。笔者利用我冈生属平均急性值，其中种平均急性值等于镉对该物种的所有急
物区系中水生生物的毒理学数据，制定出镉的保护淡水水生性值的几何平均值；属平均急性值等于属内所有物种的种平
生物的水质基准，以期为水质标准的制定提供更为町靠的科均急性值的几何平均值。
学依据。(2)将属平均急性值从低到高排列，给每个属平均急性
l镉的水质基准的制定方法值分配等级R，最小值的等级为1，最大值的等级为N(N=制定水质基准的核心是确定制定水质基准的方法学。17，即Ⅳ为属的数量)，如果有2个或者更多的属平均急性值
目前有许多国家已经制定了保护水生生物的水质基准的方相等，则将其任意排列成连续的等级。法学，如欧盟、加
拿大、美国、荷兰等。笔者采用美国环保局(3)计算每个属平均急性值的累积概率P：于1985年
发布的《制定保护水乍乍物及其使Hj功能的定量P=R／(N+1) (1)
式中，P为累积概率(％)；月为属平均急性值的等级，无量
基金项目国家重点基础研究发展计划项目(2008t：F Al8200)，
作者简介曹宇静(1985一)，女，内蒙古乌兰察布人，硕士研究生，研究纲；Ⅳ为最大的属平均急性值的等级。无龟纲。
方向：水质基准方法学，；通讯作者，研究员。博士生导师，
(4)选择4个累积概率接近0．05的属平均急性值，如果
音响测试E-mai l：w ufe ngch ang@vip．sk leg．CU。
收稿日期2009-09-28属的数量小于59个，则这4个值通常就是最小的那4属的万方数据
38卷3期曹宇静等淡水中重金属镉的水质基：隹制定1379
平均急性值。由于该处有17属，所以只需选择最小的4属带)。笔者利用了3个物种的急性值和慢性值来获得镉的最
的平均急性值即可．厢选择的4属的属平均急性值和它们的终急性一慢性比率，进而得出镉的最终慢性值。
累积概率计算最终急性值：
s2一Y(I n G M A V)"-[(X I n G M A V)"／4]1．3最终植物值的制定方法由于指导和解释植物毒性
试验结果的过程发展并不完善，目前还没有形成一套系统的鬼使黑
f2、
∑P一(∑√P)=“制定最终植物值的方法，仪是以一种鼋要的水生植物所进行
(3) 的试验(通常是用藻类的96 h毒性试验或者水生维管束植
己=(∑InGMAV—S∑v／P)／4
瘦大腿动作A=S(~／而)+￡(4) 物的慢性毒性试验)得出的结果中的最小值作为最终植
F A V=e。(5)
物值。
式中，S、￡、4均为计算过程中采用的符号，没有特殊含义；
1．4最终残留值的制定方法最终残留值是在考虑镉的、
GMAV为属平均急性值(mg／1．)；P为累积概率(％)；FAV为最大允许组织浓度的情况下，用镉所进行的町接受的牛物富
最终急性值(mg／L)。
集试验得出的镉在水体中的最大允许浓度。该值的具体计1．2最终慢性值的制定方法根据“指南”．如果可以获得
算过程：①确定镉的最大允许组织浓度(它是有关部门对鱼
来自3¨8科物种的慢性毒性数据。则最终慢性值可以用与
油、鱼类、贝类的可食用部分的管理水平)；②确定镉的生物
最终急性值同样的方法来计算；如果所获得的数据不够充
富集系数(通常采用符合要求的数据中的最大值)；③按照公
分，则最终慢性值可以用最终急件值除以最终急性一慢性比式计算镉的最终残留值：
FRV=MP TC／B CF(6)
率求得(急性一慢性比率是用某一物种的急性值除以慢性值
所得的商；最终急性一慢性比率是所有物种的急性一慢性比式中。FRV为最终残留值(mg／L)；MTPC为最大允许组织
浓
率的几何平均值，它是联系最终急性值和最终慢性值的纽度(ms／ks)；BCF为生物富集系数(L／kg)。
表1 镉对淡水水生动物的急性毒性以及种平均急性值和属平均急性值
T a b l e1The a c u t e t o x i c i t y of cadnlim to f r e s h w a t e r a nim al a n d calc ul a ti on of
s p e c i e s
acute v a l u e and g e n u s mean acute．value ms／I．
物种属半致死浓度(或半效应浓度)种平均急件值属平均急性债参考文献序号
Species G en us比50(or EC50)Species m e a n value G enu s m e a n value References literature rial N o．
圆H螺圆田螺属28．210 28．21028．2107
霍甫水丝蚓水丝蚓属23．44l23．441 23．4418
河南华溪蟹华溪蟹属10．170 10．170 10．170 9
鲫鱼鲫届4．60015．148 9．177
10 鲫鱼鲫属5．850 15．1489．177 1l 鲫鱼鲫属34．80015．148 9．177
12 鲫鱼鲫属33．800 15．1489．177
12鲫鱼鲫属25．180 15．148 9．177
13 金鱼鲫属5．560 5．560
9．177 ’14 罗非鱼罗非鱼属9．110 9．110 9．110 15唐鱼唐鱼属4．4474．447
4．447 16草鱼草鱼属3．490 3．490
3．490 17 瓯江彩鲤鲤属4．．5604．56 3．383 18鲤鱼鲤属2．510 2．510
3．383 19 中周林蛙林蛙属3．100 3．100
3．100 20 拟寡水螅水螅属1．810 I．810
1．810 21 拟寡水螅水螅属1．810 1．810
1．8107 i角帆蚌帆蚌属6．346 1．352 1．352 22 三角帆蚌帆蚌属i．004 1．352
1．35222 i角帆蚌帆蚌属0．3881．352 1．352 22 鳙鳙属1．700 0．924
0．924 23 鳙鳙属1．450 0．924 0．924 23 鳙鳙属0．3200．924 0．924 23 淡水石斑鱼石斑鱼属0．481 0．481
0．481 24 水蚤水蚤属0．3900．307 0．307 25 水蚤水蚤属0．3040．307
0．30726水蚤水蚤属0．2440．307
爱立信中国0．307 26
斑节对虾对虾属0．159 0．159 0．159
27
红鳌鳌虾光壳虾属0．094 0．094 0．094 28
爱在我心中罗氏沼虾沼虾属0．0150．017 0．017
29 罗氏沼虾沼虾属0．0200．017 0．017 30
如何进行网络推广
注：表巾同一参考文献同～物种的不同值是因为所用物种的龄期不同或试验的温度及其他的阅索不同。
Note：Different data of the 8ml'le r e f e re n ce literature and s p e c ie s is becau of different a g e s test t e m p e r a t u r e other factors．
万方数据
1380
安徽农业科学 2009生
1．5基准最大浓度和基准连续浓度的制定方法
根据“指 1．0,ng ／k g ，通过计算得出，镉的最终残留值为0．123“∥L 。 南”，在计算出最终急性值、最终慢性值、最终植物值和最终
2．5镉的淡水水生生物保护基准最大浓度和基准连续浓
残留值后，就可以确定出基准最大浓度和基准连续浓度，基 度计算得出淡水中镉的基准最大浓度为8
．700 u 晷／L ，基准 准最大浓度等于最终急性值的1／2；基准连续浓度等于最终 连续浓度为0．123¨g／L 。 慢
性值、最终植物值和最终残留值中的最小者。
3 结论与讨论
2
结果与分析
该研究通过查阅数据库获得了镉对淡水水生生物的一
2．1镉对淡水水生生物的最终急性值 根据制定最终急性
系列毒性数据，并且根据《制定保护水生生物及其使用功能
值的方法，首先计算了19个物种的种平均急性值和17属的属 的定量国家水质基准指南》筛选出了符合要求的数据，利用 7平均急性值，结果见表l 。然后选择累积概率接近0．∞的4 这些数据，求出了淡水中镉的最终急性值、最终慢性值和最
属：水蚤属、对虾属、光壳虾属和沼虾属，分别计算了这4属的
终残留值，分别为17．400、1．036、0．123彬L 。由于可获得的
属平均急性值的对数值、对数值的平方值、累积概率和累积概 植物毒性数据不符合数据要求，故该研究没有得出镉的最终 率的平方根，结果见表2。最后将表2中的数据代入式(1)一 植物值。利用最终急性值、最终慢性值和最终残留值，得出 (5)中，得出|s=IZ 216。L =一6．789，A =一4．053．F A V =17．400 了淡水中镉的基准最大浓度为
8．700峙／L ，基准连续浓度为 彬
L 。所以，镉在淡水中的最终急性值为17．400峙／Lo 0．123∥L。
表2镉对淡水水生生物属平均急性值、累积概率以及其他相关值
在美国环境保护局于2006年发布的水质基准中m1，淡
T ab l e 2
T h e c a l c u l a t i o n o f c a d m i u m to g e n u s m e a n
ac 眦vm
眦．cumu- 水中镉的基准值为：基准最大浓度2斗g ／L ，基准连续浓度
hf i ve pr o ba b mt y an d o t h e r eorrela fiv e v a h l e s of f r e s h w a t e r 0．25∥L，与该研究得出的结果有所不同，说明不同的生物
quafic ollganisms
区系对镉的敏感性有所不同，因此，我国应以本国特有的生 物区系为基础建立水质基准，作为我国环境管理和制定水质
标准的依据。同时，由于水质基准是随着毒理学和分析化学
等学科的进步而发展的，因此需要根据新的科学数据不断地 对其进行修订，使得制定出的水质基准更加科学、合理。 参考文献
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2．3镉对淡水水生生物的最终植物值
根据制定最终植物
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2．4镉对淡水水生生物的最终残留值
根据制定最终残留
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螺汹]。由于圆田螺属于软体类，因此其最大允许组织浓度为
(下转第1437页)
万方数据
～～
38
卷3期 肖锋等纤维素酶对慈竹叶挥发油提取的影响
1437
表3样品A1和A2鉴定出的相同化学成分比武松打虎缩写
较
Ta bl e 3 Co m p ar i s o n
t h e sam e c h e mi c a l c o n s ti t ue nt s identified
fr om s am pl e A1 a nd A2
亲戚英文
招同检出仞名称． 保疑惑急嚣名绍“；器鎏妻景么e 。ll 。 相对含量变化∥％
l N a m e s ot the s m I ≈d e t e c t i o n H 国n 日
IRelatire change
A2
Al
A 2
A 1
p·大马酮(．beta ．一Damaenone) 13．69 13．69 0．78 0．61 27．87
a 一紫罗兰酮(．alpha ．．Ionone) 14．90 14．90 3．00 2．00 50．00 别香橙烯(Alloaromadendrene) 15．46 15．46 2．89 1．12 158．04 香叶基丙酮(Geranylacetone) 15．57 15．57 O ，95 O ．7I 33．80 B-紫罗兰酮(．beta ．iofⅨ把) 16．5l 16．5l 3，02 2．2l 36．65
芳姜黄烯(ar -cur nlmen e) 16．58 16．58 2．23 1．40 59．29 B-蛇床子油烯(．beta ．．Selinene) 16．鹃 16．88 1．72 O ．75 129．33 朱栾倍半萜(valencene) 16．97 21．46 0．85 O ．98 一13．27 B ．红没药烯(．beta ．．Bisabolene) 17．34 17．34 1．12 O ．7l 57．75
(+)r 花侧柏烯[(+)-cuparene] 17．40 17．40 1．23 O ．68 80．88
苦橙油醇(Nerolid01) 18．8l 18．8l 2．03 2．13 —4．的 B-姜黄酮(．beta ．tumerone) 21．64 21．64 5．75 5．6l 2．50 肉豆蔻醛(tetradecanal) 23．03 23．03 1．00 1．19 一15．97 菲(Phenanthrene) 24．72 24．72 O ．59 0．58 1．72
六氢法呢基丙酮(Hexahy drofar nesy l 邪e 妇”) 26．36 26．36 21．9l 15．33 42．92 金合欢醇丙酮C (f am es yl 8e m -嚏o n e c ) 25．04 28．04 1．65 1．52 8．55 十六烷酸甲酯(Me thy l palI Tita le) 25．41 28．41 0．48 O ．2l
128．57
新植二烯(neophytadiene) 28．93 32．78 23．57 24．Ol 一1．83 二十一烷(H enei cosan e) 32．60 32．60 0．7l 0．70 1．43 二十五烷(Pentacoeane) 40．98 40．98
O ．28 0．74 —62．J6 注：相对霄量变化(％)=(A2一AI)／a t×100。
N0te ：Be lat ive coati ．tit chal
学(％)=(A2-AI)／Al×100．
3
结论
罗兰酮等都有明显增加，而减少的5种成分都不是主要供
香 (1)加酶和不加酶提取的2个样品挥发油量分别为
成分。
0．107 9、o ．076 5 g 。
综合以上数据可以看出。用纤维素酶处理慈竹叶对挥发
(2)加酶和不加酶提取的2个样品中鉴定出20种相同 油提取有明显的促进作用。
成分。其中，加酶处理后15种成分的含量增加。增幅最大为 参考文
献
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—■———+—··+-·●一--●一-—●—··．，呻-+-+-—●——■—-—●—-■‘——+———+——■——+-—+--—卜一+--—●一-—卜-+-+——卜—·●—-■·——●——0计—+—+一+-+—+—+-+——卜．+．+-+-—■．．．．．．-．．+．．．‘-．
(上接第1380页)
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