王菊英,穆景利,馬德毅

(1.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心 大連 116023;2.國家海洋局近岸海域生態(tài)環(huán)境重點實驗室 大連 116023; 3.國家海洋局第一海洋研究所 青島 266061)

淺析我國現(xiàn)行海水水質(zhì)標準存在的問題*

王菊英1,2,穆景利1,2,馬德毅3

(1.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心 大連 116023;2.國家海洋局近岸海域生態(tài)環(huán)境重點實驗室 大連 116023; 3.國家海洋局第一海洋研究所 青島 266061)

本研究在討論和定義海水水質(zhì)基準和海水水質(zhì)標準概念的基礎(chǔ)上,簡要介紹了開展海水水質(zhì)基準研究的科學意義;對比美國海水水質(zhì)基準和標準體系的特點,結(jié)合我國海洋環(huán)境監(jiān)測評價的技術(shù)需求和海洋環(huán)境保護的管理需求,剖析了我國現(xiàn)行海水水質(zhì)標準存在的問題及原因,并對我國今后的海水水質(zhì)基準和標準的研究進行了展望,給出了相應(yīng)的對策和建議。

海水水質(zhì)標準;海水水質(zhì)基準;對策分析

1 海水水質(zhì)標準和海水水質(zhì)基準的概念

環(huán)境質(zhì)量基準(environmental quality criteria),是指環(huán)境中有害物質(zhì)和因素對特定對象(人或其他生物等)不產(chǎn)生不良或有害影響的最大劑量或濃度,與此相對應(yīng)的是環(huán)境質(zhì)量標準這一概念。環(huán)境質(zhì)量標準是為保障人群健康、促進生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),實現(xiàn)社會經(jīng)濟發(fā)展目標,根據(jù)國家的環(huán)境政策和法規(guī),在綜合考慮本國自然環(huán)境特征、社會經(jīng)濟條件和科學技術(shù)水平的基礎(chǔ)上,對環(huán)境中有害物質(zhì)和因素所作的限制性規(guī)定。環(huán)境質(zhì)量標準是在一定時期內(nèi)衡量環(huán)境優(yōu)劣程度的尺度,從某種意義上而言是環(huán)境保護的目標值。在保護環(huán)境層面上,環(huán)境質(zhì)量標準是衡量環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣的標尺;在制訂環(huán)境質(zhì)量標準的層面上,環(huán)境質(zhì)量基準是環(huán)境質(zhì)量標準的依據(jù)和 “坐標”,二者的本質(zhì)區(qū)別在于屬性的不同,環(huán)境質(zhì)量標準兼有社會和自然屬性,環(huán)境質(zhì)量標準中則納入了環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟發(fā)展和科學技術(shù)水平的考量,反映了國家環(huán)境政策的意志;環(huán)境質(zhì)量基準只具自然屬性,它是有害物質(zhì)和因素在環(huán)境中可以“安全無害”存在的客觀度量,反映了污染物與目標受體間的劑量 (濃度)——效應(yīng)關(guān)系[1-3]。

海水水質(zhì)標準和海水水質(zhì)基準的關(guān)系也是如此,根據(jù)海洋環(huán)境保護科學專家組(GESAMP)的定義,海水水質(zhì)基準指的是根據(jù)海域用途、海洋生態(tài)系統(tǒng)、人類健康等要求,在一定時空范圍內(nèi),各種海洋環(huán)境介質(zhì)中客觀上可被允許的污染物濃度或含量的科學指標體系;而海水質(zhì)量標準則指在海水水質(zhì)基準的基礎(chǔ)上,綜合考慮社會、經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展水平、環(huán)境保護需求和國家環(huán)境政策等因素,在一定時空范圍內(nèi),海水中允許的污染物濃度或含量的法定指標體系[1,4]。

海水水質(zhì)標準是海水水質(zhì)基準的科學性與海洋環(huán)境管理的功能性之間的紐帶,管理部門通過制訂海水水質(zhì)標準,將海水水質(zhì)基準實用化,與此同時將國家政策、經(jīng)濟技術(shù)等社會屬性引入海水水質(zhì)基準。海水水質(zhì)標準是社會經(jīng)濟與自然環(huán)境相互妥協(xié)的結(jié)果,這反映在海水水質(zhì)標準的表述形式上:不同海洋功能區(qū),適用不同的海水水質(zhì)標準。因此,海水水質(zhì)標準是一多值體系,同時海水水質(zhì)標準也需隨著國家環(huán)境政策的變動和經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展而變化[1]。

2 美國的海水水質(zhì)基準及標準體系

美國擁有世界上體系最完善、科學性最強的水質(zhì)基準和標準。早在1965年,美國就啟動了水質(zhì)基準的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究,第一個水質(zhì)基準由美國國家技術(shù)顧問委員會 (當時美國環(huán)保署尚未成立)于1968年發(fā)布。1985年,美國環(huán)保署發(fā)布了 《推導(dǎo)保護水生生物及其用途的水質(zhì)基準指南》,此后分別于1999年、2002年、2004年、2006年和2009年公布了不斷修訂的針對保護水生生物和人體健康的 《國家推薦水質(zhì)基準》[2]。

美國沒有全國統(tǒng)一的水質(zhì)標準,由國家頒布水質(zhì)基準 (包括數(shù)據(jù)型基準和定性描述基準),各州根據(jù)實際情況制訂相應(yīng)的水質(zhì)標準,包括指定水體的用途、確定不同用途水體的水質(zhì)標準值、防止水體功能退化及水質(zhì)綜合管理的措施等。美國國家的水質(zhì)基準是一張水質(zhì)基準表,各州的水質(zhì)標準 (法規(guī))一般有上百頁的詳細內(nèi)容。

美國目前最新的水質(zhì)基準是2009年美國環(huán)保署發(fā)布的 《國家推薦的水質(zhì)基準》[5]。推薦的保護水生生物的水質(zhì)基準分為淡水和海水兩類,推薦的水質(zhì)基準涉及120種優(yōu)先控制污染物, 47種非優(yōu)控污染物,還包括23種污染物感官效應(yīng)水質(zhì)基準值。1998年,美國開始制訂區(qū)域性的營養(yǎng)物質(zhì)基準,于2000年開始發(fā)布了河流、湖庫的營養(yǎng)物質(zhì)基準制訂導(dǎo)則,至今已頒布了14個生態(tài)區(qū)的河流和湖庫的營養(yǎng)物質(zhì)水質(zhì)基準。

美國制訂水質(zhì)基準所遵循的原則可總結(jié)為以下3個方面[6]。

(1)頒布水質(zhì)基準的目標在于防止污染物對重要的經(jīng)濟生物及其他重要物種,如河流湖泊中的魚類、底棲無脊椎動物和浮游生物造成不可接受的長期和短期的效應(yīng)。每個污染物的基準包括兩個值:基準連續(xù)濃度(CCC),為防止低濃度污染物長期作用對水生生物造成慢性毒性效應(yīng);基準最大濃度(CMC),為防止高濃度的污染物短期作用對水生生物造成的急性毒性效應(yīng)。

(2)充分考慮了生物多樣性,用于推導(dǎo)CMC的急性毒性數(shù)據(jù)至少覆蓋三門八科的水生生物,具有較好的代表性,要求能為大多數(shù)生物(95%以上)提供適當?shù)谋Ｗo,以避免“欠保護”。另外對受試生物的分類單位進行了合理的規(guī)定,以科為選擇受試物種的分類單位,而以屬為最終計算基準值的分類單位,避免了過多采用同一屬 (或科)的試驗生物而影響數(shù)據(jù)的代表性。

(3)引入暴露頻次的概念,將水質(zhì)基準最終表述為:“如果每三年某污染物的4 d平均濃度超過CCC的次數(shù)不多于1次,并且每三年某污染物的1 h平均濃度超過最大濃度基準的次數(shù)不多于1次,那么淡水 (或海水)水生生物及水體用途將不會受到不可接受的影響”,這樣就充分考慮了水生態(tài)系統(tǒng)對偶然暴露的耐受能力和恢復(fù)能力,防止了 “過度保護”。

3 我國海水水質(zhì)標準存在的問題

3.1 海水水質(zhì)標準的科學基礎(chǔ)薄弱

對于海水水質(zhì)標準而言,海水水質(zhì)基準是制訂海水水質(zhì)標準的理論基礎(chǔ)和科學依據(jù),是海水水質(zhì)標準不可或缺的 “坐標”,決定了海水水質(zhì)標準本身的科學性和客觀性。遺憾的是,水質(zhì)基準及標準研究,尤其是近海海水水質(zhì)基準及標準研究在我國極為薄弱,嚴格地說,我國并沒有在真正意義上建立起相應(yīng)的水環(huán)境質(zhì)量基準體系[7]。

目前尚缺乏充分的科學數(shù)據(jù)說明我國現(xiàn)行的水質(zhì) (包括淡水和海水)標準可以為大多數(shù)水生生物提供適當?shù)谋Ｗo。我國于1988年制訂的GB 3838“地面水環(huán)境質(zhì)量國家標準”和1997年修訂實施的GB 3097“海水水質(zhì)標準”,其主要依據(jù)是日本、蘇聯(lián)及歐洲等國的水質(zhì)標準和美國的水生態(tài)基準數(shù)據(jù),基本上沒有我國的水生態(tài)毒理學數(shù)據(jù),且側(cè)重于魚類毒性數(shù)據(jù)。

根據(jù)已有的調(diào)查資料,海洋生境和淡水生境中生物門類共有28個門,魚類僅為脊索動物門中的一個綱,其毒性數(shù)據(jù)不能充分地反映水生物種的毒理學敏感性。同一化學物質(zhì)對不同魚類的毒性閾值可以相差兩個數(shù)量級,不同門類間的差異就更大。從生態(tài)學的觀點來看,不同的生態(tài)區(qū)域有不同的生物區(qū)系,對某個生物區(qū)系無害的毒物濃度,也許會對其他區(qū)系的生物產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的毒性效應(yīng)。因此,美國環(huán)保署在其文件中規(guī)定,只能用在北美分布的野生生物作為試驗物種來推導(dǎo)保護美國淡水和海洋生態(tài)系統(tǒng)的水生態(tài)基準值。由于不同科的魚在對生活環(huán)境的適應(yīng)性和要求及對毒物的耐受性上有很大的差異。歐共體在規(guī)定評價水生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境狀況的標準時,也嚴格地將不同魚類水系加以區(qū)分。因此,無論是從地理位置,還是從魚類水系來說,僅參考美國等國的水質(zhì)基準數(shù)據(jù)來確定我國的水質(zhì)標準,只能是權(quán)宜之計,缺乏充分的科學依據(jù)。

我國海水水質(zhì)標準限值根據(jù)海域的使用功能和保護目標,將海水水質(zhì)分為四類,其限值除直接參考了發(fā)達國家的水質(zhì)基準或水質(zhì)標準限值外,在分類定值方面也具較明顯的主觀判定傾向。表1列出了我國海水水質(zhì)標準(GB 3097-1997)與《國家推薦的水質(zhì)基準》(2009版)[5]的對比。通過比較可以發(fā)現(xiàn):汞、鎘、六價鉻、砷、鋅、硒、鎳等金屬的我國一類海水水質(zhì)標準限值均低于美國的CCC;滴滴涕、六六六、馬拉硫磷等有機物一類標準限值均高于美國的CCC;四類海水水質(zhì)標準限值與美國CMC相比,二者之間的差異更大。通過上述比較,可初步判斷目前我國的海水水質(zhì)標準中的部分金屬要素可能存在著 “過保護”的問題,而對于有機污染物則可能存在 “欠保護”的問題。

表1 我國海水水質(zhì)標準(GB 3097-1997)與美國海水水質(zhì)基準(US EPA-2009)的限值比較μg/L

3.2 海水水質(zhì)標準涵蓋要素少,難以滿足管理需求

從涵蓋的污染物范圍和數(shù)量來看,我國現(xiàn)行 《海水水質(zhì)標準》涉及39種指標33種污染物,為我國海水水質(zhì)及海洋生物安全提供了有力保證,基本符合當時我國國情。但是,蘇聯(lián)制訂的水質(zhì)標準,涵蓋了500多種化學物質(zhì)(有毒有機化學物質(zhì)占絕大多數(shù))和環(huán)境因子,美國的水質(zhì)基準共包括167種污染物,均遠多于我國海水水質(zhì)標準所規(guī)定的指標?？梢?在污染要素的涵蓋范圍上,我國目前頒布實施的海水水質(zhì)標準內(nèi)容過于單薄,且主要考慮的是耗氧有機污染物、營養(yǎng)物質(zhì)和金屬污染物,對于已成為全球性環(huán)境問題、對水生態(tài)質(zhì)量造成嚴重破壞的有毒有機污染物關(guān)注較少。

近年來,隨著海洋經(jīng)濟與沿海經(jīng)濟的快速發(fā)展以及沿海地區(qū)城市化進程的加快,我國近岸海域承受了前所未有的巨大環(huán)境壓力,尤其是陸源排污壓力明顯加大,致使近岸生態(tài)更加脆弱,重要的海洋功能區(qū)受損嚴重。據(jù)統(tǒng)計,我國近岸海域的主要污染物80%以上來自陸源排污,每年上百億噸的工業(yè)和生活污水將大量的有毒有害物質(zhì)攜帶排放入海,嚴重影響了鄰近海洋功能區(qū)的功能,并造成近岸海域水質(zhì)惡化。2007年,國家海洋局組織對全國部分入海排污口排放的污染物進行調(diào)查,結(jié)果顯示排海污水中典型持久性有機污染物、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物及毒性金屬等被普遍檢出,生物毒性效應(yīng)實驗結(jié)果亦表明經(jīng)陸源排污口入海的有毒有害物質(zhì)已對我國近岸海洋環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成潛在威脅。但是遺憾的是,對于大多數(shù)有毒有害物質(zhì),我國現(xiàn)行的 “污水綜合排放標準”和 “海水水質(zhì)標準”均未將其包含在內(nèi),由此導(dǎo)致污染排放控制管理缺失明確的管理目標和控制標準。

3.3 海水水質(zhì)標準無暴露時間和頻次要求,暴露評估難以統(tǒng)一

科學的水質(zhì)基準須以在一定的暴露濃度中,確定的暴露時間內(nèi)和一定的暴露頻次下三者同時為約束條件才能達到保護水生生物的目的。在超標頻次的確定上,應(yīng)考慮水生生態(tài)系統(tǒng)從暴露濃度中恢復(fù)的能力,不同生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)也有著很大差別,而且恢復(fù)能力還取決于污染物的類型、暴露濃度的高低和暴露時間的長短以及水生態(tài)系統(tǒng)的物理學和生物學特征。有研究表明,生態(tài)系統(tǒng)從很小的暴露壓力中恢復(fù)僅需6周,而從嚴重的壓力中恢復(fù)則需要10年或者更長的時間。一般認為,約在3年內(nèi)大多數(shù)水生生態(tài)系統(tǒng)能夠從一般的暴露濃度 (不包括化學品泄漏以及重大溢油事故等引起的高濃度暴露)下恢復(fù)。據(jù)此,如果水體除所關(guān)注的目標污染物外,無其他人為壓力的影響,并且暴露濃度高于2倍正常濃度的發(fā)生概率較低,那么有研究認為每三年1次這樣的暴露對于大多數(shù)水體是能夠承受的[8]。因此,美國環(huán)保署將允許的超標濃度發(fā)生的頻率規(guī)定為平均每三年1次[6]。

暴露濃度在時空上也非均勻分布。以營養(yǎng)鹽為例,其含量本身即存在一定的季節(jié)波動性,同時在不同的水深,營養(yǎng)要素的生物地球化學循環(huán)作用也存在較大的垂直分布差異。對于有毒有害物質(zhì),可能來源于陸源入海排污口,其濃度也會存在較大的時空差異。但是,我國現(xiàn)行的海水水質(zhì)標準僅對暴露濃度進行了規(guī)定,但對暴露時間和暴露頻次并未給出相應(yīng)的規(guī)定,這樣在開展暴露評估時因評價者認識的不同,易產(chǎn)生一些偏頗。

3.4 海水水質(zhì)標準修訂不及時,不能反映海洋環(huán)境保護研究的最新成果

從標準修訂與更新看,我國海水水質(zhì)標準1982年發(fā)布實施,經(jīng)過近15年后于1997年12月發(fā)布修訂版,并于1998年實施,到目前為止僅修訂一次。而美國的水質(zhì)基準,自從1985年發(fā)布保護水生生物水質(zhì)基準的推導(dǎo)方法后,已完成了多次修訂。即便如此,推薦的167種污染物的水質(zhì)基準中,仍有99種優(yōu)先控制污染物和21種非優(yōu)先控制污染物沒有給出保護海水水生生物水質(zhì)基準值;21種優(yōu)先控制污染物和15種非優(yōu)先控制污染物沒有給出保護人體健康水質(zhì)基準值。因此,美國的保護水生生物和人體健康的水質(zhì)基準也存在大量亟待開展的工作。

4 對策分析

4.1 啟動海水水質(zhì)基準的系統(tǒng)研究,發(fā)布國家級的海洋水質(zhì)基準國家指南文件

海水水質(zhì)基準反映的是海水的自然屬性,海水水質(zhì)基準的定值關(guān)鍵在于確定海水介質(zhì)中各種污染物濃度、劑量、強度與海洋靶系統(tǒng) (海洋生物、人群和生態(tài)系統(tǒng))響應(yīng) (或反應(yīng))間的定量關(guān)系。盡管海水水質(zhì)基準屬自然科學的研究范疇,可完全基于科學實驗和客觀記錄從而科學推導(dǎo)而獲得,不具有法律效力。但需要強調(diào)的是,海水水質(zhì)基準不同于其他自然科學研究范疇的項目,因其具有可為海洋環(huán)境保護部門制定具有法律效力的海水水質(zhì)標準提供最有用科學依據(jù)的特殊使命,海水水質(zhì)基準的研究具有很強的科學性、系統(tǒng)性和連續(xù)性。海水水質(zhì)基準研究是一項系統(tǒng)工程,絕非一家單位或者一個實驗室可以完成,應(yīng)該是集中國家相關(guān)研究領(lǐng)域的優(yōu)勢力量共同開展的一項工作;同時也是一項難于一蹴而就尚須堅持不懈的業(yè)務(wù)化運行來保障的基礎(chǔ)性工作。因此,需要研究構(gòu)建國家的海水水質(zhì)基準體系,并發(fā)布規(guī)范性的國家級指南文件,以利于此項工作的全面展開。

自20世紀80年代初以來,美國、歐盟、荷蘭、澳大利亞、新西蘭和加拿大等國家和地區(qū)的環(huán)境管理部門根據(jù)其水環(huán)境污染狀況和環(huán)境政策,先后發(fā)布了各自的保護水生生物水質(zhì)基準推導(dǎo)文件或技術(shù)指南,建立了各自的水質(zhì)基準研究體系。目前,我國的水質(zhì)基準零星地散落在環(huán)保部環(huán)科院、中科院生態(tài)中心和國家海洋局的國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心等實驗室,基本處于各自獨立探索研發(fā)階段,現(xiàn)有的研究成果以論文發(fā)布為主,尚未上升到國家統(tǒng)一組織和規(guī)范實施階段。

總體來看,我國水質(zhì)基準的研究成果相對較少,缺乏系統(tǒng)性研究,推導(dǎo)保護水生生物和人體健康基準的方法學研究體系亟須完善:包括受試生物的選取、我國海區(qū)代表性生物的急慢性毒性實驗的開展、毒性數(shù)據(jù)的收集和篩選準則、統(tǒng)計外推模型的確定、污染物的參考劑量、日安全攝入量的推導(dǎo)等。建立適合我國國情的水質(zhì)基準推導(dǎo)理論方法體系,頒布我國水質(zhì)基準推導(dǎo)方法指南是大勢所趨。

4.2 開展毒理學試驗工作,建立具有我國海洋生物區(qū)系特征的海洋生態(tài)毒理學數(shù)據(jù)庫

制約我國海洋環(huán)境質(zhì)量標準體系改進和完善的主要原因之一,就是由于我國缺乏相應(yīng)的海洋生態(tài)毒理學資料,僅參考美國等國的水生態(tài)基準數(shù)據(jù)來確定我國的水質(zhì)標準,而未能充分考慮我國水域生態(tài)區(qū)系的特點,只能是權(quán)宜之計,缺乏充分的科學依據(jù)。為了更好地保護我國的海洋生物,亟須進一步開展可以體現(xiàn)我國海洋生物區(qū)系特征的毒理學研究,以具我國海洋生物區(qū)系特征的不同營養(yǎng)級的生物作為目標靶體,全面系統(tǒng)地開展典型和特征污染物的生態(tài)毒理學試驗,以建立并完善我國的海洋生態(tài)毒理學數(shù)據(jù)庫。

4.3 開展基礎(chǔ)性研究,逐步提升我國海水水質(zhì)基準研究的原創(chuàng)能力

水質(zhì)基準及標準的原創(chuàng)性研究能力標志著一個國家環(huán)境科研的實力,隨著保護海洋生物多樣性和海洋環(huán)境管理工作的進一步強化和深化,迫切需要開展下述基礎(chǔ)性研究工作,以提升我國海水水質(zhì)基準研究的原創(chuàng)能力。

(1)開展對種群、群落水平或生態(tài)系統(tǒng)的微宇宙(microcosm)和中宇宙(mesocosm)生態(tài)模擬系統(tǒng)的毒理學研究,以更好地表征應(yīng)激因子作用下物種間通過競爭和食物鏈相互作用而產(chǎn)生的間接效應(yīng)。以往的毒理學效應(yīng)研究主要針對單一物種的毒性測試,種群、群落水平或生態(tài)系統(tǒng)的研究結(jié)果可以作為水質(zhì)基準推導(dǎo)的毒理學數(shù)據(jù)的補充,亦可對水質(zhì)基準的推導(dǎo)結(jié)果進行驗證。開展種群或生態(tài)系統(tǒng)在目標污染物作用下的恢復(fù)研究,對于確定海水水質(zhì)基準體系中的超標頻次和暴露周期也有重要的作用。

(2)現(xiàn)有的水質(zhì)基準推導(dǎo)大多未充分考慮污染物的毒理學作用機制(MOA),建議在今后的水質(zhì)基準研究中加以考慮。除部分新型污染物外,大多數(shù)化合物的毒理學作用機制相對比較明確,因此,可通過文獻資料收集及實驗室研究考察目標污染物的毒理學作用機制,從而在進行水質(zhì)基準推導(dǎo)時,選取與毒理學作用機制密切相關(guān)的毒理學指標,以推導(dǎo)出更科學、可靠的水質(zhì)基準值。除常規(guī)的毒理學研究方法外,開展分子水平上的生物標記物研究,如DNA加合物、金屬硫蛋白(MT)、EROD酶活性等有助于揭示毒理學作用機制,以避免推導(dǎo)的基準值出現(xiàn)對海洋環(huán)境保護的 “過保護”和“欠保護”等問題。

(3)當前水質(zhì)基準研究大多仍集中于淡水領(lǐng)域,盡管相應(yīng)的理論與方法也適用于海水環(huán)境,但鑒于基于海水物種毒性數(shù)據(jù)的有限性、淡水與海水物種的敏感性差異和海水環(huán)境的復(fù)雜性等因素,海水水質(zhì)基準研究仍有諸多方面需要深入研究,以完善方法學體系,包括諸如鹽度、有機質(zhì)、溶解氧和p H等環(huán)境要素對毒性結(jié)果的影響等。尤其在氣候變化的作用下,鹽度、溫度和p H的變化,對污染物質(zhì)的毒性作用過程、機制、毒性效應(yīng)等產(chǎn)生的影響,將是海水水質(zhì)基準面臨的新挑戰(zhàn)。

(4)使用單物種和單化合物的實驗室毒性試驗來推導(dǎo)水質(zhì)基準常常飽受詬病,因為這樣的實驗無法詮釋現(xiàn)場多重壓力作用下的效應(yīng)。對17種主要人類活動 (包括化學污染)的強度和分布特征研究表明,世界大洋的任何一個地方都疊加有至少5種人類活動的影響[9]。美國河流調(diào)查的結(jié)果表明,半數(shù)以上的樣品中含有至少5種農(nóng)藥[10]。目前文獻報道中混合物的毒性研究報道很少,即使有也只能研究實際環(huán)境中的極少一部分的混合物。研究證明,由單個目標污染物的暴露試驗所導(dǎo)出的水質(zhì)基準,可以保護生態(tài)系統(tǒng),但問題是如果目標污染物A和B表現(xiàn)出加和 (或協(xié)同或拮抗)毒性作用,那如何在水質(zhì)基準的推導(dǎo)中體現(xiàn)這種復(fù)合效應(yīng)呢?針對多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的研究顯示,具有芳烴受體(aryl hydrocarbon receptor,AHR)激動劑的PAHs與細胞色素P4501A(CYP1A)抑制劑聯(lián)合作用,可誘導(dǎo)魚體的發(fā)育畸形,導(dǎo)致胚胎和子魚出現(xiàn)藍囊綜合征(blue sac disease,BSD),呈現(xiàn)協(xié)同的毒性效應(yīng),指出現(xiàn)有基于相加效應(yīng)的毒性當量(TEQ)PAHs風險評價模型可能低估了其實際風險[11]。目前在水質(zhì)基準的推導(dǎo)中,所有的聯(lián)合作用研究均處于探討階段,理想的情況是逐一導(dǎo)出每一種混合物的基準值,但這實際上是不可能做到的。如果混合物中各個化合物間的相互作用機制是未知的,可采用簡單的加和作用模型。但是,若知道其間的作用是拮抗或者協(xié)同,那問題就比較復(fù)雜了。因此,要降低導(dǎo)出的基準值的不確定性,勢必要對污染物的聯(lián)合效應(yīng)及其作用機制加以研究。

4.4 以科學的、區(qū)域海水水質(zhì)基準研究為基礎(chǔ)修訂我國海水水質(zhì)標準

由于缺乏主要參考依據(jù)——完善的海水水質(zhì)基準技術(shù)體系,大多依據(jù)世界發(fā)達國家的水質(zhì)基準資料,使得我國制訂的現(xiàn)行海水水質(zhì)標準缺乏科學依據(jù)和區(qū)域針對性。直接采用國外數(shù)據(jù)不能客觀地反映我國海洋環(huán)境質(zhì)量的真實情況,進而導(dǎo)致我國海洋環(huán)境管理不能達到預(yù)期的效果。因此,應(yīng)在開展海洋環(huán)境污染過程和生態(tài)毒理效應(yīng)研究的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)開展符合我國海洋生物區(qū)系特征的海水水質(zhì)基準研究,根據(jù)我國現(xiàn)階段的環(huán)境保護目標以及海洋環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀,進行海水水質(zhì)標準的修改研究工作,以達到為我國海洋環(huán)境管理和污染防治提供技術(shù)支撐,整體提升我國海洋環(huán)境保護科學研究水平和國際地位的目標。

[1] 馬德毅,王菊英,洪鳴,等.海洋環(huán)境質(zhì)量基準研究方法學淺析[M].北京:海洋出版社,2011:4-6.

[2] 張瑞卿,吳豐昌,李會仙,等.中外水質(zhì)基準發(fā)展趨勢與存在問題[J].生態(tài)學雜志,2010,29(10): 2049-2056.

[3] 孟偉,吳豐昌,李會仙,等.水質(zhì)基準的理論與方法學導(dǎo)論[M].北京:科學出版社,2010:1-5.

[4] 穆景利,王瑩,王菊英,等.海水水質(zhì)基準的研究方法與我國海水水質(zhì)基準的構(gòu)建[J].生態(tài)毒理學報,2010,5(6):761-768.

[5] USEPA.National recommended water quality criteria[R].Washington DC:US Environmental Protection Agency,2009

[6] USEPA.Guidelines for deriving numerical national water quality criteria for the protection of aquatic organisms and their uses[R].Washington,DC: US Environmental Protection Agency,1985.

[7] 吳豐昌,馮承蓮,張瑞卿,等.我國典型污染物水質(zhì)基準研究[J].中國科學:地球科學,2012,42 (5):665-672.

[8] ZABEL T,COLE S.The derivation of environmental quality standards for the protection of aquatic life in the UK[J].Water and Environment Journal, 1999,13(6):436-440.

[9] HALPERN B S,WALBRIDGE S,SELKOE K A. A global map of human impact on marine ecosystems[J].Science,319(5865):948-952.

[10]USGS.Pesticides in surface and ground water of the United States:summary of the results of the national water quality assessment program (NAWQA)[R].Washington DC:US Geological Survey,1998.

[11]BILLIARD S M,MEYER J N,WASSENBERG D M.Non-additive effects of PAHs on early vertebrate development∶mechanisms and implications for risk assessment[J].Toxicological Sciences, 2008,105(1):5-23.

國家海洋局海洋公益性行業(yè)科研專項(200805090).