3.5.2 概率风险分析法
本节根据白洋淀湿地沉积物中PAHs含量实测数据和文献中报道的PAHs对水生生物的毒性资料，运用两种概率风险评价方法进一步对上述8种PAHs对水生生态系统的危害进行分析。
对于单一污染物，根据上述数据，在同一坐标系下分别做出EEC和毒性数据两个概率密度曲线，计算两函数曲线重叠部分的面积，获得污染物环境暴露风险概率，即生物受污染物不利影响的比例。同时，求得联合概率曲线，比较该污染物在不同浓度区间对生物风险性的差异。
对于多种污染物，采用等效浓度的概念，根据毒性当量因子（TEF），将其他化合物的暴露浓度折算成苯并（a）芘的等效浓度（BaPeq），加和后按照单一污染物风险分析方法进行评价。
3.5.2.1 数据获取和处理
1.PAHs对水生生物的慢性毒性数据（NOEC）
对于PAHs这类持久性物质而言，NOEC往往更重要。然而，目前关于NOEC的报道很少，从美国环境保护署毒性数据库（www．epa.gov/ecotox）和一些文献（Verschueren，2001）中收集到多数都是PAHs对水生生物（藻类、两栖动物、甲壳动物、鱼、昆虫、软体动物和蠕虫等）的急性毒性数据（LC50或EC50），因此，选用急/慢性毒性比率（Acute-to-chronic ratios，ACR）来预测化学品相应的慢性毒性值。本研究中急/慢性毒性比率选取100（Heger et al.，1995；Lange et al.，1998）。利用收集到的急性毒性数据（主要取24～96h的LC50或EC50），除以100得到8种PAHs对不同水生生物预测的NOEC值。表3.7列出了这8种PAHs对水生生物NOEC的统计量。
表3.7 8种PAHs对水生生物慢性毒性数据（NOEC）统计量 单位：ng/L
2.沉积物间隙水PAHs浓度
由于缺乏沉积物中PAHs对淡水水生生物的毒性数据，沉积物污染的生态风险评价主要通过模拟计算由于沉积物中污染物释放导致的对水生生物的生态风险，利用式（3-2）计算水相中PAHs浓度：
式中：PAHpw为沉积物间隙水中PAHs浓度；PAHs为沉积物中PAHs浓度；foc为沉积物有机碳含量；Koc为PAHs有机碳-水分配系数。
利用式（3-2）计算得到白洋淀湿地85个样点沉积物间隙水中PAHs的浓度。并根据毒性当量因子（TEF）（表3.8），将8种PAHs在水相中的暴露浓度折算成BaP的等效浓度（BaPeq），等效浓度将多种PAHs的危害归于统一尺度下，加和后得到各样点的等效总浓度（TEQ）。表3.9列出了白洋淀湿地沉积物间隙水中8种PAHs及其等效总浓度（TEQ）的相关统计量。
表3.8 基于BaP的8种PAHs的毒性当量因子
表3.9 白洋淀湿地沉积物间隙水中PAHs含量基本统计信息 单位：ng/L
3.5.2.2 数据分布检验
采用Kolmogorov-Smirnov法对获得的间隙水相中PAHs的浓度和各种水生生物毒性数据NOEC的对数变换值进行正态检验。结果列于表3.10，各组数据的正态性检验值均大于0.05，表明白洋淀湿地沉积物间隙水中8种PAHs浓度数据和对水生生物毒性数据NOEC的对数变换值均符合正态分布。由于部分毒性参数数据量很少（表3.7），故直接采用对数正态分布表征全部数据。
表3.10 8种PAHs暴露浓度和NOEC毒性数据对数变换值的分布参数 单位：ng/L
从表3.10中数据可知，白洋淀湿地沉积物间隙水中Nap的浓度最高，BaP浓度最低；水生生物对Ant最敏感，对Nap耐受性最强。同时也可以看出，虽然白洋淀湿地沉积物间隙水中Nap、Flo和Phe浓度相对较高，但由于三者TEF值较低，即在BaPeq中所占比重较低，故8种PAHs的等效总浓度（TEQ）较低。就暴露浓度和NOEC浓度差别而言，NOEC浓度总体上远高于环境中的暴露浓度，其中Ant的差别最小，BaP的差别最大。尽管如此，这些污染物对水生生物仍然具有概率意义上的毒性。
3.5.2.3 PAHs生态风险分析
根据表3.10中列出的均值和标准差，构造出相应参数的概率密度曲线。将每种PAHs暴露浓度和毒性数据概率密度曲线置于同一坐标系下，两曲线重叠部分的面积表述了生物受不利影响的概率。图3.11给出了白洋淀湿地8种PAHs和TEQ的暴露浓度和毒性数据的概率密度曲线。应用Matable计算曲线重叠部分的面积，计算结果列于表3.11。
图3.11 （一） 白洋淀沉积物间隙水8种PAHs和TEQ暴露浓度和毒性数据的概率密度曲线
图3.11 （二） 白洋淀沉积物间隙水8种PAHs和TEQ暴露浓度和毒性数据的概率密度曲线
图3.11 （三） 白洋淀沉积物间隙水8种PAHs和TEQ暴露浓度和毒性数据的概率密度曲线
图3.11 （四） 白洋淀沉积物间隙水8种PAHs和TEQ暴露浓度和毒性数据的概率密度曲线
表3.11 白洋淀湿地沉积物间隙水PAHs浓度分布与对水生生物毒性分布的重叠面积
表3.11中由左至右按PAHs化合物对水生生物造成风险大小的顺序排列。可以看出，白洋淀湿地8种PAHs造成的风险都比较小。潜在危害相对较大的3种PAHs为暴露浓度与NOEC浓度差别较小的Ant、Pyr和Fla。8种PAHs联合作用的总生态风险危害处于第4位。
根据表3.10中列出的均值和标准差，构造出相应参数的概率密度曲线和累计概率曲线。以NOEC的累积概率为横轴，以污染物暴露浓度的反累积概率为纵轴作图，可以得到联合概率曲线，借此更直观地反映各化合物毒性。在前述分析的基础上，图3.12给出了白洋淀湿地两种典型PAHs化合物Ant和Nap以及等效总浓度TEQ的联合概率曲线。
联合概率曲线的位置反映了污染物生态风险的大小。曲线越靠近坐标轴，风险越小。从Nap、Ant和TEQ的联合概率曲线可以看出（图3.12），三条联合曲线相对于坐标轴的距离差异较为明显，Nap和TEQ的联合曲线更贴近于坐标轴，相比而言，TEQ的生态风险大于Nap。而Ant的联合概率曲线则离坐标轴较远，表明生态风险较大。由于各种PAHs在水体中的暴露浓度均较小，所以生态风险主要取决于各自的毒性数据。比如Nap的浓度相对较高，但由于其毒性较弱，毒性风险低于多数其他化合物。而Ant的相对高风险主要与其相对较强的毒性有关，其他毒性较强的化合物由于暴露浓度很小而造成的风险也较低。