ALT模型在海洋污染事故渔业资源损失评估中的应用

苏循华 张善伟

摘要：本文介绍了由急性毒性试验数据推导慢性毒性的ALT方法，并利用ATL方法计算苯乙烯对中国对虾和卤虫的LC50、NOEC和ACR值。与已报道的其他海洋动物相比，中国对虾对苯乙烯更加敏感，结合中华人民共和国生活饮用水水质标准等对苯乙烯的规定，表明将苯乙烯对中国对虾的365d LC01值0.093mg/L作为苯乙烯对海洋生物的NOEC参考值是合理的。本文首次将ALT方法应用于海洋污染事故渔业资源损失评估中，为无环境质量标准的化学品泄露事故渔业资源损失快速评估提供一种新的NOEC计算方法。

关键词：渔业资源损失;苯乙烯;慢性毒性;ALT;NOEC;ACR

1 前言

随着国际贸易的发展，海上化学品运输中泄漏事故不断增加。据US EPA统计近五年来美国海域发生的泄漏事故每年均超过四千次，我国海域也频有发生。按照“谁污染谁治理谁损害谁赔偿”的原则，应依法对污染事故所造成的海洋生态环境和经济损失进行赔偿，其中渔业资源损失赔偿是重要组成部分。为此，我国颁布了《渔业污染事故经济损失计算方法》（GB/T 21678-2008）。据此计算渔业资源损失量，关键在于确定污染面积、渔业资源密度和渔业资源损失率。污染面积是根据超过《渔业水质标准》（GB 11607-1989）或《海水水质标准》（GB 3097-19997）Ⅱ类水质标准确定的。大多数的污染泄漏化学品，尚没有环境质量标准，需根据化学品的毒性试验数据类推，即找到这种化学品的无可见效应浓度（NOEC）来代替环境质量标准。NOEC有几种确定方法，直接根据慢性毒性试验获得或根据安全系数法（acute-to-chronic ratio，ACR）推導。直接根据慢性毒性试验获得NOEC是比较可靠的，但慢性毒性试验需要时间较长，通常鱼类需要3个月以上;ACR法根据化学品的半数致死浓度（LC50）或半数效应浓度（EC50）除以ACR值计算得到NOEC。但是由于化学品的理化性质和生物蓄积能力等存在差异，对同种生物具有相同LC50/EC50的两种化学品往往会具有不同慢性毒性效应，可见利用ACR方法推导NOEC具有较大的不确定性。针对ACR的缺点，Sun等[]提出了由急性毒性试验数据推导慢性毒性的加速寿命测试（Accelerate life testing，ALT）方法，并开发了应用程序软件。ALT方法既能够避免慢性毒性试验周期长、花费大的限制，又能克服ACR方法准确性低的缺点。因此，本文以2001年我国长江口外“大望”轮与香港“大勇”轮相撞苯乙烯泄露事故为例，首次将ALT方法应用在海洋污染事故渔业资源损失评估中，这将为无环境质量标准的化学品泄露事故渔业资源损失快速评估提供一种新的NOEC计算方法。

2 材料与方法

2.1 苯乙烯急性毒性试验及数据

为估算苯乙烯对海洋生物的NOEC，收集了苯乙烯对卤虫的急性毒性数据[]，并以中国对虾为试验对象，进行了苯乙烯对中国对虾的96h急性毒性试验，实验材料与方法采用静水式试验方法。试验苯乙烯暴露浓度为1mg/L、1.8mg/L、3.2mg/L、5.6mg/L、10mg/L、17.5mg/L，每个40L玻璃水族箱投中国对虾仔虾50尾，暴露24h、48h、96h后统计仔虾死亡数。

2.2  ALT模型和LC50、NOEC、ACR等指标计算方法

根据ALT参数估计结果，计算不同暴露时间和风险水平的LCp值，通常将p为1%的长期暴露LC01值作为NOEC估算值。

3 结果与分析

3.1 苯乙烯对中国对虾和卤虫的急性毒性效应

苯乙烯对中国对虾和卤虫的急性毒性试验

3.2 苯乙烯对中国对虾和卤虫的LC50、ACR值

根据急性毒性试验结果表1，利用ALT模型计算苯乙烯对中国对虾和卤虫LC50，96hLC50分别为6.23mg/L和20.23mg/L。可见苯乙烯对中国对虾的急性毒性比卤虫更强。

3.4 苯乙烯对中国对虾和卤虫的NOEC值

根据急性毒性试验结果表1，利用ALT模型计算得到在1%的风险水平上LC01（表3），苯乙烯对中国对虾和卤虫365d LC01分别为0.093mg/L（0.022～0.19mg/L）和0.65mg/L（0.20～1.78mg/L）。

4 讨论与结论

4.1 估算苯乙烯NOEC的几种方法比较分析

根据急性毒性试验结果，利用ALT模型计算得到苯乙烯对中国对虾和卤虫96hLC50分别为6.23mg/L和20.23mg/L，与苯乙烯对其他海洋生物急性毒性（表4）相比，苯乙烯对中国对虾的LC50值明显低于Americamysis bahia、中华绒毛蟹、杂色鳉、牙鲆、卤虫。苯乙烯对中国对虾7d LC01=0.51值低于紫贻贝以及娇扁隆头鱼7d SC=2。以上结果表明中国对虾比已报道的其他海洋动物对苯乙烯更为敏感。因此从保护大部分海洋生物和敏感物种的角度考虑，苯乙烯对中国对虾NOEC值可作为制定苯乙烯安全浓度的参考依据。由于中国对虾的平均生殖周期为1年，综合考虑苯乙烯的急慢性毒性效应及理化性质，我们认为苯乙烯对中国对虾365d LC01值0.093mg/L（0.022～0.19mg/L）作为NOEC值较为合适。

Cushman[]等报道苯乙烯对淡水绿藻月牙藻的96h EC50为0.72 mg/L，是目前为止已报道的对苯乙烯最敏感的海洋生物，因此，加拿大环保局将0.72 mg/L定为苯乙烯的临界毒性阈值，除以因子10得出无影响阈值的估计值0.072 mg/L，并将该ENEV指定为临时的加拿大水质水生生物保护阈值，其与本次以中国对虾估算的NOEC值较接近。此外，苯乙烯对中国对虾的LC01估算值0.093 mg/L，严于国际卫生组织饮用水水质基准值和中华人民共和国生活饮用水水质标准GB5479-2006苯乙烯标准值0.02 mg/L，而与US EPA饮用水标准值0.1mg/L非常相近。因此，从环境管理的角度看，将0.093mg/L作为苯乙烯对海洋生物的NOEC参考值是合理的。

4.2 应用与展望

2001年事故发生于长江口渔场的“大望”轮与香港“大勇”轮相撞，泄露苯乙烯638吨污染扩散半径达20海里左右。为正确评估此次污染泄露事故造成的渔业资源损失，需根据GB 11607-1989或GB 3097-1997Ⅱ类水质标准确定苯乙烯污染的海域面积，但GB 11607-1989和GB 3097-1997尚没有苯乙烯标准。故找到苯乙烯的NOEC值来代替环境质量标准至关重要。本文首次利用ALT方法，确定了苯乙烯对中国对虾365d LC01值0.093mg/L（0.022～0.19mg/L）作为NOEC值较为合适，这为无环境质量标准的化学品泄露事故渔业资源损失快速评估提供一种新的NOEC计算方法，而且这种方法简单快速、可靠。一般来说，用慢性毒性试验方法确定NOEC比较准确，但是周期较长花费较高，不利于污染事故损失的及时评估，同时很多生物不适宜于长期培养而影响试验结果的可靠性。因此，很多文獻以ACR方法估算NOEC，即将该毒物对生物的48h或96h LC50值除以ACR作为NOEC的预测值。但该方法忽视了毒物对生物毒性的时间效应关系，Raimondo等[]计算了456组ACR值，发现ACR最大值和最小值之间相差数十倍，故具有较大的不确定性。与传统方法相比，ALT方法只利用急性毒性试验数据，不仅节约了时间和成本，而且能较好地拟合毒物的剂量效应关系与时间效应关系，因而具有更高的数据可靠性。Sun等[1] 将26个急性毒性试验的LC01估算值与基于慢性毒性试验获得的MATC进行比较，发现两者95%的置信区间重合概率为85%;Barron等[]根据USEPA的156组急性毒性试验数据估算的LC01值，与慢性毒性试验获得的NOEC进行比较，发现其准确度为69%。因此，我们认为ALT方法将在海洋污染事故渔业资源损失评估中具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1] Sun K等.Predicting chronic lethality of chemicals to fishes from acute toxicity data：Theory of accelerated life testing.Environ.Toxicol.Chem.1995，14：1745-1752.

[2] 刘科伟.船载散装化学品泄漏对海洋环境与生态损害评估研究[C].大连：大连海事大学，2009.

[3] Cushman J R等.Ecotoxicity Hazard Assessment of Styrene.Ecotoxicol.Environ.Saf.，1997，37：173-180

[4] Raimondo S等.Determinants of variability in acute to chronic toxicity ratios for aquatic invertebrates and fishes.Environ.Toxicol.Chem.，2007，26：2019-2023.

[5] Barron MG，Raimondo S.et al.Accuracy of chronic aquatic toxicity estimates determined from acute toxicity date and two time-response models.Environ.Toxicol.Chem.，2008，27：2196-2205.

（作者单位：1.日照职业技术学院;2.日照市虎山镇虎山中学）