[发明专利]基于过渡金属保护水生生物水质基准的CCCs预测方法

说明书

本发明涉及一种基准连续浓度的预测方法，具体涉及一种基于过渡金属保护水生生物水质基准的CCCs预测方法。该预测方法包括S1.数据选取；S2.PPCR模型构建；S3.模型拟合优度和稳健性检验；S4.最优预测空间的评价和S5.基准连续浓度的预测。本发明的预测方法利用PPCR方法对第四、五、六周期(含镧系)，锕系的过渡金属的基准连续浓度进行预测，避免了慢性毒性实验耗费的大量人力、物力和财力，基准推导过程中表现出明显的方法学优势，为过渡金属慢性水质基准制定和风险评估提供了可靠的参考值。

技术领域

本发明涉及一种基准连续浓度的预测方法，具体涉及一种基于过渡金属保护水生生物水质基准的CCCs预测方法。

背景技术

保护水生生物水质基准主要包括急性基准和慢性基准，通常使用基准最大浓度(CMCs)和基准连续浓度(CCCs)作为衡量水生生物免受急、慢性伤害的基准阈值。对于基准连续浓度(CCCs)，经过30年6次基准文件的更新，在最新的基准文件中，7种过渡金属列出了基准连续浓度值(CCCs)，分别是铬(Cr)、铁(Fe)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)(USEPA，2009)。

目前，同CMCs一样，还有60余种过渡金属没有CCCs参考值。最重要的原因是没有足够多的毒性数据供研究者利用已有的基准推导方法进行基准研究。而通过标准化的生物毒性测试手段，是目前USEPA基准发布的唯一手段。CCCs是指一种污染物最高4天的平均暴露浓度，在此浓度下水生生物不会产生不可接受效应。较于CMCs的毒性实验要求更高，时间更长，难度更大。纵观国外基准研究，用于CCCs基准推导的大量毒性测试实验更需要耗费大量的人力，物力和财力，因此阻碍了过渡金属慢性水质基准研究的发展，这也是大量过渡金属没有CCCs参考值的主要原因。因此，尝试构建不依赖于实验测定的过渡金属慢性水质基准预测方法非常重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于过渡金属保护水生生物水质基准的CCCs预测方法。本发明的预测方法利用PPCR方法对第四、五、六周期(含镧系)，锕系的过渡金属的基准连续浓度进行预测，对未来过渡金属水质基准制定和风险评估提供参考依据。进行预测的56种目标金属包括已有基准值的7种金属和未知基准值的49种金属。

本发明的技术方案为：过渡金属保护水生生物水质基准的CCCs预测方法，包括以下步骤：

S1.数据选取

选取具有基准连续浓度值的过渡金属为样本元素，选择所述过渡金属离子结构参数(变量)表征金属离子的各种物理化学性质，作为变量参数用以建模；

S2.PPCR模型构建

(1)样本元素的结构参数与样本元素的基准连续浓度值进行pearson相关系数检验，得到变量间的线性相关程度；

(2)对满足P值小于0.1的条件的结构参数与样本元素CCCs构建PPCR方程；建立PPCR模型；

S3.模型拟合优度和稳健性检验

内部验证采用残差标准误RSE、决定系数R²、F统计量和调整过的R²四种统计量描述所述PPCR模型的拟合程度；R²和RSE的计算公式如公式1和公式2所示；

其中，y_i是第i种金属的CCCs值，是第i种金属的预测CCCs值，是i种金属的CCCs推荐值的平均值，n是训练集的金属个数；

采用k折交叉验证法对所述PPCR模型进行内部验证，以期检验模型的稳健性；

S4.最优预测空间的评价

使用William plot验证最优预测空间；