保护人体健康的水质基准值推导方法及水质安全评价方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103336101 A (43)申请公布日 2013.10.02 CN 103336101 A *CN103336101A* (21)申请号 201310227081.4 (22)申请日 2013.06.07 G01N 33/18(2006.01) (71)申请人 中国环境科学研究院 地址 100012 北京市朝阳区安外大羊坊 8 号 申请人 陈艳卿 王红梅 杨清友 韩梅 (72)发明人 陈艳卿 王红梅 杨清友 韩梅 (74)专利代理机构 北京市盛峰律师事务所 11337 代理人 赵建刚 (54) 发明名称 保护人体健康的水质基准值推导方法及水质 安全评价方法 (57

2、) 摘要 本发明提供一种保护人体健康的水质基准值 推导方法及水质安全评价方法， 当需要评价某一 水质是否安全时， 首先快速获得保护人体健康的 水质基准值， 然后分析被检水环境， 判断被检水环 境的水质是否符合所述水质基准值， 如果符合， 则 所述被检水环境为安全的水环境， 否则， 所述被检 水环境为不安全的水环境。能够快速准确的评价 水质是否安全。通过该种人体健康水质基准值推 导方法， 所推导得到的人体健康水质基准值更科 学合理， 能够为环保部门制定水质标准、 评价水质 和进行水质管理提供科学依据。 (51)Int.Cl. 权利要求书 7 页 说明书 22 页 附图 3 页 (19)中华人民共

3、和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书7页 说明书22页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103336101 A CN 103336101 A *CN103336101A* 1/7 页 2 1. 一种保护人体健康的水质基准值推导方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： S1， 判断污染物是否为致癌物， 如果所述污染物为致癌物， 则通过 S2 的方法得到所述 污染物的水质基准值 ； 如果所述污染物为非致癌物， 则通过 S3 的方法得到所述污染物的水 质基准值 ； S2， 如果所述致癌物的作用模式呈现线性剂量 - 效应关系时， 可通过线性法即 ： 公式一 计算所述致癌物的水质基准值

4、 ； 公式一 其中， AWQC水质基准， mg/L ； RSD特定风险剂量， mg/kgd ； BW人体体重， kg ； DI饮用水摄入量， L/d ； FIi营养级 i 的鱼类摄入量， kg/d， 其中， i 2， 3， 4 ； BAFi营养级 i 的生物累积系数， L/kg ； 其中， i 2， 3， 4 ； 如果所述致癌物的作用模式呈现非线性剂量 - 效应关系时， 通过非线性法即 ： 公式二 计算所述致癌物的水质基准值 ； 公式二 其中， POD起始点， mg/kgd ； UF不确定性系数， 无量纲 ； RSC相对源贡献率， 即饮水暴露占总暴露之比 ； S3， 通过公式三计算所述非致癌物

5、的水质基准值 ； 公式三 其中， RfD非致癌效应参考剂量， mg/kgd。 2.根据权利要求1所述的保护人体健康的水质基准值推导方法， 其特征在于， 所述RSD 通过公式四计算得出 ： 公式四 其中， TICR目标致癌风险增量， 取值范围 10-6 10-4； m致癌潜力系数， mg/kgd ； 权 利 要 求 书 CN 103336101 A 2 2/7 页 3 当以动物实验数据为致癌潜力系数的依据时， 其值为剂量 - 效应关系曲线斜率的 95 置信上限 ； 根据人类流行病学调查资料为斜率的最大估计值， m 通过公式五计算得出 ： 公式五 其中， LED10有 10影响的剂量下限 ； 其含

6、义为， 与对照组相比， 在 10的被暴露者 中产生有害影响所需要的化学物质剂量的 95置信下限。 3.根据权利要求1所述的保护人体健康的水质基准值推导方法， 其特征在于， 所述POD 为致癌物质剂量 - 效应关系曲线上标记低剂量外推的起点， 即从观察数据中得到表示决定 暴露的最低浓度值 ； 所述 POD 为标记反应与效应分布曲线上限曲线之交点， 其中， 所述标记 反应为 ： 基准反应值 BMR， 5 10 ； 或者， 所述 POD 为未见有害效应剂量 / 最低可见有害 效应剂量 NOAEL/LOAEL 的对应点 ； 所述 POD 采用以下两种方法获得 ： 方法一， 基准剂量法的曲线拟合确定起始

7、点， 致癌线性默认值是指从 LED10一直到原点 的直线外推法， 标准起始点为 LED10， 原点为零剂量、 零附加风险， 其推导步骤如下 ： a. 评估数据形态， 所述数据形态包括点数据或连续数据 ； b. 计算各实验组的 NOAEL 与 LOAEL 平均值与单尾 95置信限效应分布的上限值 ； c. 对各平均值及 95置信上限点进行曲线拟合 ； d. 设定基准反应值， 其水平线与 95置信上限曲线的交点即为起始点 ； e. 起始点对应的剂量即为 BMDL ； f. 考察所有实验条件与数据质量， 决定不确定性系数 UF ； g. 若评估非致癌效应 ： 参考剂量 RfD 或参考浓度 RfC B

8、MDL/UF ； 若评估致癌效应 ： 斜率系数 SF， 即致癌潜力系数 BMR 基准反应值 /BMDL ； 方法二， NOAEL/LOAEL 法起始点的确定 ： 致癌物非线性默认值起始点的确定， 应首先确定起始点和水质基准有关暴露水平间的 边缘模式， 当暴露分析边缘符合非线性剂量 - 效应法时， NOAEL 作为起始点 ； 若从所有研究 中都不能确定出适宜的 NOAEL， 则使用临界效应终点的 LOAEL， 同时使用从 NOAEL 到 LOAEL 外推法中的不确定性系数。 4. 根据权利要求 3 所述的保护人体健康的水质基准值推导方法， 其特征在于， 推算所 述 POD 应遵循的原则为 ： a

9、. 在应用动物测定的数据时， 调整作用剂量值以诠释动物和人体间毒物代谢动力学的 差异， 该种差异将影响作用于靶器官的作用剂量和生物有效剂量之间的关系 ； 由动物数据估算出的 LED10作为起始点时， 种间剂量调整或毒物代谢动力学分析将其 调整为人体等效剂量 ； 人体等效剂量计算公式见公式六 ： 公式六 ； b. 如果观测到的反应低于 LED10， 则选择较低点。 5. 根据权利要求 1 所述的保护人体健康的水质基准值推导方法， 其特征在于， 在 RSC 推导过程中， 考虑非水源暴露和途径， 具体为 ： 使用有关水、 空气、 上壤和不同食物间的生物 有效性的差异估算现有数据的总暴露， 并用其进行

10、参考剂量或起始点 / 不确定性系数的分 权 利 要 求 书 CN 103336101 A 3 3/7 页 4 配 ； 其中， 所述非水源暴露通过以下方法获得 ： 扣除法、 百分数法和暴露决策树法。 6. 根据权利要求 1 所述的保护人体健康的水质基准值推导方法， 其特征在于， 所述生 物累积系数 BAF 代表国家生物累积系数， 表示化合物在国民通常消费的水生生物可食用组 织中长期的平均生物累积潜力 ； 所述国家生物累积系数通过以下 4 个步骤计算获得 ： a， 选择生物累积系数推导方法 ； 具体为 ： 根据化合物的性质和类型， 选择对应的推导 方法 ； b， 计算单个基线生物累积系数 ； c，

11、 选择最终基线生物累积系数 ； d， 由最终基线生物累积系数计算国家生物累积系数。 7. 根据权利要求 6 所述的保护人体健康的水质基准值推导方法， 其特征在于， 所述根 据化合物的性质和类型， 选择对应的推导方法， 具体为 ： 如果化合物为非离子性有机化合物时， 执行下列过程 ： S1-1， 判断化合物的疏水性 Kow是否 4， 如果 Kow 4， 则执行 S1-2， 否则执行 S1-3 ； S1-2， 进一步判断所述化合物的新陈代谢程度， 如果所述化合物的新陈代谢还没有确 定或者为极低， 则执行方式 1， 否则执行方式 2 ； S1-3， 进一步判断所述化合物的新陈代谢程度， 如果所述化合

12、物的新陈代谢程度低， 则 执行方式 3， 否则执行方式 4 ； 其中， 方式 1 包括以下四种方法 ： 方法 1， 由实测生物累积系数推导单个基线生物累积系数 ： 由现场采集的样品数据推导生物累积系数， 其计算公式如下 ： 式中 ： 基线 BAF基于自由溶解态和脂质标准化的生物累积系数 ； 基于实测组织和水中总浓度的生物累积系数 ； fl组织中的脂质分数 ； ffd化学物质在水中的自由溶解态分数。 其中， 1)的计算公式为 ： 式中 ： Ct特定湿组织中的化学物质浓度 ； Cw水中化学物质浓度 ； 2)ffd的计算公式为 式中 ： POC颗粒性有机碳浓度 (kg/L) ； 权 利 要 求 书

13、CN 103336101 A 4 4/7 页 5 DOC溶解性有机碳浓度 (kg/L) ； Kow该化学物质的辛醇 - 水分配系数 ； 3)fl的计算公式为 式中 ： Ml特定组织中的脂质含量 ； Mt特定组织的质量 ； 方法 2， 由生物 - 沉积物累积系数推导基线生物累积系数 ： 此法适用于在鱼体组织和沉积物中检测得到， 但在水体中难于精确测定的化合物， 基 线生物累积系数的计算公式为 ： 式中 ： ( 基线 BAF)i自由溶解态和脂质标准化基础上表达的化学物质 i 的生物累积系数 ； (BSAF)i化学物质 i 的生物 - 沉积物累积系数 ； 参比化学物质 r 在沉积物和水中的分配系数

14、； (Kow)i化学物质 i 的辛醇 - 水分配系数 ； (Kow)r参比化学物质 r 的辛醇 - 水分配系数 ； Di/r化学物质 i 和 r 的比值， 通常选择 Di/r 1 ； 式中 ： 1) 实测生物 - 沉积物累积系数的计算 式中 ： Cl生物体内化学物质的脂质标准化浓度 ； Csoc沉积物中化学物质的有机碳标准化浓度 ； 生物体内化学物质的脂质标准化浓度 Cl， 指组织或整个生物体中的污染物质的总浓度 除以同一组织或整个生物体中的脂质分数， 由以下公式确定 ： 式中 ： Ct特定湿组织或完整生物体中的化学物质浓度， 单位为 ug/g ； fl脂质分数 ； Csoc通过下式确定 ：

15、式中 ： Cs沉积物中的化学物质浓度， 单位为 ug/g ； 权 利 要 求 书 CN 103336101 A 5 5/7 页 6 foc沉积物中的有机碳含量 ； 2)通过下式计算 ： 式中 ： (Csoc)r经有机碳标准化的沉积物中参比化学物质的浓度 ； 自由溶解在水中的参比化学物质浓度 ； 方法 3， 由生物富集系数和食物链倍增系数计算基线生物累积系数 此方法适用于生物新陈代谢能力低的高疏水性非离子性有机化合物 ； 室内测定的 和 FCM 共同使用， 考虑到该类化合物的非水暴露途径和生物放大作用， 须对所获得的 数据进行专业评价， 其计算公式如下 ： 式中 ： 基线 BAF基于自由溶解态和

16、脂质标准化的生物累积系数 ； 基于实测组织和水中总浓度的生物富集系数 ； fl组织中的脂质分数 ； ffd化学物质在水中的自由溶解态分数 ； FCM由线性外推法得出或由实测数据得出的相应营养级的食物链倍增系数 ； 其中， 1) 实验窒测定生物累积系数的计算公式 ： 式中 ： Ct特定湿组织中的化学物质浓度 ； Cw实验室测试水中化学物质浓度 ； 2) 食物链倍增系数 FCM 的推导 1) 非离子性有机化学物质通过 Gobos 生物累积模型计算， 该模型需要食物链结构和目 标水体的水质特征数据 ； 2) 无机离子化合物与有机金属化合物由实测数据推导 ； 使用相应捕食者和被捕食者 生物体内非离子性

17、有机化合物的脂质标准化浓度计算实地推导的 FCM， 计算公式如下 ： FCMTL2 BMFTL2 FCMTL3 (BMFTL3)(BMFTL2) FCMTL4 (BMFTL4)(BMFTL3)(BMFTL2) 式中 ： FCM选定营养级的食物链倍增系数 ； 其中， 所选定的营养级为 2、 3、 4 级 ； BMF选定营养级的生物放大系数， 生物放大系数依据下列公式由特定生物体中测 定的组织残留浓度进行计算 ： 其中， 所选定的营养级为 2、 3、 4 级 ； 权 利 要 求 书 CN 103336101 A 6 6/7 页 7 BMFTL2 (Cl， TL2)/(Cl， TL1) BMFTL3

18、 (Cl， TL3)/(Cl， TL2) BMFTL4 (Cl， TL4)/(Cl， TL3) 式中 ： Cl选定营养级的相应生物组织中的脂质标准化浓度 ； 方法 4， 由辛醇 - 水分配系数和食物链倍增系数得出基线生物累积系数 ： 该方法仅适用于新陈代谢可被忽略或代谢未知的高疏水性化学物质， 假定 KOW与基线 BCF 相等， 利用 KOW与 FCM 计算基线 BAF， 每一营养级的基线 BAF 由下列公式计算 ： 基线 BAF FCMKow 式中 ： 基线 BAF基于自由溶解态和脂质标准化的选定营养级的生物累积系数 ； FCM由线性外推法得出或由现场数据得出的相应营养级的食物链倍增系数 ；

19、 Kow辛醇 - 水分配系数 ； 方式 2 为 ： 通过方式 1 中的方法 1、 方法 2 或不考虑食物链倍增系数， 由生物富集系数计算基线生 物累积系数 ； 方式 3 为 ： 通过方式 1 中的方法 1、 或不考虑食物链倍增系数， 由生物富集系数或食物链倍增系数 计算基线生物累积系数 ； 方式 4 为 ： 通过方式 1 中的方法 1 或不考虑食物链倍增系数， 由生物富集系数计算基线生物累积 系数 ； 如果化合物为离子性有机化合物时， 执行下列过程 ： 当化合物酸碱度比电离常数低 2 个以上单位时， 化合物的离子化程度可忽略， 按非离 子性有机化合物的方式 1、 方式 2、 方式 3 和方式

20、4 计算生物累积系数 ； 如果有机酸的酸碱度大于电离常数减 2， 或有机碱小于电离常数加 2 时， 按下列方式 5 或方式 6 计算生物累积系数 ； 方式 5 ： 按方式 1 中方法 1 所示方法， 由实测生物累积系数推导单个基线生物累积系 数 ： 以及， 不考虑食物链倍增系数， 由生物富集系数计算基线生物累积系数 ； 方式 6 ： 按方式 1 中方法 1 所示方法， 由实测生物累积系数推导单个基线生物累积系 数 ： 以及， 按方式 1 中方法 3 所示方法， 由生物富集系数和食物链倍增系数计算基线生物累 积系数。 8. 根据权利要求 7 所述的保护人体健康的水质基准值推导方法， 其特征在于，

21、 当化合 物为非离子性有机化合物时， 国家生物累积系数通过下式计算 ： 国家 BAFTL， n ( 最终基线 BAF)TL， n(fl)TL， n+1ffd 式中 ： (最终基线BAF)TL， n基于自由溶解态和脂质标准化的营养级n的最终营养级-平均 值基线生物累积系数 ； (fl)TL， n营养级 n 中被消耗水生生物的脂质分数 ； 权 利 要 求 书 CN 103336101 A 7 7/7 页 8 ffd化学物质在水中的自由溶解态分数 ； 自由溶解态分数 ffd， 按下列公式计算 ： 式中 ： POC水中颗粒性有机碳浓度， kg/L ； DOC水中溶解性有机碳浓度， kg/L ； Kow

22、辛醇 - 水分配系数。 9. 一种水质安全评价方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 按权利要求18任一项所述保护人体健康的水质基准值推导方法获取保护人体健康 的水质基准值 ； 分析被检水环境， 判断被检水环境的水质是否符合所述水质基准值， 如果符合， 则所述 被检水环境为安全的水环境， 否则， 所述被检水环境为不安全的水环境。 权 利 要 求 书 CN 103336101 A 8 1/22 页 9 保护人体健康的水质基准值推导方法及水质安全评价方法 技术领域 0001 本发明属于水质安全评价技术领域， 具体涉及一种保护人体健康的水质基准值推 导方法及水质安全评价方法。 背景技术 0002 随

23、着环境污染形势的变化、 科学技术的发展， 人们逐渐认识到水质安全对人体健 康的重要性。但是， 随着新的污染物不断涌现， 在评价水质是否安全时， 常常需要判断被评 价水中所包含的各类污染物是否在要求的限度内。因此， 快速准确获得各类污染物的安全 浓度， 即 ： 各类污染物的水质基准值， 是有效保证水质评价的关键因素。 现有技术中， 各类污 染物的水质基准值通过人工计算， 具有计算速度慢、 计算结果易出现偏差等问题， 从而不利 于评价水质是否安全。 发明内容 0003 针对现有技术存在的缺陷， 本发明提供一种保护人体健康的水质基准值推导方法 及水质安全评价方法， 能够快速准确的评价水质是否安全。

24、0004 本发明采用的技术方案如下 ： 0005 本发明提供一种保护人体健康的水质基准值推导方法， 包括以下步骤 ： 0006 S1， 判断污染物是否为致癌物， 如果所述污染物为致癌物， 则通过 S2 的方法得到 所述污染物的水质基准值 ； 如果所述污染物为非致癌物， 则通过 S3 的方法得到所述污染物 的水质基准值 ； 0007 S2， 如果所述致癌物的作用模式呈现线性剂量 - 效应关系时， 可通过线性法即 ： 公 式一计算所述致癌物的水质基准值 ； 0008 公式一 0009 其中， 0010 AWQC水质基准， mg/L ； 0011 RSD特定风险剂量， mg/kgd ； 0012 B

25、W人体体重， kg ； 0013 DI饮用水摄入量， L/d ； 0014 FIi营养级 i 的鱼类摄入量， kg/d， 其中， i 2， 3， 4 ； 0015 BAFi营养级 i 的生物累积系数， L/kg ； 其中， i 2， 3， 4 ； 0016 如果所述致癌物的作用模式呈现非线性剂量 - 效应关系时， 通过非线性法即 ： 公 式二计算所述致癌物的水质基准值 ； 说 明 书 CN 103336101 A 9 2/22 页 10 0017 公式二 0018 其中， 0019 POD起始点， mg/kgd ； 0020 UF不确定性系数， 无量纲 ； 0021 RSC相对源贡献率， 即饮

26、水暴露占总暴露之比 ； 0022 S3， 通过公式三计算所述非致癌物的水质基准值 ； 0023 公式三 0024 其中， RfD非致癌效应参考剂量， mg/kgd。 0025 优选的， 所述 RSD 通过公式四计算得出 ： 0026 公式四 0027 其中， TICR目标致癌风险增量， 取值范围 10-6 10-4； 0028 m致癌潜力系数， mg/kgd ； 0029 当以动物实验数据为致癌潜力系数的依据时， 其值为剂量 - 效应关系曲线斜率的 95置信上限 ； 根据人类流行病学调查资料为斜率的最大估计值， m 通过公式五计算得出 ： 0030 公式五 0031 其中， LED10有 10

27、影响的剂量下限 ； 其含义为， 与对照组相比， 在 10的被暴 露者中产生有害影响所需要的化学物质剂量的 95置信下限。 0032 优选的， 所述POD为致癌物质剂量-效应关系曲线上标记低剂量外推的起点， 即从 观察数据中得到表示决定暴露的最低浓度值 ； 所述 POD 为标记反应与效应分布曲线上限曲 线之交点， 其中， 所述标记反应为 ： 基准反应值 BMR， 5 10 ； 或者， 所述 POD 为未见有害 效应剂量 / 最低可见有害效应剂量 NOAEL/LOAEL 的对应点 ； 0033 所述 POD 采用以下两种方法获得 ： 0034 方法一， 基准剂量法的曲线拟合确定起始点， 致癌线性默

28、认值是指从 LED10一直到 原点的直线外推法， 标准起始点为 LED10， 原点为零剂量、 零附加风险， 其推导步骤如下 ： 0035 h. 评估数据形态， 所述数据形态包括点数据或连续数据 ； 0036 i. 计算各实验组的 NOAEL 与 LOAEL 平均值与单尾 95置信限效应分布的上限值 ； 0037 j. 对各平均值及 95置信上限点进行曲线拟合 ； 0038 k. 设定基准反应值， 其水平线与 95置信上限曲线的交点即为起始点 ； 0039 1. 起始点对应的剂量即为 BMDL ； 0040 m. 考察所有实验条件与数据质量， 决定不确定性系数 UF ； 0041 n. 若评估非

29、致癌效应 ： 参考剂量 RfD 或参考浓度 RfC BMDL/UF ； 说 明 书 CN 103336101 A 10 3/22 页 11 0042 若评估致癌效应 ： 斜率系数 SF， 即致癌潜力系数 BMR 基准反应值 /BMDL ； 0043 方法二， NOAEL/LOAEL 法起始点的确定 ： 0044 致癌物非线性默认值起始点的确定， 应首先确定起始点和水质基准有关暴露水平 间的边缘模式， 当暴露分析边缘符合非线性剂量 - 效应法时， NOAEL 作为起始点 ； 若从所有 研究中都不能确定出适宜的 NOAEL， 则使用临界效应终点的 LOAEL， 同时使用从 NOAEL 到 NOAE

30、L 外推法中的不确定性系数。 0045 优选的， 推算所述 POD 应遵循的原则为 ： 0046 a. 在应用动物测定的数据时， 调整作用剂量值以诠释动物和人体间毒物代谢动力 学的差异， 该种差异将影响作用于靶器官的作用剂量和生物有效剂量之间的关系 ； 0047 由动物数据估算出的 LED10作为起始点时， 种间剂量调整或毒物代谢动力学分析 将其调整为人体等效剂量 ； 人体等效剂量计算公式见公式六 ： 0048 公式六 ； 0049 b. 如果观测到的反应低于 LED10， 则选择较低点。 0050 优选的， 在 RSC 推导过程中， 考虑非水源暴露和途径， 具体为 ： 使用有关水、 空气、

31、土壤和不同食物间的生物有效性的差异估算现有数据的总暴露， 并用其进行参考剂量或起 始点 / 不确定性系数的分配 ； 其中， 所述非水源暴露通过以下方法获得 ： 扣除法、 百分数法 和暴露决策树法。 0051 6、 根据权利要求 1 所述的保护人体健康的水质基准值推导方法， 其特征在于， 所 述生物累积系数 BAF 代表国家生物累积系数， 表示化合物在国民通常消费的水生生物可食 用组织中长期的平均生物累积潜力 ； 所述国家生物累积系数通过以下 4 个步骤计算获得 ： 0052 a， 选择生物累积系数推导方法 ； 具体为 ： 根据化合物的性质和类型， 选择对应的 推导方法 ； 0053 b， 计算

32、单个基线生物累积系数 ； 0054 c， 选择最终基线生物累积系数 ； 0055 d， 由最终基线生物累积系数计算国家生物累积系数。 0056 优选的， 所述根据化合物的性质和类型， 选择对应的推导方法， 具体为 ： 0057 如果化合物为非离子性有机化合物时， 执行下列过程 ： 0058 S1-1， 判断化合物的疏水性 Kow是否 4， 如果 Kow 4， 则执行 S1-2， 否则执行 S1-3 ； 0059 S1-2， 进一步判断所述化合物的新陈代谢程度， 如果所述化合物的新陈代谢还没 有确定或者为极低， 则执行方式 1， 否则执行方式 2 ； 0060 S1-3， 进一步判断所述化合物的

33、新陈代谢程度， 如果所述化合物的新陈代谢程度 低， 则执行方式 3， 否则执行方式 4 ； 0061 其中， 方式 1 包括以下四种方法 ： 0062 方法 1， 由实测生物累积系数推导单个基线生物累积系数 ： 0063 由现场采集的样品数据推导生物累积系数， 其计算公式如下 ： 0064 说 明 书 CN 103336101 A 11 4/22 页 12 0065 式中 ： 0066 基线 BAF基于自由溶解态和脂质标准化的生物累积系数 ； 0067 基于实测组织和水中总浓度的生物累积系数 ； 0068 fl组织中的脂质分数 ； 0069 ffd化学物质在水中的自由溶解态分数。 0070 其

34、中， 0071 1)的计算公式为 ： 0072 0073 式中 ： 0074 Ct特定湿组织中的化学物质浓度 ； 0075 Cw水中化学物质浓度。 0076 2)ffd的计算公式为 0077 0078 式中 ： 0079 POC颗粒性有机碳浓度 (kg/L) ； 0080 DOC溶解性有机碳浓度 (kg/L) ； 0081 Kow该化学物质的辛醇 - 水分配系数 ； 0082 3)fl的计算公式为 0083 0084 式中 ： 0085 Ml特定组织中的脂质含量 ； 0086 Mt特定组织的质量 ； 0087 方法 2， 由生物 - 沉积物累积系数推导基线生物累积系数 ： 0088 此法适用于

35、在鱼体组织和沉积物中检测得到， 但在水体中难于精确测定的化合 物， 基线生物累积系数的计算公式为 ： 0089 0090 式中 ： 0091 ( 基线 BAF)i自由溶解态和脂质标准化基础上表达的化学物质 i 的生物累积 系数 ； 0092 (BSAF)i化学物质 i 的生物 - 沉积物累积系数 ； 0093 参比化学物质 r 在沉积物和水中的分配系数 ； 说 明 书 CN 103336101 A 12 5/22 页 13 0094 (Kow)i化学物质 i 的辛醇 - 水分配系数 ； 0095 (Kow)r参比化学物质 r 的辛醇 - 水分配系数 ； 0096 Di/r化学物质 i 和 r

36、的比值， 通常选择 Di/r 1 ； 0097 式中 ： 0098 1) 实测生物 - 沉积物累积系数的计算 0099 0100 式中 ： 0101 Cl生物体内化学物质的脂质标准化浓度 ； 0102 Csoc沉积物中化学物质的有机碳标准化浓度 ； 0103 生物体内化学物质的脂质标准化浓度 Cl， 指组织或整个生物体中的污染物质的总 浓度除以同一组织或整个生物体中的脂质分数， 由以下公式确定 ： 0104 0105 式中 ： 0106 Ct特定湿组织或完整生物体中的化学物质浓度， 单位为 ug/g ； 0107 fl脂质分数 ； 0108 Csoc通过下式确定 ： 0109 0110 式中

37、： 0111 Cs沉积物中的化学物质浓度， 单位为 ug/g ； 0112 foc沉积物中的有机碳含量 ； 0113 2)通过下式计算 ： 0114 0115 式中 ： 0116 (Csoc)r经有机碳标准化的沉积物中参比化学物质的浓度 ： 0117 自由溶解在水中的参比化学物质浓度 ； 0118 方法 3， 由生物富集系数和食物链倍增系数计算基线生物累积系数 0119 此方法适用于生物新陈代谢能力低的高疏水性非离子性有机化合物 ； 室内测定的 和 FCM 共同使用， 考虑到该类化合物的非水暴露途径和生物放大作用， 须对所获得的 数据进行专业评价， 其计算公式如下 ： 0120 0121 式中

38、 ： 说 明 书 CN 103336101 A 13 6/22 页 14 0122 基线 BAF基于自由溶解态和脂质标准化的生物累积系数 ； 0123 基于实测组织和水中总浓度的生物富集系数 ； 0124 fl组织中的脂质分数 ； 0125 ffd化学物质在水中的自由溶解态分数 ； 0126 FCM由线性外推法得出或由实测数据得出的相应营养级的食物链倍增系数 ； 0127 其中， 0128 1) 实验窒测定生物累积系数的计算公式 ： 0129 0130 式中 ： 0131 Ct特定湿组织中的化学物质浓度 ； 0132 Cw实验室测试水中化学物质浓度 ； 0133 2) 食物链倍增系数 FCM

39、的推导 0134 1) 非离子性有机化学物质通过 Gobos 生物累积模型计算， 该模型需要食物链结构 和目标水体的水质特征数据 ； 0135 2) 无机离子化合物与有机金属化合物由实测数据推导 ； 使用相应捕食者和被捕 食者生物体内非离子性有机化合物的脂质标准化浓度计算实地推导的 FCM， 计算公式如 下 ： 0136 FCMTL2 BMFTL2 0137 FCMTL3 (BMFTL3)(BMFTL2) 0138 FCMTL4 (BMFTL4)(BMFTL3)(BMFTL2) 0139 式中 ： 0140 FCM选定营养级的食物链倍增系数 ； 其中， 所选定的营养级为 2、 3、 4 级 ；

40、 0141 BMF选定营养级的生物放大系数， 生物放大系数依据下列公式由特定生物体 中测定的组织残留浓度进行计算 ： 其中， 所选定的营养级为 2、 3、 4 级 ； 0142 BMFTL2 (Cl， TL2)/(Cl， TL1) 0143 BMFTL3 (Cl， TL3)/(Cl， TL2) 0144 BMFTL4 (Cl， TL4)/(Cl， TL3) 0145 式中 ： 0146 Cl选定营养级的相应生物组织中的脂质标准化浓度 ； 0147 方法 4， 由辛醇 - 水分配系数和食物链倍增系数得出基线生物累积系数 ： 0148 该方法仅适用于新陈代谢可被忽略或代谢未知的高疏水性化学物质，

41、假定 KOW与 基线 BCF 相等， 利用 KOW与 FCM 计算基线 BAF， 每一营养级的基线 BAF 由下列公式计算 ： 0149 基线 BAF FCMKow 0150 式中 ： 0151 基线 BAF基于自由溶解态和脂质标准化的选定营养级的生物累积系数 ； 0152 FCM由线性外推法得出或由现场数据得出的相应营养级的食物链倍增系数 ； 0153 Kow辛醇 - 水分配系数 ； 说 明 书 CN 103336101 A 14 7/22 页 15 0154 方式 2 为 ： 0155 通过方式 1 中的方法 1、 方法 2 或不考虑食物链倍增系数， 由生物富集系数计算基 线生物累积系数

42、； 0156 方式 3 为 ： 0157 通过方式 1 中的方法 1、 或不考虑食物链倍增系数， 由生物富集系数或食物链倍增 系数计算基线生物累积系数 ； 0158 方式 4 为 ： 0159 通过方式 1 中的方法 1 或不考虑食物链倍增系数， 由生物富集系数计算基线生物 累积系数 ； 0160 如果化合物为离子性有机化合物时， 执行下列过程 ： 0161 当化合物酸碱度比电离常数低 2 个以上单位时， 化合物的离子化程度可忽略， 按 非离子性有机化合物的方式 1、 方式 2、 方式 3 和方式 4 计算生物累积系数 ； 0162 如果有机酸的酸碱度大于电离常数减 2， 或有机碱小于电离常数

43、加 2 时， 按下列方 式 5 或方式 6 计算生物累积系数 ； 0163 方式 5 ： 按方式 1 中方法 1 所示方法， 由实测生物累积系数推导单个基线生物累积 系数 ： 以及， 不考虑食物链倍增系数， 由生物富集系数计算基线生物累积系数 ； 0164 方式 6 ： 按方式 1 中方法 1 所示方法， 由实测生物累积系数推导单个基线生物累积 系数 ： 以及， 按方式 1 中方法 3 所示方法， 由生物富集系数和食物链倍增系数计算基线生物 累积系数。 0165 优选的， 当化合物为非离子性有机化合物时， 国家生物累积系数通过下式计算 ： 0166 国家 BAFTL， n ( 最终基线 BAF

44、)TL， n(fl)TL， n+1ffd 0167 式中 ： 0168 ( 最终基线 BAF)TL， n基于自由溶解态和脂质标准化的营养级 n 的最终营养 级 - 平均值基线生物累积系数 ； 0169 (fl)TL， n营养级 n 中被消耗水生生物的脂质分数 ； 0170 ffd化学物质在水中的自由溶解态分数 ； 0171 自由溶解态分数 ffd， 按下列公式计算 ： 0172 0173 式中 ： 0174 POC水中颗粒性有机碳浓度， kg/L ； 0175 DOC水中溶解性有机碳浓度， kg/L ； 0176 Kow辛醇 - 水分配系数。 0177 本发明还提供一种水质安全评价方法， 包括

45、以下步骤 ： 0178 按权利要求18任一项所述保护人体健康的水质基准值推导方法获取保护人体 健康的水质基准值 ； 0179 分析被检水环境， 判断被检水环境的水质是否符合所述水质基准值， 如果符合， 则 所述被检水环境为安全的水环境， 否则， 所述被检水环境为不安全的水环境。 0180 本发明的有益效果如下 ： 说 明 书 CN 103336101 A 15 8/22 页 16 0181 本发明提供一种保护人体健康的水质基准值推导方法及水质安全评价方法， 首先 能够快速准确的计算得到各类污染物的水质基准值， 然后自动快速分析被评价的水质是否 安全。 附图说明 0182 图 1 为本发明提供的

46、水质安全评价方法的流程示意图 ； 0183 图 2 为本发明提供的确定参考剂量分配比例的暴露决策树路线图 ； 0184 图 3 为本发明提供的生物累积系数推导方式选择路线图。 具体实施方式 0185 以下对本发明进行详细说明 ： 0186 实施例 0187 本发明提供一种保护人体健康的水质基准值推导方法及水质安全评价方法， 当需 要评价某一水质是否安全时， 首先快速获得保护人体健康的水质基准值， 然后分析被检水 环境， 判断被检水环境的水质是否符合所述水质基准值， 如果符合， 则所述被检水环境为安 全的水环境， 否则， 所述被检水环境为不安全的水环境。因此， 为提高水质安全评价的准确 性， 获

47、得保护人体健康的水质基准值是关键的一步， 以下详细介绍保护人体健康的水质基 准值的获得过程 ： 0188 在致癌过程中， 若无阈值剂量与癌症反应呈线性关系， 且这个关系式具有充足的 科学依据时， 应选用线性法来推导该物质的基准值。若致癌物在低剂量时作用模式为非线 性， 应综合考虑致癌和非致癌效应。 如果没有一种效应占主导地位， 水质基准应由致癌和非 致癌两个效应终点来确定， 把致癌和非致癌两个效应中的较低值作为基准值。 0189 (1) 线性法 0190 若致癌物的作用模式呈现线性剂量 - 效应关系时， 可由下列公式计算致癌物的水 质基准。 0191 0192 式中 ： 0193 AWQC水质基准， mg/L ； 0194 RSD特定风险剂量， mg/kgd ； 0195 BW人体体重， kg ； 0196 DI饮用水摄入量， L/d ； 0197 FIi营养级 i(i 2， 3， 4) 的鱼类摄入量， kg/d ； 0198 BAFi营养级 i(i 2， 3， 4) 的生物累积系数， L/kg。 0199 (2) 非线性法 0200