[發明專利]土壤金屬毒性預測方法、裝置、電子設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202110055449.8
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112750508A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 王學東
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G16C20/30
• 分類號: G16C20/30;G16C20/70
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李文清

1.一種土壤金屬毒性預測方法，其特征在于，包括：

獲取待預測土壤的理化性質參數以及所述待預測土壤中的金屬元素總濃度，并基于所述理化性質參數以及所述金屬元素總濃度，確定所述待預測土壤中的各金屬元素劑量；

確定所述待預測土壤中的待測金屬離子特征參數，并將所述待測金屬離子特征參數以及所述待預測土壤中的各金屬元素劑量輸入至土壤金屬毒性預測模型，基于所述土壤金屬毒性預測模型，對所述待預測土壤的金屬毒性效應進行預測；

所述土壤金屬毒性預測模型基于定量離子特征參數-活性關系QICAR模型對生物配體模型BLM的模型參數中各離子與生物配體的結合參數進行修正得到；所述土壤金屬毒性預測模型用于表征土壤中的金屬離子特征參數以及各金屬元素劑量與土壤的金屬毒性效應之間的對應關系。

2.根據權利要求1所述的土壤金屬毒性預測方法，其特征在于，所述土壤金屬毒性預測模型通過如下方法得到：

基于對添加有任一指定金屬元素的土壤樣本中的目標對象進行毒性實驗，確定所述BLM的模型參數；

基于每個金屬離子特征參數與所述指定金屬元素的土壤生態毒性基準值之間的相關性，確定所述指定金屬元素對應的優選金屬離子特征參數，并以所述優選金屬離子特征參數為自變量、以所述土壤生態毒性基準值為因變量，構建所述QICAR模型；

基于所述QICAR模型中的因變量，對所述模型參數中的所述結合參數進行更新，得到所述土壤金屬毒性預測模型。

3.根據權利要求2所述的土壤金屬毒性預測方法，其特征在于，所述基于對添加有任一指定金屬元素的土壤樣本中的目標對象進行毒性實驗，確定所述BLM的模型參數，具體包括：

選取多個區域的土壤，在多個區域的土壤中添加所述指定金屬元素，分別得到多個所述土壤樣本；

在每個所述土壤樣本中選取所述目標對象進行毒性實驗，并確定每個所述土壤樣本的指定金屬元素劑量與金屬毒性效應曲線；

基于每個所述土壤樣本的指定金屬元素劑量與金屬毒性效應曲線，確定所述BLM的模型參數。

4.根據權利要求2所述的土壤金屬毒性預測方法，其特征在于，所述每個金屬離子特征參數與所述指定金屬元素的土壤生態毒性基準值之間的相關性，具體通過如下方法確定：

基于相關性分析法以及主成分分析法，確定每個金屬離子特征參數與所述指定金屬元素的土壤生態毒性基準值之間的相關性。

5.根據權利要求2所述的土壤金屬毒性預測方法，其特征在于，所述指定金屬元素的數量至少為5個。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的土壤金屬毒性預測方法，其特征在于，所述BLM具體為：

其中，EF為土壤的金屬毒性效應，f₅₀為產生50％土壤的金屬毒性效應時金屬和生物配體結合的活性位點占金屬總結和位點的比例；M²⁺、MO、MC²⁺分別表示土壤中金屬離子、其他有毒金屬形態、金屬陪伴陽離子；[M²⁺]、[MO]、[MC²⁺]分別表示M²⁺、MO、MC²⁺的劑量，K_MBL、K_MOBL、K_MCBL分別為所述BLM的模型參數中M²⁺、MO、MC²⁺與生物配體的結合參數，β為所述BLM的模型參數中的形狀參數。