[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

本發明提供一種適用于野外的近海生物重金屬生物毒性預測方法。包括如下步驟：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。本發明提供的近海生物重金屬含量及生物毒性預測方法可以僅通過對海水的重金屬監測即可預測對應海域不同種類生物不同類型重金屬的含量，并可以推算出重金屬的生物毒性情況，具有簡便、快捷的優點，可以進行大規模應用。本發明通過多組野外驗證數據對模型進行系數校正，更能夠符合實際情況，具備實用性和一定的準確性。

技術領域

本發明屬于生態環境保護技術領域，具體涉及一種適用于野外的近海生物重金屬生物毒性預測方法。

背景技術

近年來，隨著沿海城市化和工業化的迅速發展，近岸海洋環境遭受了嚴重破壞，我國水域重金屬污染日趨嚴重，給水生生物的生存環境造成嚴重的影響。重金屬如Pb、As、Hg、Cd等因其特殊的化學性質及毒性，已成為海洋環境中具有潛在危害的重要污染物，并引起了世界范圍內的廣泛關注。

貝類是重要的近海經濟生物，常見的貝類包括牡蠣、泥蚶、翡翠貽貝、菲律賓蛤仔、單齒螺、縊蟶、馬氏珍珠貝等，因其濾食性、活動性差等生活特點而具有很高的重金屬富集能力。不同的貝類由于其生理結構、生活習性等方面的差異可影響生物體內污染物的富集和釋放程度。目前，國內外有一些學者研究了不同種貝類對于不同重金屬的脅迫效應、致死效應以及重金屬的富集能力研究，并進行了人體可食用性的健康風險評價。然而，目前針對海水重金屬濃度與貝類重金屬濃度關系的研究還比較有限；另外，經過野外驗證的近海重金屬生物毒性預測模型研究也較為缺少。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種適用于野外的近海生物重金屬生物毒性預測方法，應用場景廣泛。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；

作為本發明一種適用于野外的近海生物重金屬生物毒性預測方法的進一步說明：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；

作為本發明一種適用于野外的近海生物重金屬生物毒性預測方法的進一步說明：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；通常假設重金屬在生物體內的生物富集，可近似看作是重金屬在水相和生物體之間的兩相分配過程，則吸附、解吸過程可用一級動力學過程進行描述；忽略水體中重金屬的揮發，生物體中重金屬的濃度可以用下列公式表示(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；

富集系數(BCF)即生物體內污染物的平衡濃度與其生存環境中該污染物濃度的比值，是描述化學物質在生物體內累積趨勢之重要指標。BCF可以用以下公式求得：

富集達到平衡時，生物體內金屬含量C_Amax用公式表示為：