吕永龙研究组在区域尺度污染物多介质生态风险评价方面取得重要进展

中国科学院生态环境研究中心吕永龙研究组在区域尺度污染物多介质生态风险评价方面取得重要进展。相关研究成果在国际著名刊物Environment International上发表（Environment International, 2016, 94: 283-291. 史雅娟为第一作者，吕永龙为通讯作者.）。

生态风险评价是研究化学物质对有机体和生态系统负效应的有效工具，概率风险评价（probabilistic ecological risk assessment, PERA）的发展则为特定研究区域多介质的污染物生态风险评价提供了定量表征的方法。概率风险评价方法将风险评价结果以连续分布曲线的形式表征，不但使风险管理者可以根据受影响的物种比例来确定保护水平，而且也充分考虑了环境暴露浓度和毒性值的不确定性和可变性，是一种更直观、合理和非保守的估计风险的方法。应用概率风险评价方法研究区域尺度下的污染物的多介质风险是生态风险评价研究的重要前沿方向。

吕永龙研究组近年来以环渤海地区为研究区域，进行了重点污染物的多介质生态风险评价研究。本研究依据概率风险评价的基本理论，建立了五步法的风险评价程序：提出问题、暴露分析、效应分析、风险表征和风险验证。以污染物Cd为例，开展了环渤海区域多介质生态风险评价，将Cd在多介质（土壤、河水、河水沉积物、海水、海水沉积物）的实测暴露累积概率分布与污染物在相应水生、陆生、底栖的本地生物的效应累积概率分布构建联合概率分布曲线，评估多介质生态风险，并利用生态调查对风险评价结果进行验证。

对不同的介质类型（河水、河水沉积物、海水、海水沉积物、土壤），本研究分别进行了各介质的物种敏感性分布曲线（species sensitivity distributions, SSDs）计算。在物种的筛选过程中，筛选了在该研究区域存在的物种，只有被污染物直接影响的物种才被考虑。对于土壤生态系统，研究选择了植物和土壤无脊椎动物的毒性数据，因为这些物种始终暴露于土壤环境中，较少受其它介质中污染物的干扰。研究选取的毒性数据评价终点为直接作用于生物种群水平（如增长率、繁殖率、存活率等）。在不同的暴露时间和暴露条件下，同一种化学物质可能会对实验物种产生一系列不同的效应结果。此时很难判断哪一个评价终点最为适合，因此在选择评价终点时基于了以下几个原则：与生态系统密切相关，对潜在风险敏感，以及与环境管理目标契合。对同一个物种，有多种毒性效应数据，最低效应观察浓度（lowest observed effect concentration, LOEC）和无效应观察浓度（no observed effect concentration, NOEC）缺少统计上的精确性，并有多种表现效应。因此，研究选择了半致死浓度（median lethal concentration，LC50）和/或半效应浓度（median effect concentration，EC50）作为评价终点指标。由于现实的生态环境中，污染物的暴露方式为多物种混合下的长期暴露，而毒性试验多为单物种的急性实验，因此在绘制SSDs之前，引入了一个评价因子，将毒性数据进行由实验数据到实际生态系统的外推。每一个SSDs中，一个物种的毒性数据只出现一次，当该物种有多个满足以上原则的毒性数据时，计算其多个毒性数据的几何平均数作为该物种的毒性效应数据。各介质的风险权重基于该介质在生态系统中的重要性和风险管理的目标，以专家打分法对权重进行赋值，得到研究区域的综合风险。通过构建暴露浓度历史数据或未来暴露浓度预测的概率分布，本方法同样可以用于生态风险时间尺度变化评估与预测。

该研究为在其他介质复杂的区域开展污染物生态风险评价提供了可有效应用的方法和经验。研究成果为该地区的重点污染物生态风险评价提供了基础数据，同时可为区域的环境风险管理对策提供科学依据。

上述研究得到了国家自然科学基金项目（41272487，414201040045）、科技部国际科技合作项目（2012DFA91150）和中国科学院重点资助项目（KZZD-EW-TZ-12）等的支持。

原文：Yajuan Shi，Ruoshi Wang，Yonglong Lu*，Shuai Song，Andrew Johnson, Andrew Sweetman, Kevin Jonesd. Regional multi-compartment ecological risk assessment: establishing cadmium pollution risk in the northern Bohai Rim, China. Environmental International, 2016, 94: 283~291.( http://dx.doi.org/10.1016/j.envint.2016.05.024)

城市与区域生态国家重点实验室

2016年6月21日

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