[发明专利]预测地表水水环境中污染物对生物的生态风险的方法

摘要

本发明公开了一种预测地表水水环境中污染物对生物的生态风险的方法。本发明结合非恒定水环境模型和水生态毒理综合模型，发明了一种地表水水环境生态风险的评价方法，包括长期生态风险评价和急性生态风险评价方法。前者侧重污染物的长期累积效应，兼顾生态毒理效应和水动力学、水质学时空动态特征，是一种综合的生态风险评价方法；后者侧重污染物急性生态评价，为地表水污染事件的生态风险快速评价提供方法学支撑。

主权项

预测地表水水环境中待测污染物对待检测生物的生态风险的方法，包括如下步骤：(1)测定污染物事故发生点的如下数据组1：当前水位、流量、糙率值和风速值；获得如下数据组2：污染物事故发生点的地形、污染物事故发生点的经纬度、待测污染物、待测污染物总质量、待测污染物比重、待测污染物溶解速率、待测污染物饱和溶解度、待测污染物挥发性和待测污染物降解速率；将数据组1和数据组2的各项数据输入非恒定水环境模型，生成地表水水环境中待检测污染物的浓度场数据，作为一次参数；所述浓度场数据由说明文件gridinfo.ini、网格信息文件gridinfo.txt、网格结构文件grid.txt和网格组成文件gridnet.txt组成；所述说明文件gridinfo.ini的参数如下：整个模拟的起始时间、浓度场中结点个数、浓度场中网格个数和模拟运行的时间；所述网格信息文件gridinfo.txt的参数如下：网格编号、网格最大长度、网格面积、平均水深、最大深度、网格初始水容量、网格入水量、网格出水量、网格水温和网格污染物浓度；所述网格结构文件grid.txt的参数如下：网格四顶点的X坐标、网格四顶点的Y坐标和网格面积；所述网格组成文件gridnet.txt的参数如下：四边形四结点的结点编号；(2)按照下述(a)和/或(b)的方法预测地表水水环境中待测污染物对待测生物的生态风险；(a)以步骤(1)获得的一次参数为输入参数，预测地表水水环境中待测污染物对待测生物的生态风险；输入暴露时刻t处每个网格的污染物浓度Concentration(t)和暴露时刻t处污染物对待检测水生动物的半致死浓度LC50(t)，得到所述水生动物对污染物的风险值Risk(t)；Risk(t)＝Concentration(t)/LC50(t)；输入暴露时刻t处每个网格的污染物浓度Concentration(t)和暴露时刻t处污染物对待检测水生植物的半数有效浓度EC50(t)，得到所述水生植物对污染物的风险值Risk(t)；Risk(t)＝Concentration(t)/EC50(t)；采用OpenGl技术结合聚类算法、颜色分形算法对所有网格进行图像渲染，输出地表水水环境中待测污染物对待测生物的生态风险图；(b)采集所述地表水水环境的水样，检测水样获得水质参数；所述水质参数包括 营养盐浓度、碎屑浓度、水生植物生物量和水生动物生物量；所述营养盐浓度指的是氨氮浓度、硝酸盐浓度、磷酸盐浓度、二氧化碳浓度和溶解氧浓度；所述碎屑浓度指的是可溶性和非可溶性碎屑的浓度值；将上述数据输入水生态毒理模型，选择待测污染物，然后以步骤(1)获得的一次参数为输入参数，应用所述水生态毒理模型预测地表水水环境中待检测污染物对待检测生物的生态风险；读取网格信息文件gridinfo.txt，提取地表水水环境的无结构网格几何分布，采用空间网格聚集技术与水生态毒理模型进行耦合，网格聚集后的每一个网格作为水生态毒理模型的一个输入单元，所有空间网格信息由GIS平台MAPWINGIS组件管理和维护；读取网格信息文件gridinfo.txt，提取动态参数，采用时间步长耦合技术与水生态毒理模型进行耦合；所述动态参数包括网格最大长度、网格面积、平均水深、最大深度、网格入水量、网格出水量、网格水温、网格污染物浓度；所述水生态毒理模型对每一个输入单元进行逐一处理，得到各网格中待测生物的浓度变化、生物种群和生物量变化，采用OpenGL技术结合聚类算法、颜色分形算法对各网格进行图形渲染，输出地表水水环境中待检测污染物对待检测生物的生态风险图。