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我国在沉积物环境质量基准方面的研究起步较晚,可用于推算基准值的毒性数据很少,目前还没有能普遍适用的沉积物质量基准或标准。因此,本文在已有研究基础上,以泥鳅、河蚬为受试生物,对前期运用生物效应数据库法推导的淡水沉积物质量基准阈值进行了室内验证;用淡水单孔蚓为受试生物,对太湖沉积物进行了基准阈值的现场验证。同时获得了一批沉积物中重金属对底栖生物的毒性效应数据,并探讨了沉积物中酸挥发性硫化物(Acid Volatile Sulfide, AVS)和同时提取金属(Simultaneously Extracted Metals, SEM)对重金属生物有效性的影响。 本论文主要研究结论如下: 根据前期生物效应数据库法计算的重金属TEL(Threshold Effect Level,临界效应浓度)和PEL(Probable Effect Level,必然效应浓度)值,设计沉积物染毒浓度梯度。分别以泥鳅、河蚬为受试生物,以死亡率及呼吸抑制率为测试终点进行了毒性效应测试。结果表明,沉积物中Pb、Cd对泥鳅21d的LC50(半数致死浓度)分别为391、37.0 mg/kg;河蚬致死效应较低,当Pb、Cd浓度分别为400、100 mg/kg,连续暴露21d时,致死率低于20%;沉积物中Pb、Cd对河蚬14d的呼吸抑制率EC50分别为519和151 mg/kg;上覆水中Pb和Cd的离子浓度较低,对生物毒性效应贡献可以忽略。 经验证,Pb和 Cd的 TEL和 PEL值基本符合其所代表的意义,低于 TEL值时不具有毒性,高于 PEL值时具有明显毒性,介于二者之间时毒性不确定。SEM/AVS值和泥鳅死亡率、河蚬呼吸抑制率有着明显的线性相关性,当该比值大于1时,重金属 Pb对底栖生物有明显的毒性效应,当该比值大于0.49时, Cd即显示出了较强的毒性效应。 太湖沉积物中重金属含量均值顺序为 Zn>Ni>Cu>Pb>Cd,位于梅梁湾和竺山湾的T24号、T25号样点中有Zn和Ni含量高于PEL值,有较高的生态风险,其他区域生态风险较低。沉积物中AVS平均浓度为4.83μmol/g,ΣSEM浓度均值为1.71μmol/kg,表明沉积物大多数重金属被AVS固定,生物有效性很小。以淡水单孔蚓为受试生物,以死亡率、尾部自断率为测试终点进行生物测试,结果表明,沉积物质量基准阈值和生物测试结果相吻合,该基准阈值能够有效预测评估实际水体沉积物中重金属的生态风险。