推导金属水质标准以保护海洋生态系统

汞，镉，铬和镍等金属对海洋生态系统的污染日益严重，这已引起全球环境问题，因为金属浓度升高会对海洋生物以及可能食用受污染海产品的人类造成危害。

制定各种金属的水质标准(WQC)(即环境安全限值)是评估和调节其海洋环境风险水平的重要步骤，从而为海洋生物和生态系统的完整性提供保护。

目前，目前在澳大利亚，欧洲和北美获得金属WQC的方法主要基于在固定实验室条件下(例如温度和盐度的固定组合)在不同海洋生物的毒性试验中产生的实验室数据。这种实验室衍生的WQC可能不能保护各种海洋生态系统，因为自然环境中的环境条件通常与实验室环境条件非常不同。实际上，不同地理区域(例如热带地区与温带地区)的环境条件各不相同;即使在同一地区，水温和盐度等环境条件也会季节性变化。这些变化可以显着影响金属对海洋生物的毒性。

在过去十年中，环境科学家一直在寻找一种方法来预测金属的毒性，并获得其WQC，以保护不同环境条件下的海洋生态系统的生物多样性和完整性。这项任务对环境保护非常重要。

大学太古海洋科学研究所生物科学与科学家副主任Kenneth Leung教授与中国环境科学研究院环境标准与风险评估国家重点实验室主任吴凤昌教授合作(CRAES)与中国工程院院士共同解决这一全球性问题。他们的团队花费了三年的时间来开发一种新的经验模型，用于估算毒性，并在具有不同温度和盐度状况的沿海海洋环境中获得金属和类金属的WQC。他们的方法基于基于温度和盐度的物种灵敏度分布(SSD)与定量离子特征关系(QICAR)模型的整合，而他们的模型结果的一部分用经验数据验证。该团队还分析了世界不同地区海面温度和盐度的实时环境数据，并应用其模型得出30多种金属和类金属的临时场地特定WQC。

该研究团队首次成功利用大数据，开发出预测金属毒性的新模型，并在全球不同的海洋环境中推导出其特定地点的WQC。这项重要的创新发表在最新一期的国际期刊“环境科学与技术”上。

结果表明，海水生物的金属毒性通常随着海水温度的升高而增加，但是当盐度从最佳盐度增加或减少时，金属毒性在最佳盐度下最低，并且增加。如果金属的WQC来自在最佳温度和盐度下进行的实验室实验，则这种WQC不太可能对生活在温度较高和盐度较低的环境中的海洋生物具有保护作用。

结果还表明，生活在热带地区(包括和华南地区)温暖水域的海洋物种比温带地区更容易受到金属毒害。和韩国等许多亚洲政府经常采用温带毒性数据来获取WQC或直接采用欧洲和北美产生的WQC，但温带信息的替代用途保护热带海洋生态系统在安全边际带来很大的不确定性。

该团队开发的新方法将极大地改善全球沿海海洋环境中金属和类金属的管理，因为环境主管部门可以采用这种方法获得临时场地特定的WQC，以便在考虑到特定环境条件和潜在影响的情况下促进更好的生态系统保护。全球气候变化。

吴凤昌教授说：“大学的Kenneth Leung教授和他的团队已经揭示了各种污染物的温度和盐度依赖性毒性特征并产生了相关的经验数据集，而我们CRAES团队擅长定量构效关系建模对于金属毒性。我们的互补知识和技能是这个合作项目成功的先决条件。我们非常高兴能够一起工作。“

吴教授还认为，这项研究的结果将对于为中国及其他地区的海洋环境不同部分推导金属WQC带来巨大的好处。

Kenneth Leung教授说：“在，由于珠江淡水排放，西部海水的盐度相对较低，而东部海域的盐度一直很高，因为来自太平洋和南部的洋流的主导影响中国海。考虑到这种盐度差异，该小组开发的方法可以很容易地应用于获得临时的现场特定金属WQC，以便更好地保护的东部和西部海洋生态系统。

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