水环境中金属的生物有效性受到水质参数和生物自身等多因素的共同影响，也是影响生态风险评估的重要因素。目前众多研究主要关注水环境单因素和单物种对污染物水生态风险的影响，缺乏考虑水环境多因子相互作用，生物自身因素以及物种之间的影响。基于此，本论文以典型金属铜、镍为例，探讨了主要水质参数、生物不同生长阶段和种群水平等对生物毒性和生态风险阈值的影响；同时，以中国部分典型流域为研究区域，对铜、镍的水生态风险进行评价。研究结果可为金属水质基准/标准的制修订和环境管理提供依据。主要成果如下：
　　(1)采用毒性测定和模型预测相结合的方法，研究发现水质参数硬度、pH值和DOC对铜、镍水生生物毒性存在定量相关关系，可用BLM模型准确预测其规律，并利用多元线性方程回归分析。以斑马鱼为例，基于我国典型流域地表水特征下得出主要水质参数对金属铜的水生态毒性影响程度从大到小分别为DOC、pH值和硬度；以羊角月牙藻为例，主要水质参数对金属镍的水生态毒性影响程度从大到小依次为pH值、DOC和硬度。研究还得出铜和镍对水生生物的硬度斜率分别为0.445和0.875。
　　(2)生物不同生长阶段对金属的敏感性存在显著差异。以铜对斑马鱼为例，不同水质条件下铜对不同阶段斑马鱼毒性大小均为成鱼＞幼鱼＞仔鱼，且铜对不同生长阶段斑马鱼的毒性值在铜的物种敏感度分布曲线中存在显著差异。采用物种敏感度分布法研究得出基于生物不同生长阶段急性毒性数据推导铜的HC5值分别为：早幼期(16.10μg/L)、幼体期(31.01μg/L)、成体期(48.31μg/L)和全生命周期(40.90μg/L)；基于生物敏感阶段和不敏感阶段急性毒性数据推导铜的HC5值分别为3.98和67.12μg/L；基于生物敏感阶段和不敏感阶段急性毒性数据推导镍的HC5值分别为73.9和253.6μg/L。
　　(3)分析比较了不同层次水平生态风险评估技术的区别和联系。研究发现种群水平比个体慢性更敏感，对一些生物繁殖的水域应适当考虑种群水平毒性规律。以铜对斑马鱼为例，研究发现斑马鱼成鱼在非致死浓度下暴露96h后前4胎产卵总数降低34.78%，孵化率降低7.16%；采用物种敏感度分布法研究得出基于铜对水生生物个体急性、慢性和种群水平毒性数据推导的HC5值分别为11.17、3.58和3.18μg/L。
　　(4)对我国典型地表水体中铜、镍生态风险进行评估，安全阈值法和联合概率曲线法结果发现所调查我国典型流域地表水铜、镍对水生生物各阶段急性毒性的水生态风险均低于5%，为低风险。商值法得出所调查水体对水生生物慢性和种群具有风险的水体比例分别是18.52%和25.93%；联合概率曲线法发现所调查水体铜浓度对水生生物慢性和种群的受害生物比例均小于5%，为可接受的风险。