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近年来,随着滩涂的开发以及工业废水和生活污水的大量排放,作为流域污染物汇、库的潮滩环境及其生态系统正面临着巨大的压力。环境中的重金属,因其生物不可降解性,对生物、河口和海洋环境以及人类健康都存在严重的负面影响。因此,建立合理的潮滩沉积物重金属污染的环境质量标准具有重要意义。重金属的生物有效性将是风险评估和环境质量标准制定的关键指标。生物配体模型作为一个可定量评估具体环境重金属的生物有效性及其毒性的机理性模型,其在水体已经获得广泛应用,目前陆地生态系统正在发展完善。对于以植物作为指示物种的河口潮滩沉积物生物配体模型研究,目前尚未见报道。本研究以长江河口潮滩为研究对象,选择盐沼先锋物种海三棱薦草作为指示物种,采用单因素浓度控制-水培-植物根伸长抑制试验,研究了 pH及其钙(Ca)、镁(Mg)、钠(Na)、钾(K)对海三棱薦草的铜(Cu)、锌(Zn)和镍(Ni)急性毒性的影响及其量化关系,利用Visual MINTEQ计算了溶液中Cu、Zn和Ni的化学形态,建立了 Cu、Zn和Ni对海三棱薦草的沉积物生物配体模型。并比较了Cu、Zn和Ni对海三棱薦草的急性毒性差异以及不同物种Cu、Zn和Ni的BLM参数。主要研究结果如下:1)Na+活度的增加能够显著增加铜对海三棱薦草的根伸长半抑制浓度EC50[Cu2+],而 Ca2+、K+、Mg2+对 EC50[Cu2+]没有显著影响。在 pH 为 5.55-8.22 的范围内,EC50[Cu2+]与H+活度之间不存在线性关系。在高pH(7.03-8.22)条件下,Cu2+和CuC03(aq)可作为毒性形态与Na+竞争生物配体络合位点。在低pH(5.55-6.62)条件下,pH增加对EC50[Cu2+]没有显著影响。基于生物配体模型理论,计算了 Cu2+、CuCO3(aq)和Na+与海三棱薦草根配体的络合常数及其50%根伸长抑制时 Cu2+-BL 的分配系数 fCuBL50%,分别为 logKCuBL = 6.60、logKCuCO3BL= 6.20、logKNaBL = 1.778和f50 =0.492。2)增加Mg2+、Ca2+、K+活度能够显著增加EC50[Znz+],而Na+、H+活度对EC50[Zn2+]没有显著影响。在本研究pH(4.4-7.5)范围内,pH对Zn2+毒性没有显著影响。根据BLM理论,Mg2+、Ca2+、K+可与Zn2+竞争生物配体的络合位点,其与配体的络合常数分别为log KMgBL= 2.36、logKKBL=2.68、logKCaBL= 2.545、logKZnBL =3.96,Zn2+-BL 的分配系数f50B%L=0.378。3)增加溶液中Mg2+活度能够显著增加EC50[Ni2+],而Ca2+、Na+、K+活度的变化对EC50[Ni2+]没有显著性影响,在pH(4.52-8.00)的范围内,pH值对镍毒性没有显著影响。基于BLM理论,Mg2+可与Ni2+竞争生物配体的络合位点,其与配体的络合常数和金属分配系数分别为logKMgBL =2.2467、logKNiBL=4.56,Ni2+-BL的分配系数fNiBL50%=0.4785。4)根据获得的参数建立了预测海三棱薦草Cu、Zn和Ni急性毒性的生物配体模型。5)比较了 Cu、Zn和Ni对海三棱薦草的毒性阈值(EC50)及急性毒性络合常数(logKMeBL),均表明Cu、Zn以及Ni对海三棱薦草的毒性大小顺序依次为Cu>Ni>Zn。本研究中,f50%与金属毒性呈正相关,三种金属中Cu的毒性最大。本研究成功建立了重金属Cu、Zn和Ni对海三棱薦草急性毒性的生物配体模型(BLM),揭示重金属在潮滩沉积物中的污染特征,为评估重金属的毒性和生物有效性提供了科学方法和基础数据,也为近海和海岸带环境质量标准的制定提供了依据,能够被广泛应用于其他盐沼植物的毒性风险评估,对于河口潮滩重金属污染管理和生态修复具有重要意义。