[發明專利]一種適用于野外的近海生物重金屬生物毒性預測方法

有效

• 申請號: 201911312901.3
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111192642B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 李瑞利;于凌云;沈小雪;關淳雅;王茜
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: G16C20/30
• 分類號: G16C20/30;G16C20/70
• 代理公司: 深圳市中聯專利代理有限公司 44274
• 代理人: 余顯忠

1.一種適用于野外的近海生物重金屬生物毒性預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S01、獲取近海生物重金屬富集動力學數據；

S02、構建基于兩相分配模型的水體-生物體重金屬擬合模型；

S03、基于雙箱模型擬合結果，通過線性擬合，獲取近海生物體內重金屬含量預測模型參數；

S04、基于野外數據校正近海生物體內重金屬含量預測模型參數；

S05、基于適用于野外的近海生物毒性預測模型，推算重金屬食用安全閾值和急性生物毒性閾值；

所述步驟S01中，主要基于文獻調研或控制實驗，獲取重金屬和近海生物相關的重金屬富集動力學數據；主要研究對象為軟體組織的重金屬富集動力學；

所述步驟S02中，水體與近海生物之間的作用過程用兩相分配模型進行描述并取得較好的結果；忽略水體中重金屬的揮發，近海生物體中重金屬的濃度用下列公式表示0tt*，其中t*為積累階段結束的天數(d)：

式中，k1、k2分別為生物對某一種重金屬的富集速率常數和生物排出速率常數；

此外，需要獲取的參數為富集系數BCF；進一步地，富集達到平衡時，生物體內金屬含量C_Amax用公式表示為：

C_Amax＝BCF×C_w

將對應重金屬濃度處理C_w與計算得到的相應生物體內C_Amax進行作圖并建模，即可得到擬合出近海重金屬生物毒性預測模型，并根據野外研究進行模型可靠性檢驗；從而達到通過測定海水重金屬含量預測近海生物體內重金屬含量以及評估生物毒性的目標；

所述步驟S03中，根據S02中獲取的C_w與C_Amax值，得到對應重金屬處理濃度C_w與計算得到的相應生物體內C_Amax的關系圖；

應用公式：C_Amax＝22.03θkC_w對其進行線性擬合，k表示近海生物對特定種類重金屬的富集能力，通過計算得到重金屬的k值；參數θ代表物種差異指數，表示不同生物富集海水重金屬的能力，通過計算得到不同生物的θ值；

步驟S04中，該模型是基于雙箱模型進行構建的；校正公式中的系數σ，通過文獻檢索法或野外調查獲取野外數據，基于野外實驗數據進行擬合；擬合結果中的斜率值除以步驟S03中對應的斜率值即為系數σ值；校正后的預測模型為：C_Amax＝22.03σθkC_w；公式中，C_Amax為待預測的近海生物中重金屬含量；C_w為通過測定獲得的海水中重金屬濃度值；系數σ物理意義代表近海生物從海水以外富集重金屬的量占近海生物從海水中富集重金屬的比值；

所述步驟S05中，推算重金屬食用安全閾值和急性生物毒性閾值，具體為：(1)食用安全閾值：依據我國農業部《無公害食品海水養殖用水水質》(NY5052—2001)規定了海水養殖用水的各種重金屬的含量上限，獲取食用安全閾值；超出該安全閾值，則認定該海域對應近海貝類品種有食用安全風險；(2)急性生物毒性閾值：依據近海生物48h半數致死率對應的水體重金屬濃度數據，基于野外模型預測近海生物體內重金屬含量，即軟體組織內重金屬的急性生物毒性閾值。