淡水水生生物水质基准技术报告—镉
（2020年版）
2020年2月
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声 明
国家生态环境基准是基于环境因子与特定对象之间的剂量—效应（反应）关系，结合我国生态环境特点做出的科学判断，不考虑社会、经济及技术等方面因素，不具有法律强制力，可作为制修订生态环境质量标准、评估生态环境风险以及进行生态环境管理的科学依据。随着科学研究的不断发展和深入，国家生态环境基准也将适时修订和更新。
国家生态环境基准由生态环境部负责组织制定。
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前 言
生态环境基准是在特定条件和用途下，环境因子（污染物质或有害要素）对人群健康与生态系统不产生有害效应的最大剂量或水平。生态环境基准研究以环境暴露、毒性效应与风险评估为核心，揭示环境因子对人群健康和生态安全影响的客观规律，研究结果不仅是制修订生态环境质量标准的理论基础和科学依据，也是构建国家生态环境风险防范体系的重要基石。从揭示客观规律看，生态环境基准具有普适性，但自然地理和生态系统构成等方面的差异，也会使这种客观规律呈现一定的地域特殊性，需要各国乃至各地区根据实际情况开展针对性研究。
环境基准研究始于19世纪末，发达国家相关工作开展较早，现已形成了相对完整的环境基准体系，为环境标准的制定和颁布奠定了科学基础。我国相关工作起步晚，虽然围绕生态环境基准陆续设立了一系列科研项目，但基础薄弱、任务部署零散、体系不强、研究方法不统一，成果产出距离满足生态环境管理工作的实际需要还存在一定差距。随着生态文明建设的不断深化及其对生态环境服务功能要求的不断提高，研究制定符合我国生态环境特征的生态环境基准，对于制定更加科学、合理、有效的生态环境质量标准的重要意义日益凸显。
《中华人民共和国环境保护法》第15条提出：“国家鼓励开展环境基准研究”。作为生态环境管理的重要组成部分，生态环境基准工作在法律层面得以明确，为建立健全国家生态环境基准体系、推动生态环境基准工作健康发展提供了制度保障。2017年，生态环境部（原环境保护部）发布了《国家环境基准管理办法（试行）》（公告2017年第14号）。在充分吸收国内外最新研究成果的基础上，结合我国区域特征和生态环境管理需要，生态环境部从制定水质生态环境基准入手进行探索和实践，于2017年开始陆续发布国家生态环境基准制定技术指南，规范我国生态环境基准制定程序、技术和方法。
《淡水水生生物水质基准—镉》（2020年版）是我国首个生态环境基准。根据《国家环境基准管理办法（试行）》，为阐述生态环境基准制定的具体方法和过程，生态环境基准发布时需编制技术报告作为附件。《淡水水生生物水质基准技术报告—镉》（2020年版）分为六章和两附录：第一章概述了基准制定的基本情况；第二章介绍了国内外相关基准的研究进展；第三章介绍了镉及其化合物的理化性质和毒性效应；第四章介绍了基准制定所需文献和数据的筛选方法与结果；第五章介绍了基准的推导方法和推导结果；第六章为基准审核情况；附录A以列表方式提供了镉对淡水水生生物的急性毒性数据；附录B以列表方式提供了镉对淡水水生生物的慢性毒性数据。
《淡水水生生物水质基准—镉》（2020年版）、《淡水水生生物水质基准技术报告—镉》（2020年版）由生态环境部法规与标准司组织制定，中国环境科学研究院依据《淡水水生生物水质基准制定技术指南》（HJ 831—2017）起草。
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缩略语说明
序号
缩略语
中文名称
英文名称
单位
1 ATV 2 CTV 3 EC50
急性毒性值 Acute Toxicity Value μg/L 慢性毒性值 Chronic Toxicity Value μg/L 半数效应浓度
50% of Effective Concentration
μg/L
4 ECOTOX 生态毒性数据库 Ecotoxicology Database - 5 GLP 良好实验室规范 6 HCx x%物种危害浓度 7 IC50 8 LC50
半数抑制效应浓度 半数致死浓度
Good Laboratory Practice Hazardous Concentration for x% of
Species 50% of Inhibitory Concentration 50% of Lethal Concentration Lowest Observed Effect Concentration
Lowest Observed Effect Level Long-term Water Quality Criteria Maximum Acceptable Toxicant
Concentration No Observed Effect Concentration
No Observed Effect Level
- μg/L μg/L μg/L μg/L μg/L μg/L μg/L μg/L μg/L
9 LOEC 最低观察效应浓度 10 LOEL 最低观察效应水平 11 LWQC 12 MATC 13 NOEC 14 NOEL 15 PAN 16 SMAV 17 SMCV 18 SSD 19 SWQC 长期水质基准 最大允许浓度 无观察效应浓度 无观察效应水平
农药行动网络 Pesticide Action Network - 种平均急性值 Species Mean Acute Value μg/L 种平均慢性值 物种敏感度分布 短期水质基准
Species Mean Chronic Value Species Sensitivity Distribution Short-term Water Quality Criteria
Web of Science
μg/L - μg/L -
20 WOS 科学引文索引数据库
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目 录
1 概述................................................................................................................................................9 2 国内外研究进展............................................................................................................................9 3 镉及其化合物的环境问题..........................................................................................................11 3.1 理化性质................................................................................................................................11 3.2 镉对淡水水生生物的毒性....................................................................................................11
3.2.1 急性毒性......................................................................................................................11 3.2.2 慢性毒性......................................................................................................................12 3.3 水质参数对镉毒性的影响....................................................................................................12 4 资料检索和数据筛选..................................................................................................................12 4.1 数据需求................................................................................................................................12 4.2 资料检索................................................................................................................................13 4.3 数据筛选................................................................................................................................14
4.3.1筛选方法.......................................................................................................................14 4.3.2筛选结果.......................................................................................................................15 5 基准推导......................................................................................................................................17 5.1 推导方法................................................................................................................................17
5.1.1 水体硬度校正..............................................................................................................17 5.1.2 种平均急/慢性值计算.................................................................................................18 5.1.3 毒性数据分布检验......................................................................................................18 5.1.4 累积频率计算..............................................................................................................19 5.1.5 模型拟合与评价..........................................................................................................19 5.1.6 基准的确定..................................................................................................................19 5.1.7 结果表达......................................................................................................................19 5.2 推导结果................................................................................................................................19
5.2.1 短期水质基准..............................................................................................................19 5.2.2 长期水质基准..............................................................................................................27 6基准审核.......................................................................................................................................32 参考文献..........................................................................................................................................34 附录A 镉对淡水水生生物的急性毒性数据...............................................................................43 附录B 镉对淡水水生生物的慢性毒性数据...............................................................................57
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1 概述
镉具有高毒性、易解离、易残留等特点，达到一定浓度后会对水生生物及生态系统产生有害影响。许多国家和国际组织（国际标准化组织、欧洲标准化委员会、美国国家标准学会等）将其纳入水体基本监测指标，也是我国地表水环境质量标准等水质标准的控制项目。《淡水水生生物水质基准—镉》（2020年版）依据《淡水水生生物水质基准制定技术指南》（HJ 831—2017）制定，反映现阶段地表水环境中镉对95%的中国淡水水生生物及其生态功能不产生有害效应的最大浓度，可为制修订相关水生态环境质量标准、预防和控制镉对水生生物及生态系统的危害提供科学依据。
基准推导过程中，共纳入1137篇中英文文献和7907条毒性数据库数据，经质量评价后344条数据为可靠数据，涉及65种淡水水生生物，基本代表了我国淡水水生生物区系特征，涵盖了草鱼、鳙鱼等我国淡水水生生物优势种。在对急性毒性值（ATV）和慢性毒性值（CTV）进行水体硬度校正后，基于物种敏感度分布法，推导出镉的短期水质基准（SWQC）和长期水质基准（LWQC），用总镉浓度表示，单位为g/L，基准值保留2位有效数字。 2 国内外研究进展
表1对比了国内外镉环境水质基准研究进展状况。美国是较早开始水质基准研究的国家，于1980年发布了单独成册的国家镉环境水质基准文件，并根据最新科学研究进展分别于1985年、1995年、2001年和2016年进行了4次修订。继美国之后，加拿大、澳大利亚先后发布了国家镉环境水质基准。我国镉环境水质基准研究始于20世纪末，虽然起步较晚，但进展较快，在借鉴、引用发达国家水质基准理论方法的基础上，有所创新和突破[1-4]，于2020年首次发布淡水水生生物镉水质基准（表2）。
由于水质基准推导方法、物种使用的差异，不同国家甚至同一国家在不同时期制定的镉水质基准也存在较大差异（表2）。例如：美国1980年发布淡水水生生物镉水质基准时，短期水质基准推导纳入了29个物种的急性毒性数据，长期水质基准推导纳入了13个物种的慢性毒性数据，鲤鱼急性毒性数据只有1条；在2016年进行镉水质基准更新时，短期水质基准推导纳入了101个物种的急性毒性数据，长期水质基准推导纳入了27个物种的慢性毒性数据，鲤鱼急性毒性数据增加至7条。在条件允许的情况下，各国、各地区应根据本国或本地区生态环境特点开展基准相关研究，制定水质基准[5]。
表1 国内外镉环境水质基准研究进展
基准推
导方法 物种来源
发达国家
主要包括评价因子法、物种敏感度分布法、毒性百分数排序法
本土物种、引进物种、国际通用物种
中国
对评价因子法、物种敏感度分布法、毒性百分数排序法均进行了研究，并在HJ 831—2017中确定使用物种敏感度分布法
本土物种、国际通用且在中国水体中广泛分布的物种、引进物种
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物种选择
基于不同国家生物区系的差异，各个国家物种选择要求不同。例如：美国要求物种不少于3门8科；加拿大要求3种及以上鱼类、3种及以上水生或半水生无脊椎动物
参照采用国际标准化组织、经济合作与发展组织等规定的水生生物毒性测试方法；部分发达国家采用本国制订的水生生物毒性测试方法
生态毒性数据库（ECOTOX） （http://cfpub.epa.gov/ecotox/） PAN农药数据库（北美） （http://www.pesticideinfo.org/）
依据HJ 831—2017，基准推导至少需要5个淡水水生生物物种，覆盖三个营养级
毒性测 试方法
参照采用国际标准化组织、经济合作与发展组织等规定的水生生物毒性测试方法；采用国家标准方法
相关毒性 数据库
无
表2 淡水水生生物镉水质基准
国家
制修订时间
SWQC （μg/L）
水体硬度
LWQC
（以CaCO3
（μg/L）
计，mg/L）
物种数（个） SWQC
LWQC
推导 方法
发布部门
1.5 0.012 50 1980年
3.0 0.025 100 6.3 0.051 200 1.8 0.66 50 美国
1985年
毒性百分数排3.9 1.1 100 52 16 序法 8.6 2.0 200 50 100 100 不详 65 不详 21 评价 因子法
加拿大环境部长理事会 美国环境 保护局
29 13 1995年 2.067 1.42862001年 2.0 0.25 2016年 1.8 0.72 101 27 不详
1996年 - 0.018 50 不详
加拿大
2014年
1.2 0.10 60 物种敏感度分2.2 0.18 120 62 36 布法 3.8 0.26 180 物种敏感度分布法
澳大利亚和新西兰
2000年 - 0.2 30 不详 不详
澳大利亚和新西兰环境保护委员会、农业与资源管理委
员会
2.1 0.15 50 4.2 0.23 100 6.5 0.29 150 中国 2020年
8.7 0.35 200 物种敏
57 23 感度分
11 0.39 250 布法
13 0.44 300 16 0.48 350 20 0.55 450 中华人民共和国生态环境部
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3 镉及其化合物的环境问题 3.1 理化性质
镉，元素符号Cd，为银白色、有光泽的过渡金属，第48号元素，元素周期表中位于第五周期IIB族，镉及其部分化合物的理化性质见表3。
环境中镉的来源分为自然源和人为源。自然源包括岩石土壤侵蚀、火山爆发和森林火灾等；人为源包括采矿、农耕、城市活动、企业排污、化石燃料燃烧等。
在淡水水体中，水溶态二价镉离子是镉最主要的存在形式，目前研究尚难明确含镉有机化合物中镉对淡水水生生物的剂量—效应关系，因此本报告中镉的化合物均为水溶态二价无机镉盐，主要涉及氯化镉、硝酸镉、硫酸镉。
表3 镉及其化合物的理化性质
镉及其 化合物
单质镉
氯化镉
硝酸镉
硫酸镉
分子式 Cd CAS号 7440-43-9 EINECS号 231-152-8 UN编号 - CdCl2 Cd(NO3)2 CdSO4 10108-64-2 233-296-7 2570 10325-94-7 233-710-6 51522 10124-36-4 233-331-6
-
熔点oC 321 568 - 1000 沸点oC 765 - 溶解性 用途
不溶于水 镉盐、烟幕弹、颜料、镉汞剂等
易溶于水 镉电池、陶瓷釉彩、印染助剂、光学镜增
光剂等
- -
溶于水 催化剂、镉电池、含镉药剂及分析试剂等
溶于水 镉电池、电子产品、
消毒剂等
3.2 镉对淡水水生生物的毒性 3.2.1 急性毒性
基于急性毒性效应测试终点不同，ATV包括半数致死浓度（LC50）、半数效应浓度（EC50）。 和半数抑制效应浓度（IC50）
本基准进行水体硬度校正和种平均急性值（SMAV）计算时，以LC50和基于水生生物活，动抑制效应的EC50作为ATV，求急性毒性—水体硬度斜率（公式1）和SMAV（公式5）基于以下考虑：
1）数据检索未见镉对水生生物的IC50值；
2）EC50包括活动抑制效应、繁殖效应、酶活性抑制等多种毒性效应测试终点，在天然水生态环境中，水生生物活动抑制、掠食困难极易引起生物死亡，因此使用基于水生生物活动抑制效应的EC50；
3）在同一物种下，若同时存在LC50和基于水生生物活动抑制效应的EC50，则全部使用。
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3.2.2 慢性毒性
基于慢性毒性效应测试终点不同，CTV包括无观察效应浓度（NOEC）、最低观察效应浓度（LOEC）、无观察效应水平（NOEL）、最低观察效应水平（LOEL）和最大允许浓度（MATC）。MATC是NOEC和LOEC（或NOEL和LOEL）的几何平均值。
本基准进行水体硬度校正和种平均慢性值（SMCV）计算时，以基于生长和生殖毒性效应的NOEC、LOEC、NOEL、LOEL、MATC作为CTV，求慢性毒性—水体硬度斜率（公式2）和SMCV（公式6），基于以下考虑：
1）在水生生物致毒过程中，一般认为低污染物浓度时先出现生长和生殖毒性，污染物浓度进一步增加引起活动抑制和致死，为充分保护水生生物及其生态功能，优先使用基于生长和生殖毒性效应的毒性数据作为CTV；
2）同一物种，若同时存在基于生长和生殖毒性效应的NOEC、LOEC、NOEL、LOEL，则全部使用；同一物种、同一实验中若同时存在基于生长和生殖毒性效应的NOEC和LOEC、NOEL和LOEL，则计算MATC；
3）生命周期较短的水生生物，将暴露时间小于21天但超过一个世代的EC50值作为CTV。3.3 水质参数对镉毒性的影响
水质参数包括硬度、酸碱度、盐度、有机碳等，是影响镉毒性和水质基准的重要因素。研究显示，酸碱度、盐度和有机碳等水质参数对镉的毒性影响较弱；水体硬度对镉的毒性影响较大，二价镉离子和钙离子可以作用于相似的靶点，产生拮抗作用，随着水体硬度的增加，镉对水生生物毒性作用显著降低。
地表水水体硬度未纳入我国地表水水体监测。参考第三次全国地表水水质评价结果[6]，我国地表水水体硬度<150 mg/L、150 mg/L ~<300 mg/L、300 mg/L ~≤450 mg/L、>450 mg/L的水面积占我国地表水总面积的比例分别为42%、34%、11%、13%。
本次基准推导将水体硬度（以CaCO3计）分为50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L、300 mg/L、350 mg/L、450 mg/L八个等级，分别计算镉对淡水水生生物的SWQC及LWQC。
4 资料检索和数据筛选 4.1 数据需求
本次基准推导所需数据类别包括化合物类型、物种类型、毒性数据、水体硬度等，各类数据关注指标见表4。
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表4 毒性数据检索要求
数据类别 化合物 物种类型 物种名称 实验物种 生命阶段 暴露方式 暴露时间
关注指标
氯化镉、硝酸镉、硫酸镉
中国本土物种、国际通用且在中国水体中广泛分布的物种、引进物种
中文名称、拉丁文名称
幼体、成体等
流水暴露、半静态暴露、静态暴露
以天或小时计
ATV LC50、EC50、IC50
CTV NOEC、LOEC、NOEL、LOEL、MATC 毒性效应 水体硬度
致死效应、生殖毒性效应、活动抑制效应等
硬度值；钙、镁离子浓度
4.2 资料检索
本次基准推导使用的数据主要来自英文毒性数据库和中英文文献数据库。英文毒性数据库和中英文文献数据库纳入和剔除原则见表5。完成毒性数据库和文献数据库筛选后，进行镉毒性数据检索，检索方案见表6，检索结果见表7。
表5 数据库纳入和剔除原则
数据库 类型
纳入条件
剔除原则
1） 剔除不包含毒性测试方法的数
据库；
2） 剔除不包含毒性实验暴露时间
的数据库；
3） 剔除不包含实验用水硬度值，
且无法根据给定条件计算出水体硬度值的数据库
符合条件的 数据库名称
毒性 数据库
1） 包含表4列出的数据类
别和关注指标； 2） 数据条目可溯源，包括题
目、作者、期刊名、期刊号等信息 1） 包含表4列出的数据类
别和关注指标；
2） 包含中文核心期刊或科
学引文索引核心期刊； 3） 包含属于原创性的研究
报告
1） ECOTOX； 2） PAN农药数据库
（北美）
文献 数据库 1） 剔除综述性论文数据库； 2） 剔除理论方法学论文数据库
1） 中国知识基础设施
工程；
2） 万方知识服务平台；3） 维普网； 4） WOS
表6 毒性数据和文献检索方案
数据库名称
检索时间
急性毒性
截至2019年8月31日之前数据库覆盖年限
化合物名称：Cadmium； 暴露介质：Freshwater；毒性效应测试终点：EC50或LC50或IC50
检索式
慢性毒性
化合物名称：Cadmium； 暴露介质：Freshwater； 毒性效应测试终点：NOEC或LOEC或NOEL或LOEL或MATC
毒性 数据
ECOTOX
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PAN农药数据库（北美）
截至2019年8月31日之前数据库覆盖年限
化合物名称：Cadmium或Cadmium chloride或Cadmium sulfate或Cadmium sulphate或Cadmium Nitrate 题名：镉或Cd； 主题：毒性；
期刊来源类别：核心期刊 题名：Cadmium；
主题：EC50或LC50或IC50
化合物名称：Cadmium 或Cadmium chloride 或Cadmium sulfate或Cadmium sulphate或Cadmium Nitrate题名：镉或Cd； 主题：毒性；
期刊来源类别：核心期刊 题名：Cadmium；
主题：NOEC或LOEC或 NOEL或LOEL或MATC
文献 检索
中国知识基础
截至2019年8
设施工程；万方
月31日之前数
知识服务平台；
据库覆盖年限
维普网
WOS
截至2019年8月31日之前数据库覆盖年限
表7 毒性数据和文献检索结果
数据库类型 毒性数据库
数据类型
数据和文献量
合计 7907条
急性毒性 3964条 慢性毒性 3943条
文献数据库
急性毒性 1075篇 慢性毒性 62篇
1137篇
4.3 数据筛选 4.3.1筛选方法
依据HJ 831—2017对检索获得的数据（表7）进行筛选，筛选方法见表8。数据筛选时，采用两组研究人员独立完成上述毒性数据库的数据筛选及中英文文献数据的提取和筛选，若两组研究人员对数据存在歧义，则提交编制组统一讨论或组织专家咨询后决策。
表8 数据筛选方法
筛选原则
1）中国本土物种依据《中国动物志》[7]《中国大百科全书》[8]《中国生物物种名录》[9]和
物种筛选
HJ 831—2017附录C进行筛选；
2）国际通用且在中国水体中广泛分布的物种依据HJ 831—2017附录B进行筛选； 3）引进物种依据《中国外来入侵生物》[10]进行筛选
1）纳入受试物种在适宜生长条件下测得的毒性数据，剔除溶解氧、总有机碳含量不符合要求的数据；
2）纳入实验用水为标准稀释水的毒性数据，剔除使用蒸馏水或去离子水获得的毒性数据；3）剔除未设置对照组实验的毒性数据，剔除对照组（含空白对照组、助溶剂对照组）物种出现胁迫、疾病和死亡的比例超过10%的数据；
4）优先采用流水式实验获得的毒性数据，其次采用半静态或静态式实验获得的毒性数据；5）剔除以单细胞动物作为受试物种的实验数据；
6）同一物种的同一毒性效应测试终点实验数据相差10倍以上时，应剔除离群值
1）急性毒性：暴露时间大于等于1天且小于等于4天；
2）慢性毒性：暴露时间大于等于21天；实验暴露时间至少跨越一个世代或生命敏感阶段 1）急性毒性：LC50、基于活动抑制效应的EC50、IC50； 2）慢性毒性：基于生长和繁殖为毒性效应测试终点的NOEC、LOEC、NOEL、LOEL、MATC1）硬度值；
2）钙、镁离子浓度
毒性数据 筛选
暴露时间 毒性效应测试终点 水体 硬度值
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4.3.2筛选结果
依据表8所示数据筛选方法对检索所得数据进行筛选，共获得数据807条，筛选结果见表9。经可靠性评价，共有344条数据可用于基准推导（表10），其中：急性毒性数据277条，慢性毒性数据67条。用于基准推导的344条数据共涉及65个物种（表11），其中：中国本土物种42个、国际通用且在中国水体中广泛分布的物种7个、引进物种16个，包括了在中国水体中广泛分布的草鱼、鳙鱼等物种。表12、表13分别列出了用于SWQC和LWQC推导涉及的物种及其对应毒性数据量的分布情况。生命周期较短的小球藻等4种水生植物，将暴露时间超过一个世代的EC50值作为慢性毒性值，用于LWQC制定。
表9 数据筛选结果
数据库
毒性数
据类型
总数 据量 （条）
剔除数据（条）
重复
无关
无水体硬度
暴露时间不符
化合物不符
物种 不符
剩余 数据 （条）
毒性数据库 中文文献 数据库 英文文献 数据库
合计
ATV 3964 19 523 1680 382 165 576 619 CTV 3943 183 413 2018 960 182 137 50 ATV 542 0 440 75 11 0 0 16
CTV 7 0 1 0 0 0 0 6 ATV 640 16 169 220 87 8 44 96 CTV 62 16 9 0 9158 234 1555
0 0 17 20
3993 1440 355 774 807
表10 数据可靠性评价及分布
数据
可靠性 无限制可靠 限制可靠 不可靠 不确定
评价原则
数据来自良好实验室规范（GLP）体系，或数据产生过程符合实验准则（参照HJ 831—2017相关要求）
数据产生过程不完全符合实验准则，但发表在核心期刊或有充足的证据证明数据可用
数据产生过程与实验准则有冲突或矛盾，没有充足证据证明数据可用，实验过程不能令人信服或不被同行评议专家接受
毒性数据（条） 急性
慢性
合计
（条）
0 4 4 277 63 340 174 3 177
没有提供足够的实验细节，无法判断数据可靠性 280 6 286
合计 731 76 807
表11 可靠性数据涉及的物种分布
数据
类型
物种类型
物种数量 （种）
物种名称
合计（种）
急性毒性
1.草鱼；2.大鳞大马哈鱼；3.短尾秀体溞；4.端足类钩虾；5.多刺裸腹溞；6.萼花臂尾轮虫；7.俄勒冈叶唇鱼；8.
本土物种 38 光滑爪蟾；9.褐水螅；10.霍甫水丝蚓；11.鲫鱼；12.棘
爪网纹溞；13.夹杂带丝蚓；14.静水椎实螺；15.锯顶低额溞；16.鲤鱼；17.孔雀胎鱂；18.老年低额溞；19.绿水
57
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螅；20.绿太阳鱼；21.麦穗鱼；22.普通水螅；23.三角帆蚌；24.苏氏尾鳃蚓；25.唐鱼；26.无鳞甲三刺鱼；27.无褶螺；28.仙女虫；29.亚东鳟；30.摇蚊幼虫；31.鳙鱼；32.原螯虾；33.圆形盘肠溞；34.蚤状钩虾；35.蚤状溞；36.正颤蚓；37.中华大蟾蜍；38.中华新米虾
1.斑马鱼；2.大型溞；3.浮萍；4.黑头软口鲦；5.模糊网纹溞；6.青鱂
国际通用且在中国水体中广泛分布的物种
6
1.澳洲淡水龙虾；2.虹鳟；3.克氏原螯虾；4.蓝鳃太阳鲈；5.麦瑞加拉鲮鱼；6.美洲鳗鲡；7.莫桑比克罗非鱼；8.
引进物种 13 尼罗罗非鱼；9.食蚊鱼；10.条纹狼鲈；11.银鲑；12.美洲红点鲑；13.斑点叉尾鮰 1.大鳞大马哈鱼；2.尖头栅藻； 3.鲤鱼；4.莱茵衣藻；
本土物种 9 5.蜻蜓幼虫；6.无褶螺；7.亚东鳟；8.小球藻；9.蚤状溞
慢性毒性
国际通用且在中国水体中广泛分布的物种
5
1.大型溞；2.黑头软口鲦；3.近头状伪蹄形藻；4.模糊网纹溞；5.青鱂
23
1.奥利亚罗非鱼；2.白斑狗鱼；3.大西洋鲑；4.虹鳟；5.
引进物种 9 蓝鳃太阳鲈；6.麦瑞加拉鲮鱼；7.尼罗罗非鱼；8.银鲑；
9.美洲红点鲑
表12 短期水质基准推导涉及的物种及毒性数据分布
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
物种名称
毒性数据 （条）
物种类型
序号30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49
物种名称
毒性数据（条）
物种类型
亚东鳟 13 苏氏尾鳃蚓 10 孔雀胎鱂 9 锯顶低额溞 9 蚤状溞 9 鲤鱼 8 绿太阳鱼 7 大鳞大马哈鱼 6 端足类钩虾 6 棘爪网纹溞 6 本土物种
圆形盘肠溞 6 正颤蚓 6 草鱼 5 多刺裸腹溞 5 夹杂带丝蚓 5 普通水螅 5 仙女虫 5 俄勒冈叶唇鱼 4 光滑爪蟾 4 霍甫水丝蚓 4 蚤状钩虾 2 唐鱼 2 无鳞甲三刺鱼
2
无褶螺 2 本
原螯虾 2 土物种
萼花臂尾轮虫1 褐水螅 1 麦穗鱼 1 中华大蟾蜍 1 黑头软口鲦 11 国际通用模糊网纹溞 8 且在中国
大型溞 6 水体中广
斑马鱼 5 泛分布的青鱂 2 物种 浮萍 1 美洲红点鲑 13 蓝鳃太阳鲈 16 虹鳟 7 斑点叉尾鮰 5 克氏原螯虾 5
— 16 —
21 22 23 24 25 26 27 28 29
鲫鱼 4 摇蚊幼虫 4 中华新米虾 4 静水椎实螺 3 三角帆蚌 3 本土物种 鳙鱼 3 短尾秀体溞 2 老年低额溞 2 绿水螅 2 50 51 52 53 54 55 56 57
食蚊鱼 5 银鲑 5 澳洲淡水龙虾
3
美洲鳗鲡 3 引进物种
条纹狼鲈 3 麦瑞加拉鲮鱼莫桑比克罗非
鱼
2 2
尼罗罗非鱼 2
表13 长期水质基准推导涉及的物种及毒性数据分布
序号 1
物种名称
毒性数据 （条）
物种类型
序号13
物种名称 近头状伪蹄形
藻
毒性数据（条）
1
物种类型
亚东鳟 7 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
大鳞大马哈鱼 2 蚤状溞 2 无褶螺 2 本土物种 莱茵衣藻 1 鲤鱼 1 尖头栅藻 1 蜻蜓幼虫 1 小球藻 1 国际通用且模糊网纹溞 7 在中国水体
大型溞 5 中广泛分布
黑头软口鲦 3 的物种
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
国际通用且在中国水体中广泛分布的青鱂 1 物种 虹鳟 17 美洲红点鲑 4 蓝鳃太阳鲈 3 麦瑞加拉鲮鱼
2
引进物种尼罗罗非鱼 2 奥利亚罗非鱼
1
白斑狗鱼 1 大西洋鲑 1 银鲑 1
5 基准推导 5.1 推导方法 5.1.1 水体硬度校正
水体硬度校正分为毒性—水体硬度斜率拟合和水体硬度校正毒性值计算两个步骤，其中：毒性—水体硬度斜率拟合见公式1和公式2；水体硬度校正毒性值计算见公式3和公式4。
（1） （2） （3）
— 17 —
（4）
式中：ATV—水体硬度校正前急性毒性值，计算时不区分LC50和EC50，见附录A，μg/L；
CTV—水体硬度校正前慢性毒性值，计算时不区分NOEC、LOEC、NOEL、LOEL和
MATC，见附录B，μg/L；
ATVH—水体硬度校正后急性毒性值，μg/L； CTVH—水体硬度校正后慢性毒性值，μg/L； KA—急性毒性—水体硬度斜率，无量纲； KC—慢性毒性—水体硬度斜率，无量纲；
HA—水体硬度校正前ATV对应水体硬度值，见附录A，mg/L； HC—水体硬度校正前CTV对应水体硬度值，见附录B，mg/L； CA—急性毒性常数，为截距，无量纲； CC—慢性毒性常数，为截距，无量纲；
，取值分别为50 mg/L，100 mg/L，150 mg/L，200 mg/L，H—水体硬度值（以CaCO3计）250 mg/L，300 mg/L，350 mg/L，450 mg/L。 5.1.2 种平均急/慢性值计算
依据公式5、公式6，在指定水体硬度条件下，分物种计算SMAV和SMCV。
（5） （6）
式中：SMAVH,i—指定水体硬度H下物种i的种平均急性值，μg/L；
SMCVH,i—指定水体硬度H下物种i的种平均慢性值，μg/L； ATVH—水体硬度校正后急性毒性值，μg/L； CTVH—水体硬度校正后慢性毒性值，μg/L； m—物种i的ATVH个数，个； n—物种i的CTVH个数，个； i—某一物种，无量纲；
，取值分别为50 mg/L，100 mg/L，150 mg/L，200 mg/L，H—水体硬度值（以CaCO3计）250 mg/L，300 mg/L，350 mg/L，450 mg/L。 5.1.3 毒性数据分布检验
，若不在指定水体硬度下，对SMAVH,i和SMCVH,i分别进行正态分布检验（K-S检验）符合正态分布，需进行对数转换后重新检验。符合正态分布的数据方能按照“5.1.5模型拟合与评价”要求进行物种敏感度分布（SSD）模型拟合。
— 18 —
5.1.4 累积频率计算
确定其毒性秩次R（最小将物种SMAVH,i / SMCVH,i或其对数值分别从小到大进行排序，
毒性值的秩次为1，次之秩次为2，依次排列，如果有两个或两个以上物种的毒性值相同，则将其任意排成连续秩次，每个秩次下物种数为1），依据公式7分别计算物种的累积频率FR。
（7）
式中：FR—累积频率，%；
f—频数，指毒性值秩次R对应的物种数，个。 5.1.5 模型拟合与评价
SMAVH,i / SMCVH,i分别取以10为底的对数，将lg(SMAVH,i) / lg(SMCVH,i)作为模型拟合时的自变量，以lg(SMAVH,i) / lg(SMCVH,i)对应的FR为因变量，进行SSD模型拟合（包括：正态分布模型、对数正态分布模型、逻辑斯谛分布模型、对数逻辑斯谛分布模型），依据模、均方根（RMSE）、残差平方和（SSE）以及K-S检验结果，确定最型拟合的决定系数（r2）
优拟合模型。对数正态分布模型和对数逻辑斯谛分布模型要求自变量为正数。 5.1.6 基准的确定 5.1.6.1 物种危害浓度HCx
根据“5.1.5 模型拟合与评价”确定的最优拟合模型拟合的SSD曲线，确定累积频率5%、10%、25%、50%、75%、90%、95%所对应的lg(SMAVH,i) / lg(SMCVH,i)值，取反对数后获得的SMAVH,i / SMCVH,i，即为急性/慢性5%、10%、25%、50%、75%、90%、95%物种危害浓度HC5、HC10、HC25、HC50、HC75、HC90、HC95。 5.1.6.2 基准值
HC5除以评估因子2（根据HJ 831—2017，f大于15且涵盖足够营养级，评估因子取值为2）后，即为淡水水生生物SWQC和LWQC。 5.1.6.3 SSD模型拟合软件
本次基准推导采用的SSD模型拟合软件为MATLAB R2016b（MathWorks）。 5.1.7 结果表达
数据修约按照《数值修约规则与极限数值的表示和判定》（GB/T 8170—2008）进行，SWQC和LWQC值均保留2位有效数字。 5.2 推导结果 5.2.1 短期水质基准
— 19 —
5.2.1.1 水体硬度校正
对附录A中每条数据的ATV和对应水体硬度值分别取以10为底的对数，利用公式1进急性毒性—水体硬度斜率KA为1.0457，行线性拟合，得到公式lg(ATV)=1.0457×lg(HA)+0.727，，见图1。 决定系数r2为0.1181，线性显著相关（p＜0.05）
依据公式3，对每条毒性数据进行水体硬度校正，分别获得水体硬度H为50 mg/L，100 mg/L，150 mg/L，200 mg/L，250 mg/L，300 mg/L，350 mg/L，450 mg/L时的ATVH，见附录A。
10 8 lg(ATV, μg/L) 6 4 2 0 -2
0
1.5 2 2.5
lg(HA, mg/L)
图1 急性毒性—水体硬度关系图 0.5
1
3
lg(ATV)=1.0457×lg(HA)+0.727 p<0.05
5.2.1.2 毒性数据分布检验
根据附录A的ATVH，利用公式5得到每个物种的SMAVH,i。对SMAVH,i和lg(SMAVH,i)lg(SMAVH,i)符合正态分布，满足SSD进行正态检验，结果见表14。SMAVH,i不符合正态分布；模型拟合要求。 5.2.1.3 累积频率
利用公式7计算物种的lg(SMAVH,i)及累积频率FR，结果见表15。 5.2.1.4 模型拟合与评价
模型拟合结果如表16所示。指定水体硬度条件下，通过r2、RMSE、SSE、p值（K-S检验）的比较，正态分布模型SSD曲线拟合最优，拟合结果见图2。 5.2.1.5短期物种危害浓度
采用正态分布模型推导的HC5、HC10、HC25、HC50、HC75、HC90、HC95值结果见表17。5.2.1.6 短期水质基准
表17中不同硬度水质条件下HC5除以评估因子2，即为不同硬度水质条件下SWQC（表18），表示对95%的中国淡水水生生物及其生态功能不产生急性有害效应的水体中镉最大浓度（以任何1小时的算术平均浓度计）。
— 20 —
） 验 值检5500..pS00-K<>（ 00000000度88888888444444447777777777777777偏77777777........1111111166666666 .0- .0- .0- ..0- 0- ..00- - .0- 00000000度11111111000000002222222299999999峰........888888887777777744444444........差 21235465 0- 0- 0- 000-- - 0- 0-4892455555555准56371275602222222229877622222222标531........2580369511111111 1 1 1 1 2 术值8547640650 4569937865389413144291算均6704940469123446平63185316........122345622333333 果 0482633661557004结50089377797696670056523P8889013659012.....验024844555检性 1 3 5 7 1 1 117 32.4 3678..44 1101157127123660态0797208590779250213180P0012457037880正10.....据数 2 3 4 5 6 7 144445 38310581 00.4 0356..44 性57380796726781157642224573565233951404567.....毒P5172234544444性 急数 5 11 37.3 3623..44 030600883789226 位0.682628190967 5555320975166784分P71234457.....333331百表 78.2 51033904194 7035..33 890337.....269...173184135301P15372711693456......412234112222 81 1412..22 00618599444890337108767806968634.......4P2.4208651815678.....733457 12 .0 1 4734..111111524 7203742554524197349345882P407.....89811968...0358436801123.....25711112...00011111 3O）CL a/ HCg00000000000000005050505550505055以m11223341122334（，计 ,i ,i,H H) ) AVL/AVLg/μgSM(SMμ(gl —21— 482714792479146913681R）247923075296418530742F%74186................（.....0235780245791246135681111112222223333 ） f个111111111111111111111（ R 123456789012345678901111111111122 0 52847219457458319631684680579568289912924501114568122355566678890.....................H111111222222222222223 =0 58402875912014975297243479457447178890812390002457011244445567779 .....................率111111222222222222222频积累 =H 09 91201497529724及074028753702780770401123145623902347901144444556678....................值.011111122222222222222性急 均) =H L011 557907816429平/g29μ种 ,i, H V5A1 =H 8.00 1705422390299146....0188 1 2.1 1 8.1 9612345590333334........1 10.22 2 2 2 2 2 34.2 2 6401745.2 85.2 6.2 57.26843157866053185380表SM039151234535835(29gl =H 7.00 9138098037...0 11110 1.1 25.1 .1 89222223........1 9.11 2 2 2 2 3.2 2 74.2 45.2 .2 6.253958320578569 242074289167966828991202450167780001122345. =H 00 80569016....001 .1 00852 3.1 1 ........1 .11222222 .2 3.2 ..2 2 .209241250863083517040113314623H = 4.0 5039860028785794...0 0 78.00 02.1 66999990........11 0220741 .1 5.1 1 1 1 1 1 0.2 2 61.2 12.2 .2 3.289670531953905406843166905796682890120245022355666778890=H11456812.....................000000111111111111112 i 虾 溞虾溞溞 溞 种鲈 鲑 鱼 哈 虾 螅龙溞纹钩腹额溞额 螅螅螺物狼鳟点鳟马鲑钩溞纹虹红东水水纹网类裸低状低萍水水褶条洲亚大银状型绿淡网美鳞蚤大洲糊爪足刺年蚤顶浮褐通大澳模棘端多老锯普无 —22— 36803580257024792479146R）96318520741963075296418F%.......................（7913468013568023578024533444445555556666667777 ） f个11111111111111111111111（ R2345678901234567890123422222222333333333344444 0 57951920672816850061433645624955758971147457123311222388999011113346777.......................33333333333444444444444 =H0 52517586238472406627099234512833646850035245001200111277888900002235666.......................33333333333344444444444 =H0 02517586238472406527099237845166979183368578334599001166778899991124555.......................22333333333333334444444 ) =H L0 0514918339476/50g299134570845μ867934.... ,i,H VA =H0 2 38426390588099056.....2 2 7390..2 3 3 3 3 3 3 7.3 08.3 888...33 33 70...4 0.4 02.4 44 664.4 964.41631428940280621836557SM088130457078045(28g75667778...l =H0 2 057388088945.....2 2 89..2 2 2 3 3 3 3 .3 7.3 ....33 33 9923...3 .3 1.458162041793927961172 44 63.4 63.4544715724055758971147457123364445666688912........233 =H0 6778833.....22233 ..22 3 .3 3333 ....3 3 .344 2.4 2.4046286973495835177381003179183368578344234444.. =H 84516697456112......20 2 2 56..2 2 2 3 3 3 3 .3 3.3 660..3 .3 79..3 34 50.4 50.4927315280503 ....33 33 8072283655855724055768071247457123311223388990011113346777=H.......................22222222223333333333333 i虾鲦 鱼 虾鱼种米 溞 蚓螺溞蚓虫口鲡虾蚌唇蜍胎鱼鱂蚓螯刺 物新鱂体虫丝实肠丝尾软鳗螯帆叶蟾胚马胎颤原三鱼鱼华青秀女带椎盘水臂尾仙杂水形甫花头洲原角冈大蟾斑雀甲草唐中短夹静圆霍萼黑美三勒华爪孔正氏俄中滑光克鳞无 —23— 9136813680358R）5307429631852F%.............（79124679134687788888899999 ） 个 f1111111111111（ R56788012345674444455555555 0 50295301590307466969148558977778899901162.............H4444444455556 =0 56751967156962344857927436766667778890051.............H4444444445556 =0 06751967156952377180250769095566777889950.............4444444444456 ) =H L035263330/5g299328μ44568..... ,i,H VA =H0 4 4 4 895.4 4 46.4 482719677...4 4 4 4 619.4 214.5 0.62317522711518SM099324719820(2g3345667.....l4 =H0 4 4 94.4 4 5.4 5.4 ..4 4 4 18.4 39.5 .551306412601418166069148658972233445617.......44444 =H0 .4 4.4 44 6.4 ..5 5079 3.46207826707317718120760900112.....4 =H 2334..4 52.4 ..40 4 4 4 4 4 4 05.4 05.5 .52417523722529566069148658977788899901162=H.............3333333344445鱼 i非鱼鮰 蚓 种罗非尾 鲈鱼 鱼鱼鳃 鱼虫物克罗叉鱼阳蚊鱼阳鲮尾鱼穗幼比罗点鲫太鳃食鲤太加桑尼斑蓝绿瑞氏鳙麦蚊麦苏摇莫 —24—
表16 短期水质基准模型拟合结果
H
（以CaCO3计，
mg/L）
拟合模型
p值
r2 RMSE SSE （K-S检验）
正态分布模型 0.9733 0.0464 0.1225 0.6581
50
对数正态分布模型 0.9055 0.0872 0.4334 0.0866 逻辑斯谛分布模型 0.9689 0.05 0.1427 0.7114 对数逻辑斯谛分布模型 0.9591 0.0574 0.1876 0.1742
正态分布模型 0.9733 0.0464 0.1225 0.6581
100
对数正态分布模型 0.9055 0.0872 0.4334 0.0866 逻辑斯谛分布模型 0.9689 0.05 0.1427 0.7114 对数逻辑斯谛分布模型 0.9591 0.0574 0.1876 0.1742
正态分布模型 0.9733 0.0464 0.1225 0.6581
150
对数正态分布模型 0.9055 0.0872 0.4334 0.0866 逻辑斯谛分布模型 0.9689 0.05 0.1427 0.7114 对数逻辑斯谛分布模型 0.9591 0.0574 0.1876 0.1742
正态分布模型 0.9733 0.0464 0.1225 0.6581
200
对数正态分布模型 0.9055 0.0872 0.4334 0.0866 逻辑斯谛分布模型 0.9689 0.05 0.1427 0.7114 对数逻辑斯谛分布模型 0.9591 0.0574 0.1876 0.1742
正态分布模型 0.9733 0.0464 0.1225 0.6581
250
对数正态分布模型 0.9055 0.0872 0.4334 0.0866 逻辑斯谛分布模型 0.9689 0.05 0.1427 0.7114 对数逻辑斯谛分布模型 0.9591 0.0574 0.1876 0.1742
正态分布模型 0.9733 0.0464 0.1225 0.6581
300
对数正态分布模型 0.9055 0.0872 0.4334 0.0866 逻辑斯谛分布模型 0.9689 0.05 0.1427 0.7114 对数逻辑斯谛分布模型 0.9591 0.0574 0.1876 0.1742
正态分布模型 0.9733 0.0464 0.1225 0.6581
350
对数正态分布模型 0.9055 0.0872 0.4334 0.0866 逻辑斯谛分布模型 0.9689 0.05 0.1427 0.7114 对数逻辑斯谛分布模型 0.9591 0.0574 0.1876 0.1742
正态分布模型 0.9733 0.0464 0.1225 0.6581
450
对数正态分布模型 0.9055 0.0872 0.4334 0.0866 逻辑斯谛分布模型 0.9689 0.05 0.1427 0.7114 对数逻辑斯谛分布模型 0.9591 0.0574 0.1876 0.1742
— 25 —
100 80 FR(%) 60 40 20
5
H=50 mg/L
100 80 60 40 20
H=100 mg/L
0 100 80
1 2 3 4 5 6 7 0
lg(SMAVi, μg/L)
5
FR (%) 1 2 3 4 5 6 7
lg(SMAVi, μg/L) H=200 mg/L
100 80
H=150 mg/L
FR (%) FR(%) 60 40 20
60 40 20
5
0
100
1 2 3 4 5 6 7 0
lg(SMAVi, μg/L)
100
5
12
34 5 6 7
lg(SMAVi, μg/L)
80 H=250 mg/L FR (%) FR (%) 60 40 20
80 H=300 mg/L 60 4020
5 0
100 80 FR (%) 60 40 20
5
1 2 3 4 5 6
lg(SMAVi, μg/L) H=350 mg/L
7
0
1 2 3 4 5 6 7
lg(SMAVi, μg/L) H=450 mg/L
100 80
FR (%) 50 100 150 200 250 300 350 450
60
40 20
5
5
0 06 71234 5 1 2 3 4 5 6 7
lg(SMAVi, μg/L) lg(SMAVi, μg/L)
图2 对数急性毒性—累积频率的正态分布模型拟合曲线（H为水体硬度）
表17 短期物种危害浓度
H
（以CaCO3计，mg/L）
HCx (μg/L)
HC5 HC10 HC25 HC50 HC75 HC90 HC95 4.101 11.22 60.39 391.6 2540 13663 37399 8.465 23.17 124.7 808.4 5243 28205 77204 12.94 35.41 190.5 1235 8011 43097 11797217.48 47.84 257.3 1669 10823 58225 15938222.07 60.41 325.0 2107 13668 73528 20126626.70 73.10 393.2 2550 16538 88971 24354031.37 85.88 462.0 2996 19431 104532 28614140.80 111.7 600.9 3897 25271 135950 372143
— 26 —
表18 短期水质基准
H
（以CaCO3计，mg/L）
50 100 150 200 250 300 350 450
HC5 (μg/L) 4.101 8.465 12.94 17.48 22.07 26.70 31.37 40.80
评估因子
SWQC (μg/L)
2 2.1 2 4.2 2 6.5 2 8.7 2 11 2 13 2 16 2 20 5.2.2 长期水质基准 5.2.2.1 水体硬度校正
对附录B中每条数据的CTV和对应水体硬度值分别取以10为底的对数，利用公式2进行线性拟合，得到公式lg(CTV)=0.583×lg(HC)-0.4193，慢性毒性—水体硬度斜率KC为0.583，，见图3。 决定系数r2为0.0846，线性显著相关（p＜0.05）
依据公式4，对每条毒性数据进行水体硬度校正，分别获得水体硬度H为50 mg/L，100 mg/L，150 mg/L，200 mg/L，250 mg/L，300 mg/L，350 mg/L，450 mg/L时的CTVH，见附录B。
8
lg(CTV)=0.583×lg (HC)-0.4193
6 p<0.05 4 lg(CTV, μg/L) 2 0
0.5
1.5 2.5 2
lg(HC, mg/L)
图3 慢性毒性—水体硬度关系图
1
3
-2 0
5.2.2.2 毒性数据分布检验
根据附录B的CTVH，利用公式6得每个物种的SMCVH,i。将SMCVH,i和lg(SMCVH,i)进行统计分析，结果见表19。SMCVH,i不符合正态分布；lg(SMCVH,i)符合正态分布，满足SSD模型拟合要求。 5.2.2.3 累积频率
利用公式7计算物种的lg(SMCVH,i)及累积频率FR，结果见表20。
— 27 —
） 验 值检5500..pS00-K<>（ 度22222222444444446666666677777777偏7777777733333333................4444444411111111 度77777777999999997777777788888888峰........2222222211111111........22222222222222 差 22 8007726133333333准24502290111111110593691711111111标1112223399999999........00000000 术值538207653914 1760........算均6973006707851596平4665306801234445........2345677811111111 果结 7 51403794717929548验9223272045220040P0060245467901244678990.......检13333334性态 111 58.3 07560003494706215.正9P据数性 .042 063 .654 .045 .516 .486 .847 .63368 53.2 5.2 6.2 17.2 67.2 18.2 58.2 19.2 57毒7P性慢 数 59.72 8.14 40.35 27.26 44.17 54.97 29.68 662574093.04220467...1111 384 9379..1 58.1 09.1 1 00.2 99位051分P表百 647.4 01.7 400.9 56.01 31.21 94.31 67.41 874093061428363.755768900112.....1...00011111 54535752550750229260681843618861606P 75.456788992 58.3 88.4 7775..5 6 13.7 00.8 2.9........00000000 618613300620935171P 92.1 49.1 28030659186124...0077 64.2 09.2 13.3 86.3 30.4 66.430 93.0 26055..0 0 6.0 66.0 64530980 0234056859097003878437P69669247804......238149484...0611223001111220.0.....-0.00000 3O）CL a/ -0 HCg00000000000000005050505550505055以m11223341122334（，计 ,i ,i,H H)VLV ) /gCL/μg(SMCSMμ(gl —28— ） 73073073073073073073073 R%63568013568013568013568F13.....................（..26059371504826059371548112223344555667778899 ） f个 11111111111111111111111（ R 1234567890123456789012311111111112222 0 56649398 775346660342831480181606001305317022335=6688168926689990112244577035702 ................H.......00000001111111111222234 0 59082722 331902336918407347757373445649750365778=09124013001133467924691 25688990................H.......00000001111111111122224 率 0 099827228频44201344701951835786848300305316021334=65780679积00133466924691 15578889..............H........0000000011111111122224累及 0 值5780007 291性 =1)1 H.慢L/0g均μ ,i平,H 01 15.0 62083457.0 18.0 238.0 7749.0 7145359.0 7759.0种V0231551 11.1660.1 480.1 58752.1 703.1 83.1 65.1 2576.1 81.1 .2 73.2 985.22356151 =676 H0.0SMC(02gl表 105 54.0 11801157962069119.0 900.1 720.1 9311.1 52.1 3.1 5.1 571..1 .1 2 3.2 35.2 488.2 201.48628.2 40.451= H 559200.0-03 83.0 4.0 .0 5267.050368067.0 7.0 77.0 2198.0 09.0377630820184.0 6.0 .02336.0 6.0 07.0 33818.0 828.0 3858882563053292448.0 6639.0 5459.00798 2531.1 71.1 2.1 4.1 470..1 .1 2 2.2 64.21= H 281917.0- 6106706008035.0 0805.0 5035.0 .0 53356592317282447.0 38.0 158.0 2530.1 70.1 2.0 6.0 5517.0 27.0074041542114333 1.1 3.1 369...1 11 1.2 53.2 57.2 79.32056.2 78.3574525040008679004685275=820235124555749861466879H.1133445556688912479146.........0.............-0000000000000011111223 蚤 藻 鱼鱼形鱼 i 鱼 哈鲑 种溞纹鳟鱂鲑马点鳟藻藻溞螺鲑鱼鱼鲦非非蹄鲮藻 虫物型网球状褶洋狗阳口罗罗伪加衣鱼幼大糊虹青银大红东栅小蚤无西斑太软模鳞洲亚头大白腮头罗亚状瑞哈鲤蜓大美尖蓝黑尼利莱蜻奥头麦近 —29—
5.2.2.4 模型拟合与评价
拟合结果如表21所示。由于大型溞的lg(SMCVH,i)为负数，本次LWQC推导无法使用对数正态分布模型和对数逻辑斯谛分布模型，仅能使用正态分布模型和逻辑斯谛分布模型进行水质基准模型拟合。指定水体硬度条件下，通过r2、RMSE、SSE、p值（K-S检验）的比较，逻辑斯谛分布模型拟合最优，拟合结果见图4。 5.2.2.5 长期物种危害浓度
选用逻辑斯谛分布模型推导的HC5、HC10、HC25、HC50、HC75、HC90、HC95结果见表22。
5.2.2.6 长期水质基准
即为不同硬度水质条件下LWQC（见表22中不同硬度水质条件下HC5除以评估因子2，
表23）。LWQC表示对95%的中国淡水水生生物及其生态功能不产生慢性有害效应的水体中镉最大浓度（以连续4个自然日的日均浓度的算术平均浓度计）。
表21 长期水质基准模型拟合结果
H
（以CaCO3计，mg/L）
50
逻辑斯谛分布模型 0.9548 0.0587正态分布模型 0.9200 0.0782
100
逻辑斯谛分布模型 0.9548 0.0587正态分布模型 0.9200 0.0782
150
逻辑斯谛分布模型 0.9548 0.0587正态分布模型 0.9200 0.0782
200
逻辑斯谛分布模型 0.9548 0.0587正态分布模型 0.9200 0.0782
250
逻辑斯谛分布模型 0.9548 0.0587正态分布模型 0.9200 0.0782
300
逻辑斯谛分布模型 0.9548 0.0587正态分布模型 0.9200 0.0782
350
逻辑斯谛分布模型 0.9548 0.0587正态分布模型 0.9200 0.0782
450
逻辑斯谛分布模型 0.9548 0.0587
0.0794 0.7928
0.0794 0.7928
0.0794 0.7928
0.0794 0.7928
0.0794 0.7928
0.0794 0.7928
0.0794 0.7928
0.0794 0.7928
拟合模型
r2
RMSE
SSE
p值
（K-S检验）
正态分布模型 0.9200 0.07820.1406 0.5274 0.1406 0.5274 0.1406 0.5274 0.1406 0.5274 0.1406 0.5274 0.1406 0.5274 0.1406 0.5274 0.1406 0.5274
— 30 —
100 80 FR(%) 60 40 20 0 -0.5 100 80 FR (%) 60 40 20
5 5
100
H=50 mg/L
FR (%) 80 60 40 20
0.5
H=100 mg/L
05
-0.51.5 2.5 3.5 4.5
lg(SMCVi, μg/L)
100 80 FR (%) 60 40 20
0.5
1.5 2.5 3.5 4.5
lg(SMCVi, μg/L)
H=150 mg/L
H=200 mg/L
0
100 80 60 FR (%) 40 20
-0.5
0.5
1.5 2.5 3.5 4.5
lg(SMCVi, μg/L)
0 5
-0.50.5
1.5 2.5 3.5 4.5
lg(SMCVi, μg/L)
H=250 mg/L
100 80 FR (%) 60 40 20
0.5
1.5 2.5 3.5 4.5
lg(SMCVi, μg/L)
H=300 mg/L
0 5
100 80
-0.5 0.5
5 0
1.5 2.5 3.5 4.5 -0.5
lg(SMCVi, μg/L)
100 80 60 40 20
H=350 mg/L
H=450 mg/L
FR (%) 60 40 20
0
5
-0.5 0.5
5 0 1.5 2.5 3.5 4.5 -0.5 lg(SMCVi, μg/L)
FR (%) 0.5
1.5 2.5 3.5 4.5
lg(SMCVi, μg/L)
图4 对数慢性毒性—累积频率的逻辑斯谛分布模型拟合曲线（H为水体硬度）
表22 长期物种危害浓度
H
（以CaCO3计，mg/ L）
50 100 150 200 250 300 350 450
HCx (μg/L)
HC5 HC10 HC25 HC50 HC75 HC90 HC95 0.3076 0.6948 2.303 7.633 25.30 83.85 189.4 0.4607 1.041 3.450 11.43 37.90 125.6 283.8 0.5836 1.319 4.370 14.48 48.00 159.1 359.4 0.6902 1.559 5.168 17.13 56.77 188.2 424.9 0.7861 1.776 5.886 19.51 64.65 214.3 484.1 0.8743 1.975 6.546 21.70 71.91 238.3 538.4 0.9566 2.161 7.162 23.74 78.67 260.7 589.0 1.107 2.502 8.292 27.48 91.08 301.9 682.0
— 31 —
表23长期水质基准
H
（以CaCO3计，mg/L）
HC5 (μg/L)
评估因子
LWQC (μg/L)
50 0.3076 2 0.15 100 0.4607 2 0.23 150 0.5836 2 0.29 200 0.6902 2 0.35 250 0.7861 2 0.39 300 0.8742 2 0.44 350 0.9564 2 0.48 450 1.107 2 0.55
6基准审核
2019年12月10日，依据《国家环境基准管理办法（试行）》《国家生态环境基准专家委员会章程（试行）》，国家生态环境基准专家委员会召开《淡水水生生物水质基准—镉》（2020年版）科学评估会议。
科学评估会议认为，《淡水水生生物水质基准—镉》（2020年版）编制经过开题论证、征求意见及相关技术审查环节，符合国家生态环境基准管理规定；基准文件内容编制逻辑清晰，基准推导过程、推导方法科学规范，使用数据可靠，符合《淡水水生生物水质基准制定技术指南》（HJ 831—2017）要求。经专家投票表决，一致通过《淡水水生生物水质基准—镉》（2020年版）科学评估。
《淡水水生生物水质基准—镉》（2020年版）推导所涉及物种和数据质量情况见表24。我国水质基准研究尚处于起步阶段，能够满足基准推导要求的毒性数据量有限，发达国家在其基准研究过程中也存在类似问题。随着我国生态环境科学研究的不断发展和深入，生态环境基准也将适时修订和更新。
表24 基准推导涉及物种和数据质量情况
内容 营养
级别
HJ 831—2017
要求
生产者 1.浮萍
1.斑马鱼；2.草鱼；3.大型溞；4.短尾秀体溞；5.端足类钩虾；6.多刺裸腹溞；7.萼花臂尾轮虫；8.褐水螅；9.霍甫水丝蚓；10.鲫鱼；11.棘爪网纹溞；12.夹杂带丝蚓；13.锯顶低额溞；14.克氏原螯虾；15.老年低额溞；16.鲤鱼；17.绿水螅；18.麦瑞加拉鲮鱼；19.模糊网纹溞；20.莫桑比克罗非鱼；21.普通水螅；22.三角帆蚌；23.苏氏尾鳃蚓；24.无鳞甲三刺鱼；25.无褶螺；26.仙女虫；27.摇蚊幼虫；28.原螯虾；29.圆形盘肠溞；30.蚤状钩虾；31.蚤状溞；32.正颤蚓；33.中华新米虾
本基准使用
SWQC LWQC 1.尖头栅藻；2.近头状伪蹄形藻；3.莱茵衣藻4.小球藻
初级消费者
1.奥利亚罗非鱼；2.大型溞；3.鲤鱼；4.麦瑞加拉鲮鱼；5.模糊网纹溞；6.无褶螺；7.蚤状溞
— 32 —
1.澳洲淡水龙虾；2.斑点叉尾鮰；3.大鳞大马哈鱼；4.俄勒冈叶唇鱼；5.光滑爪蟾；6.黑头软口鲦；7.虹鳟； 8.静水椎实螺；9.孔雀胎鱂；10.蓝鳃太阳鲈；11.绿太阳鱼；12.麦穗鱼；13.美洲红点鲑；14.美洲鳗鲡；15.尼罗罗非鱼；16. 青鱂；17.食蚊鱼；18.唐鱼；19.条纹狼鲈；20. 亚东鳟；21.银鲑；22.鳙鱼；23.中华大蟾蜍；
次级消费者
1. 白斑狗鱼；2.大鳞大马哈鱼；3.大西洋鲑；4.黑头软口鲦；5.虹鳟；6.蓝鳃太阳鲈；7.美洲红点鲑；8.尼罗罗非鱼；9.青鱂；10.蜻蜓幼虫；11.亚东鳟；12.银鲑
至少包括 5个物种 1种硬骨 鲤科鱼类
57个物种 23个物种
1.草鱼；2.俄勒冈叶唇鱼；3.鲫鱼；4.鲤鱼；5.麦穗鱼；6.麦瑞加拉鲮鱼；7.鳙鱼
1.斑马鱼；2.大鳞大马哈鱼；3.黑头软口鲦；4.虹鳟； 5.孔雀胎鱂；6.蓝鳃太阳鲈；7.绿太阳鱼；8.美洲鳗鲡；9.莫桑比克罗非鱼；10.美洲红点鲑；11.尼罗罗非鱼；12.青鱂；13.食蚊鱼；14.亚东鳟；15.唐鱼；16.条纹狼鲈；17.无鳞甲三刺鱼；18.银鲑 1.大型溞；2.短尾秀体溞；3.多刺裸腹溞；4.棘爪网纹溞；5.锯顶低额溞；6.老年低额溞；7.模糊网纹溞；8.圆形盘肠溞；9.蚤状溞
1.麦瑞加拉鲮鱼；2.黑头软口鲦；3.鲤鱼
1.奥利亚罗非鱼；2.白斑狗鱼；3.大鳞大马哈鱼；4.大西洋鲑；5.虹鳟；6.蓝鳃太阳鲈；7.美洲红点鲑；8.尼罗罗非鱼；9.青鱂；10.亚东鳟；11.银鲑
1.大型溞；2.模糊网纹溞；3.蚤状溞
1种硬骨非鲤科
鱼类
物种要求
1种浮游动物
1种底栖动物
1.澳洲淡水龙虾；2. 斑点叉尾鮰；3.萼花臂尾轮虫； 4.端足类钩虾；5.光滑爪蟾；6.霍甫水丝蚓；7.褐水螅；8.夹杂带丝蚓；9.静水椎实螺；10.克氏原螯虾；
11.绿水螅；12.普通水螅；13.三角帆蚌；14.苏氏尾1.无褶螺；2.蜻蜓幼虫 鳃蚓；15.无褶螺；16.仙女虫；17.摇蚊幼虫；18.原螯虾；19.蚤状钩虾；20.正颤蚓；21.中华大蟾蜍；22.中华新米虾
1.尖头栅藻；2.近头状伪蹄形藻； 3.莱茵衣藻；4.小球藻
4条
1种水生植物 1.浮萍
无限制可靠 0 毒性
数据
限制可靠 277条 63条 不可靠 0 不确定 0 0 0
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