馮承蓮，趙曉麗，侯紅，黃薇，宋靜，李會(huì)仙，孟偉，吳豐昌,*

1. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院 環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012 2. 北京大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，北京 100083 3. 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，南京 210008

中國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)理論與方法學(xué)研究進(jìn)展及主要科學(xué)問(wèn)題

馮承蓮1，趙曉麗1，侯紅1，黃薇2，宋靜3，李會(huì)仙1，孟偉1，吳豐昌1,*

1. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院 環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012 2. 北京大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，北京 100083 3. 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，南京 210008

環(huán)境基準(zhǔn)是指環(huán)境介質(zhì)中的環(huán)境要素對(duì)特定保護(hù)對(duì)象不產(chǎn)生不良或有害效應(yīng)的最大限值，是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制修訂的科學(xué)依據(jù)。環(huán)境基準(zhǔn)理論與方法學(xué)一直是國(guó)際環(huán)境科學(xué)和環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究領(lǐng)域的前沿，也是國(guó)家環(huán)境管理的重大科技需求。本文在總結(jié)國(guó)際和我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)研究成果的基礎(chǔ)上，較為系統(tǒng)地闡述了環(huán)境基準(zhǔn)的基本概況、理論方法學(xué)及重要進(jìn)展。同時(shí)，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)和環(huán)境基準(zhǔn)科技需求，綜合分析了與環(huán)境基準(zhǔn)理論方法學(xué)密切相關(guān)的系列關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。

環(huán)境基準(zhǔn)；水質(zhì)基準(zhǔn)；土壤基準(zhǔn)；空氣基準(zhǔn)；毒性效應(yīng)機(jī)理；毒性預(yù)測(cè)模型；環(huán)境要素；生物富集；本地化

環(huán)境基準(zhǔn)是指“環(huán)境介質(zhì)(水、土壤和空氣)中的環(huán)境要素對(duì)特定保護(hù)對(duì)象不產(chǎn)生不良或有害效應(yīng)的最大限值”[1]。環(huán)境要素包括物理(噪聲和溫度等)、化學(xué)(金屬、有機(jī)污染物和氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽等)和生物(細(xì)菌和微生物等)及其他綜合(pH、堿度、色度、硬度和感官等)要素；特定保護(hù)對(duì)象可以是人體健康、生物或生態(tài)系統(tǒng)及環(huán)境介質(zhì)的使用功能(包括飲用水、農(nóng)業(yè)用地、工業(yè)用地、漁業(yè)用水和休閑娛樂(lè)等)。環(huán)境基準(zhǔn)主要是依據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)判斷得出的，它強(qiáng)調(diào)“以人(生物)為本”及自然和諧的理念，是科學(xué)理論上人與自然“希望維持的標(biāo)準(zhǔn)”。環(huán)境基準(zhǔn)屬于自然科學(xué)研究范疇，主要是依據(jù)特定對(duì)象在環(huán)境介質(zhì)中的暴露數(shù)據(jù)，以及與環(huán)境要素的劑量效應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)，通過(guò)科學(xué)判斷得出的，涉及多個(gè)前沿交叉學(xué)科，包括環(huán)境化學(xué)、毒理學(xué)、生態(tài)學(xué)、流行病學(xué)、生物學(xué)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等，反映了各個(gè)學(xué)科的最新科技成果。環(huán)境基準(zhǔn)是制定和修訂環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)，同時(shí)也是國(guó)家進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制及整個(gè)環(huán)境管理體系的科學(xué)基礎(chǔ)[2-3]。

按照環(huán)境介質(zhì)的不同，環(huán)境基準(zhǔn)可分為水環(huán)境基準(zhǔn)、土壤環(huán)境基準(zhǔn)和空氣環(huán)境基準(zhǔn)等；按照保護(hù)對(duì)象的不同可分為健康基準(zhǔn)(對(duì)人體健康的影響)、生態(tài)基準(zhǔn)(對(duì)生物及使用功能)、物理基準(zhǔn)(對(duì)能見(jiàn)度、氣候等的影響)和感官基準(zhǔn)(防止不愉快的異味)等。根據(jù)基準(zhǔn)制定的方法學(xué)原理的不同可分為毒理學(xué)基準(zhǔn)(包括健康基準(zhǔn)和生態(tài)基準(zhǔn))和生態(tài)學(xué)基準(zhǔn)(包括營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn))(圖1)。

圖1 環(huán)境基準(zhǔn)的分類(lèi)Fig. 1 Classification of environmental quality criteria

環(huán)境基準(zhǔn)研究一般是以環(huán)境介質(zhì)為主線來(lái)進(jìn)行，主要分為水環(huán)境基準(zhǔn)、土壤環(huán)境基準(zhǔn)和空氣環(huán)境基準(zhǔn)三部分。

(1)水環(huán)境基準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“水質(zhì)基準(zhǔn)”)是指在一定環(huán)境條件下保護(hù)生物及特定水體使用功能而推薦的定量濃度或敘述性描述。涉及到的水體污染物包括重金屬、非金屬無(wú)機(jī)物、農(nóng)藥和其他有機(jī)物，以及一些水質(zhì)參數(shù)(pH值、色度、濁度和大腸桿菌數(shù)量等)。水環(huán)境基準(zhǔn)可分為保護(hù)水生生物及其使用功能基準(zhǔn)、保護(hù)人體健康基準(zhǔn)、營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)、沉積物基準(zhǔn)和生物學(xué)基準(zhǔn)等。保護(hù)水生生物及其使用功能基準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱(chēng)“水生生物基準(zhǔn)”)一般是指水環(huán)境中的污染物對(duì)水生生物及其使用功能不產(chǎn)生不良影響的最大濃度。水生生物基準(zhǔn)是水質(zhì)基準(zhǔn)的核心內(nèi)容之一，已成為世界各國(guó)水環(huán)境基準(zhǔn)研究的重中之重。保護(hù)人體健康的水質(zhì)基準(zhǔn)是用來(lái)保護(hù)人體健康免受致癌物和非致癌物的毒性作用，它考慮了人群攝入水生生物以及飲水帶來(lái)的健康影響。營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)的概念是基于營(yíng)養(yǎng)物在水體中產(chǎn)生生態(tài)效應(yīng)危及了水體的功能或用途而提出的，是指對(duì)水體產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)不危及其水體功能或用途的營(yíng)養(yǎng)物濃度或水平，可以體現(xiàn)受到人類(lèi)開(kāi)發(fā)活動(dòng)影響程度最小的地表水體富營(yíng)養(yǎng)化情況。沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)是特定污染物在沉積物中的實(shí)際允許數(shù)值，是底棲生物免受特定污染物危害的保護(hù)性臨界水平。生物學(xué)基準(zhǔn)是指生物學(xué)家或其他自然資源科學(xué)家根據(jù)科學(xué)原理從生物評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)推導(dǎo)的一類(lèi)描述型或數(shù)值型基準(zhǔn)，用以描述特定功能水域中水生生物群落的理想生物學(xué)條件，反映在該類(lèi)水域生物棲息地最可能達(dá)到的生物完整性[4-5]。

(2)土壤環(huán)境基準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“土壤基準(zhǔn)”)是指通過(guò)研究土壤中污染物對(duì)人體和陸地生物等的危害影響，分析污染物劑量-效應(yīng)之間的響應(yīng)關(guān)系，由此獲得的相關(guān)研究資料與臨界濃度數(shù)據(jù)。土壤是一種多相異質(zhì)環(huán)境介質(zhì)，這是土壤作為環(huán)境介質(zhì)區(qū)別于水、氣的顯著特點(diǎn)，由于這一特點(diǎn)，土壤基準(zhǔn)的研究與標(biāo)準(zhǔn)的制定也有別于水體和空氣。土壤基準(zhǔn)按照保護(hù)對(duì)象和目標(biāo)的不同可以分為保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全、保護(hù)人體健康、保護(hù)生態(tài)受體及保護(hù)地下水4類(lèi)土壤基準(zhǔn)。保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全土壤環(huán)境基準(zhǔn)主要是依據(jù)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)以及農(nóng)產(chǎn)品可食部分對(duì)污染物的富集系數(shù)或農(nóng)產(chǎn)品可食部分污染物濃度與土壤污染物濃度、土壤性質(zhì)之間的關(guān)系來(lái)反推制定的。對(duì)于沒(méi)有食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的污染物，可以通過(guò)評(píng)估人群攝入受污染的農(nóng)產(chǎn)品引起的污染物暴露量，利用人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估來(lái)反推保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)。保護(hù)生態(tài)受體土壤環(huán)境基準(zhǔn)旨在保護(hù)土壤中或與土壤相關(guān)的生態(tài)受體(如植物/作物、土壤無(wú)脊椎動(dòng)物、土壤微生物活性和代謝過(guò)程、野生動(dòng)物等)不會(huì)因暴露于土壤污染物而產(chǎn)生顯著的健康風(fēng)險(xiǎn)[6]。保護(hù)人體健康土壤環(huán)境基準(zhǔn)主要基于農(nóng)田、居住、商服、工業(yè)等各種用地方式下的暴露途徑、暴露參數(shù)、臨界風(fēng)險(xiǎn)人群和場(chǎng)地條件，借助健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行制定，旨在保護(hù)暴露于污染土壤的臨界人群不產(chǎn)生顯著的健康風(fēng)險(xiǎn)。保護(hù)地下水的土壤環(huán)境基準(zhǔn)旨在保證化學(xué)物質(zhì)不因土壤的瀝濾對(duì)工業(yè)企業(yè)界區(qū)內(nèi)土壤下方飲用水源造成危害。

(3)空氣環(huán)境基準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“空氣基準(zhǔn)”)通常是指空氣中污染物(或物理因素)對(duì)特定對(duì)象(人或其他生物等)不產(chǎn)生不良或有害影響的最大劑量(無(wú)作用劑量)或濃度?？諝猸h(huán)境基準(zhǔn)按作用對(duì)象的不同可分為人體健康基準(zhǔn)(對(duì)人群健康的影響)、生態(tài)基準(zhǔn)(對(duì)動(dòng)植物及生態(tài)系統(tǒng)的影響)和物理基準(zhǔn)(對(duì)材料、能見(jiàn)度、氣候等的影響)。同一污染物在不同的環(huán)境要素中或?qū)Σ煌谋Ｗo(hù)對(duì)象有不同的基準(zhǔn)值，科學(xué)、合理的空氣基準(zhǔn)，應(yīng)該充分反映空氣介質(zhì)中的污染物作用于研究對(duì)象、在不同濃度和劑量下引起的危害作用種類(lèi)和程度的最新科研成果[7-8]。

環(huán)境基準(zhǔn)是以污染來(lái)源、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、污染控制技術(shù)和經(jīng)濟(jì)政策等為內(nèi)容的環(huán)境管理的重要環(huán)節(jié)，更是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制修訂的科學(xué)依據(jù)，是環(huán)境保護(hù)和環(huán)境管理的基石和根本，也是環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)研究對(duì)環(huán)境管理支撐的重要出口，對(duì)國(guó)家環(huán)境安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有重要的戰(zhàn)略意義。目前，國(guó)際社會(huì)已經(jīng)將環(huán)境基準(zhǔn)的研究作為反映一個(gè)國(guó)家環(huán)境科學(xué)研究水平的主要標(biāo)志之一。環(huán)境基準(zhǔn)是當(dāng)前國(guó)際環(huán)境保護(hù)科研的前沿領(lǐng)域，也是環(huán)境化學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等多學(xué)科的綜合集成。環(huán)境基準(zhǔn)為環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)的完善、環(huán)境質(zhì)量評(píng)估、應(yīng)急事故管理、污染控制與風(fēng)險(xiǎn)管理等環(huán)境管理工作提供科學(xué)依據(jù)，為我國(guó)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系和環(huán)境管理體系提供全面有效的科技支撐，提高環(huán)境管理生產(chǎn)力。迄今為止，我國(guó)還沒(méi)有建立基于完整科學(xué)理論和足量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)支持的環(huán)境基準(zhǔn)理論與方法學(xué)體系，環(huán)境基準(zhǔn)研究還存在若干科學(xué)問(wèn)題需要科學(xué)家們逐一解決。環(huán)境基準(zhǔn)研究的滯后已成為制約我國(guó)環(huán)境保護(hù)和環(huán)境管理工作的瓶頸。因此，開(kāi)展環(huán)境基準(zhǔn)研究是我國(guó)環(huán)境管理的重大科技需求，是國(guó)家環(huán)境安全和環(huán)境保護(hù)工作的迫切需要，也是時(shí)代和社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 環(huán)境基準(zhǔn)研究概況

西方發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)境基準(zhǔn)的研究開(kāi)始較早，自20世紀(jì)60年代以來(lái)，美國(guó)應(yīng)《清潔水法》的要求，投入巨資，開(kāi)展了長(zhǎng)期而系統(tǒng)的環(huán)境基準(zhǔn)研究，目前已形成了比較完整的環(huán)境基準(zhǔn)體系，奠定了美國(guó)在國(guó)際環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的領(lǐng)先地位。近幾十年來(lái)，日本、加拿大、澳大利亞和歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家和組織也相繼著手構(gòu)建各自的國(guó)家環(huán)境基準(zhǔn)體系。國(guó)家環(huán)境基準(zhǔn)體系已成為國(guó)際環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的趨勢(shì)和國(guó)家環(huán)境安全的發(fā)展戰(zhàn)略。在環(huán)境基準(zhǔn)的理論和方法學(xué)上，環(huán)境基準(zhǔn)體系的制定均是以環(huán)境介質(zhì)為主線來(lái)進(jìn)行的，并在此基礎(chǔ)上形成了發(fā)達(dá)國(guó)家的環(huán)境保護(hù)法律體系的基本框架。

1.1 水質(zhì)基準(zhǔn)研究概況

水質(zhì)基準(zhǔn)是整個(gè)環(huán)境基準(zhǔn)體系中很重要的一部分。由于水環(huán)境介質(zhì)的復(fù)雜性，水質(zhì)基準(zhǔn)研究也顯得尤為重要。水質(zhì)基準(zhǔn)是制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的理論基礎(chǔ)和重要技術(shù)依據(jù)之一，決定著水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和可靠性。水質(zhì)基準(zhǔn)較為系統(tǒng)的研究工作始于20世紀(jì)初期。水質(zhì)基準(zhǔn)被提出以后，一直在不斷完善和發(fā)展。隨著相關(guān)學(xué)科如環(huán)境地球化學(xué)、毒理學(xué)、生物學(xué)以及生態(tài)學(xué)的不斷發(fā)展，水質(zhì)基準(zhǔn)的理論和方法學(xué)也在不斷發(fā)展。水質(zhì)基準(zhǔn)的研究是伴隨著一系列水質(zhì)基準(zhǔn)論文、報(bào)告以及專(zhuān)著的形式展現(xiàn)的。

美國(guó)是最早開(kāi)始水環(huán)境基準(zhǔn)系統(tǒng)研究的國(guó)家。20世紀(jì)50年代，應(yīng)《清潔水法》要求，為尋求環(huán)境質(zhì)量與工業(yè)增長(zhǎng)之間的平衡，保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)和人群健康，美國(guó)投入巨資，開(kāi)展了長(zhǎng)期而系統(tǒng)研究，首次確立了基準(zhǔn)在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境保護(hù)工作的法律地位，引領(lǐng)國(guó)際水質(zhì)基準(zhǔn)領(lǐng)域的發(fā)展。并相繼發(fā)表了水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)文件：《綠皮書(shū)》、《藍(lán)皮書(shū)》、《紅皮書(shū)》和《金皮書(shū)》等；并在1985年頒布了水質(zhì)基準(zhǔn)的指南[9-13]。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期而系統(tǒng)的研究，目前最新的美國(guó)國(guó)家推薦基準(zhǔn)，共涉及150多種污染物，按基準(zhǔn)類(lèi)別分為保護(hù)水生生物基準(zhǔn)(包括水生態(tài)基準(zhǔn)和沉積物質(zhì)量基準(zhǔn))、保護(hù)人體健康基準(zhǔn)和營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)等[14]。歐盟的水質(zhì)基準(zhǔn)主要是通過(guò)發(fā)布指令的形式開(kāi)展的。近年來(lái)隨著歐盟水環(huán)境政策的發(fā)展，以1996年頒布的“污染防治綜合指令”和2000年頒布的“水框架指令”為代表的環(huán)境政策指令，對(duì)各成員國(guó)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定起到了發(fā)展和促進(jìn)作用?！拔廴痉乐尉C合指令”主要是針對(duì)污染源排放的環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)體系。根據(jù)該指令，歐盟將建立協(xié)調(diào)一致的、一體化的工業(yè)污染防治系統(tǒng)，范圍涉及與污染物處理相關(guān)的特定工業(yè)行為，其目的是防止或減少企業(yè)向水體、空氣和土壤中排污，達(dá)到整體上高水平的環(huán)境保護(hù)?！八蚣苤噶睢苯⒘藲W洲水資源管理的框架，并對(duì)已有的水質(zhì)指令作了補(bǔ)充，是針對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)體系。歐盟在“水框架指令”中強(qiáng)調(diào)了所有水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)脅迫因子的綜合影響，以水體的“良好生態(tài)狀態(tài)”為保護(hù)目標(biāo)。但是，由于水環(huán)境管理現(xiàn)狀的客觀需求，現(xiàn)階段“水框架指令”依然對(duì)環(huán)境優(yōu)先控制污染物設(shè)置了單獨(dú)的水質(zhì)目標(biāo)。除歐美等國(guó)對(duì)水質(zhì)基準(zhǔn)研究較為系統(tǒng)外，世界衛(wèi)生組織、加拿大、澳大利亞和新西蘭等國(guó)家和組織對(duì)水質(zhì)基準(zhǔn)也開(kāi)展了大量研究。在水質(zhì)基準(zhǔn)值的描述上，有數(shù)值型和描述性?xún)煞N方式。不同國(guó)家對(duì)數(shù)值型基準(zhǔn)有不同的分級(jí)，例如：澳大利亞和新西蘭使用觸發(fā)濃度(trigger values, TVs)；加拿大使用指導(dǎo)值(guidelines)；美國(guó)、丹麥、南非等國(guó)使用基準(zhǔn)值(criteria)，荷蘭使用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)限值(environmental risk limits, ERLs)，歐盟化學(xué)管理局使用預(yù)測(cè)無(wú)效應(yīng)濃度(PNECs)，世界經(jīng)合組織使用最大可接受濃度(maximum toxicity concentration, MTCs)等[5, 15-19]。

世界各國(guó)水質(zhì)基準(zhǔn)是在各自國(guó)家或區(qū)域環(huán)境特征和自然背景基礎(chǔ)上建立的，水質(zhì)基準(zhǔn)具有明顯的區(qū)域性。水質(zhì)基準(zhǔn)也會(huì)受到水環(huán)境要素的限制，包括水體的理化性質(zhì)(溫度、溶解氧、pH值、硬度和有機(jī)質(zhì)等)、水生生物群落結(jié)構(gòu)、特征污染物、水體污染程度以及污染物的環(huán)境地球化學(xué)特性等。水質(zhì)基準(zhǔn)在保護(hù)特定水體功能或水生生物時(shí)，都限定在一定的環(huán)境條件內(nèi)。環(huán)境條件不同，水體理化性質(zhì)、生物多樣性和氣候因素等就會(huì)不同，這些都會(huì)影響到水質(zhì)基準(zhǔn)對(duì)水質(zhì)的保護(hù)效果。對(duì)于缺乏水質(zhì)基準(zhǔn)早期研究的發(fā)展中國(guó)家，許多污染物監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)限值直接借鑒其他國(guó)家的水質(zhì)基準(zhǔn)或水質(zhì)準(zhǔn)則中的推薦值。由于水質(zhì)基準(zhǔn)的區(qū)域性差異，在借鑒其他國(guó)家水質(zhì)基準(zhǔn)研究方法的同時(shí)，應(yīng)注意到不同國(guó)家在生態(tài)環(huán)境特征、污染特征和生物區(qū)系上的差異，建立適合本國(guó)水環(huán)境條件和生物區(qū)系特征的水質(zhì)基準(zhǔn)體系。

1.2 土壤基準(zhǔn)研究概況

土壤基準(zhǔn)是制訂土壤標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)，是土壤環(huán)境保護(hù)和管理工作的基石。土壤是一種多相異質(zhì)環(huán)境介質(zhì)，這是土壤作為環(huán)境介質(zhì)區(qū)別于水、氣的顯著特點(diǎn)，由于這一特點(diǎn)，土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)的研究與標(biāo)準(zhǔn)的制定也有別于水體和空氣。根據(jù)土壤環(huán)境管理的需要，歐美等國(guó)家發(fā)布的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)均是指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)土壤中污染物濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，要求啟動(dòng)進(jìn)一步的調(diào)查和評(píng)估，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值并不意味著必須實(shí)施土壤治理與修復(fù)。

相對(duì)其他國(guó)家來(lái)講，美國(guó)較早地開(kāi)展了土壤基準(zhǔn)的研究，最早可追溯到1991年，根據(jù)人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估外推得到的土壤環(huán)境基準(zhǔn)值作為土壤篩選值直接發(fā)布。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(US EPA)于1996年正式發(fā)布了《土壤篩選導(dǎo)則：用戶(hù)指引》和《土壤篩選導(dǎo)則：技術(shù)背景文件》。于2003年發(fā)布了《生態(tài)土壤篩選值制定導(dǎo)則》，規(guī)定了基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制定生態(tài)土壤篩選值的技術(shù)過(guò)程和生態(tài)土壤篩選值的應(yīng)用方法。加拿大的土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)研究始于1989年，為響應(yīng)公眾對(duì)污染場(chǎng)地危害的日漸關(guān)注，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人體健康，加拿大聯(lián)邦環(huán)境部長(zhǎng)委員會(huì)(CCME)啟動(dòng)了歷時(shí)5年的“國(guó)家污染場(chǎng)地修復(fù)項(xiàng)目(NCSRP)”。CCME根據(jù)人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法確定保護(hù)人體健康的土壤質(zhì)量基準(zhǔn)值，根據(jù)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法確定保護(hù)環(huán)境的土壤質(zhì)量基準(zhǔn)值，取兩者中的較小值作為最終的土壤質(zhì)量指導(dǎo)值發(fā)布，并于1991年發(fā)布了《加拿大污染場(chǎng)地環(huán)境質(zhì)量暫行基準(zhǔn)》。英國(guó)早在1976年，就成立了“污染土地再開(kāi)發(fā)部門(mén)間委員會(huì)(ICRCL, the United Kingdom Interdepartmental Committee for the Redevelopment of Contaminated Land)，為界定土壤污染對(duì)敏感目標(biāo)造成顯著危害風(fēng)險(xiǎn)的濃度水平，ICRCL制訂了暫行觸發(fā)濃度(TCs, tentative trigger concentrations)，關(guān)注的土壤污染物包括無(wú)機(jī)物、與煤焦化生產(chǎn)活動(dòng)相關(guān)物質(zhì)以及土壤pH。英國(guó)環(huán)保局根據(jù)“污染土地暴露評(píng)估模型”外推得到不同用地方式的土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)值，并作為土壤指導(dǎo)值(環(huán)境標(biāo)準(zhǔn))直接發(fā)布。荷蘭的土壤污染問(wèn)題最早可追溯到1979年發(fā)生在Lekkerkerk新建住宅開(kāi)發(fā)區(qū)的化學(xué)品廢物污染事件。1983年，荷蘭政府組織制訂了《臨時(shí)土壤修復(fù)法案》及土壤標(biāo)準(zhǔn)。1987年，荷蘭制訂出臺(tái)了《土壤保護(hù)法》，初步明確了土壤污染防治義務(wù)和資金機(jī)制。1994年，通過(guò)進(jìn)一步的應(yīng)用實(shí)踐和修改，荷蘭政府對(duì)《土壤保護(hù)法》進(jìn)行重大修訂，引入了基于風(fēng)險(xiǎn)的土壤目標(biāo)值和干預(yù)值，用于輔助土壤修復(fù)緊迫性的決策。2006年荷蘭修訂頒布了《土壤保護(hù)法》，2009年發(fā)布了《土壤修復(fù)通令2009》，替代了先前發(fā)布的相關(guān)規(guī)定文件[20]?？傮w來(lái)說(shuō)，雖然歐美等國(guó)各國(guó)的土壤篩選值名稱(chēng)各異，但根據(jù)其保護(hù)對(duì)象，土壤基準(zhǔn)值可基本分為保護(hù)人體健康土壤基準(zhǔn)、保護(hù)生態(tài)土壤基準(zhǔn)和保護(hù)水體土壤基準(zhǔn)三類(lèi)。

歐美國(guó)家長(zhǎng)期的土壤環(huán)境管理經(jīng)驗(yàn)表明，土壤環(huán)境質(zhì)量管理中“一刀切”的通用標(biāo)準(zhǔn)一般用于識(shí)別土壤是否受到污染而需引起關(guān)注，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的管理決策是進(jìn)行調(diào)查和評(píng)估，進(jìn)一步確定土壤污染是否已對(duì)受體產(chǎn)生不可接受的危害風(fēng)險(xiǎn)。土壤環(huán)境管理應(yīng)綜合考慮土壤的利用方式、土壤性質(zhì)、污染物的擴(kuò)散遷移行為、受體等多種因素，評(píng)估確定特定污染土壤中污染物危害風(fēng)險(xiǎn)和濃度限值。因此，在土壤基準(zhǔn)的研究方面，也應(yīng)該根據(jù)區(qū)域土壤環(huán)境的差異性特征，按照不同的土地利用類(lèi)型和不同的保護(hù)對(duì)象，分別開(kāi)展土壤基準(zhǔn)的研究。

1.3 空氣基準(zhǔn)研究概況

空氣基準(zhǔn)是制訂空氣標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)，是空氣環(huán)境保護(hù)的重要參考。19世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)，隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家最先出現(xiàn)了空氣污染問(wèn)題。20世紀(jì)30年代以來(lái)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼出現(xiàn)了公害事件，例如，美國(guó)加州的光化學(xué)污染和英國(guó)的“倫敦霧”事件。這些公害事件引起人們的廣泛關(guān)注，許多國(guó)家開(kāi)始從法律層面上制定措施、保障空氣污染治理工作的開(kāi)展。隨著相關(guān)學(xué)科如流行病學(xué)、毒理學(xué)的不斷發(fā)展，空氣基準(zhǔn)的研究也在不斷深入?？諝饣鶞?zhǔn)的研究成果也是以一系列空氣基準(zhǔn)論文、報(bào)告以及專(zhuān)著的形式展現(xiàn)的。

基于空氣污染對(duì)于人體健康可能存在危害，世界衛(wèi)生組織(WHO)率先在20世紀(jì)50年代提出并開(kāi)始著手空氣質(zhì)量基準(zhǔn)制定的前期準(zhǔn)備工作。對(duì)于空氣中大量的毒害性有機(jī)物，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究，US EPA和WHO都已經(jīng)建立了比較完整的空氣毒害物基準(zhǔn)體系，并提出了污染物健康和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范和操作手冊(cè)。美國(guó)于1955年首先制定了《空氣清潔法》(Air Pollution Control Act)，并在隨后的幾十年里不斷加以修訂和補(bǔ)充。圍繞《空氣清潔法》的修訂以及空氣環(huán)境基準(zhǔn)制定工作的開(kāi)展，美國(guó)的研究機(jī)構(gòu)、環(huán)境保護(hù)部門(mén)和立法機(jī)構(gòu)合作建立空氣污染科學(xué)治理架構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)和工作流程，對(duì)于發(fā)展中國(guó)家基準(zhǔn)的制定工作有很重要的參考意義。US EPA負(fù)責(zé)定期對(duì)基準(zhǔn)空氣污染物基準(zhǔn)文件和國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審議。同時(shí)，由非政府機(jī)構(gòu)專(zhuān)家組成的獨(dú)立機(jī)構(gòu)美國(guó)“清潔空氣科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì)”負(fù)責(zé)就顆粒物及其他污染物基準(zhǔn)和國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、公正性和適用性，向US EPA提出意見(jiàn)和建議。US EPA以空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件和不斷涌現(xiàn)的科學(xué)研究成果為依據(jù)，提出顆粒物污染管理需求報(bào)告。政府機(jī)構(gòu)定期組織報(bào)告的修訂工作，修訂草案經(jīng)過(guò)公眾若干次評(píng)價(jià)和“委員會(huì)”審議后，正式發(fā)布國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的階段性修訂建議，并通過(guò)《聯(lián)邦公報(bào)》向公眾告知修訂意見(jiàn)[21]。WHO開(kāi)展空氣基準(zhǔn)的研究工作也較早，在20世紀(jì)50年代提出并開(kāi)始著手空氣質(zhì)量基準(zhǔn)制定的前期準(zhǔn)備工作。于1972年公布了SO2、懸浮顆粒物SPM、CO和光化學(xué)氧化物的空氣質(zhì)量基準(zhǔn)。于1987年公布了歐洲區(qū)空氣質(zhì)量基準(zhǔn)。1997年發(fā)布了全球空氣質(zhì)量基準(zhǔn)。2005年WHO基于人體對(duì)典型環(huán)境空氣污染物暴露健康影響研究的全球最新科學(xué)證據(jù)，發(fā)布了5種典型污染物PM10、PM2.5、O3、NO2和SO2最新空氣質(zhì)量基準(zhǔn)指導(dǎo)值。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)值成為全球大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，WHO的《全球大氣質(zhì)量指南》也為每項(xiàng)大氣標(biāo)準(zhǔn)污染物濃度提出了過(guò)渡性實(shí)施目標(biāo)，以便促進(jìn)全球范圍內(nèi)的基準(zhǔn)參考值能逐漸從高濃度向低濃度過(guò)渡[22-25]。近年來(lái)，可吸入顆粒物，尤其是細(xì)顆粒物(PM2.5)已被公認(rèn)為危害最大、代表性最強(qiáng)的空氣污染物，因此美國(guó)和歐盟在評(píng)價(jià)空氣污染的健康危害時(shí)均選擇顆粒物作為代表性大氣污染物，空氣質(zhì)量基準(zhǔn)也均以顆粒物為主。如美國(guó)環(huán)境保護(hù)局1971年首次頒布了顆粒物的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即TSP(總懸浮顆粒物)標(biāo)準(zhǔn)；1987年和1997年，又分別頒布了PM10和PM2.5標(biāo)準(zhǔn)，PM10國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于粒徑小于2.5 μm的顆粒物，2013年頒布了PM2.5的國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)。為了全面檢驗(yàn)影響顆粒物環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定的因素，為標(biāo)準(zhǔn)的制定與頒布提供充分的科學(xué)依據(jù)，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局組織了相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家，發(fā)布了《顆粒物空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件》[21, 26]?？梢?jiàn)，隨著人們對(duì)空氣環(huán)境復(fù)雜性的不斷認(rèn)識(shí)，空氣基準(zhǔn)的研究也越來(lái)越深入。

近年的現(xiàn)代流行病學(xué)研究、暴露評(píng)價(jià)研究、以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究成果顯示，即使暴露在相對(duì)濃度較低的常規(guī)空氣污染物中，人體健康依然會(huì)受到影響。因此空氣基準(zhǔn)問(wèn)題十分復(fù)雜，一些污染物是某個(gè)國(guó)家或地區(qū)范圍內(nèi)特有的，一些是所有國(guó)家都存在暴露濃度和暴露路徑差異的基礎(chǔ)問(wèn)題。讓一個(gè)區(qū)域內(nèi)的公眾生活在更安全的自然條件中，是每個(gè)國(guó)家和地區(qū)基準(zhǔn)研究工作推動(dòng)和發(fā)展的動(dòng)力?？茖W(xué)、合理的空氣基準(zhǔn)，應(yīng)該充分反映空氣介質(zhì)中的污染物作用于研究對(duì)象、在不同濃度和劑量下引起的危害作用種類(lèi)和程度的最新科研成果。

2 環(huán)境基準(zhǔn)主要研究進(jìn)展

環(huán)境問(wèn)題是我國(guó)重大的民生問(wèn)題，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，生態(tài)環(huán)境壓力增大，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)增高，環(huán)境基準(zhǔn)的研究也越來(lái)越引起國(guó)家和學(xué)者的重視。近年來(lái)，國(guó)際上環(huán)境基準(zhǔn)的研究取得了很大的進(jìn)展。尤其是環(huán)境基準(zhǔn)的理論方法學(xué)方面，隨著各種新的環(huán)境問(wèn)題的不斷出現(xiàn)，環(huán)境基準(zhǔn)的研究方法也在不斷的完善和發(fā)展。環(huán)境基準(zhǔn)主要是依據(jù)特定對(duì)象在環(huán)境介質(zhì)中的暴露數(shù)據(jù)，以及與環(huán)境要素的劑量效應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)，通過(guò)科學(xué)判斷得出的。環(huán)境暴露、效應(yīng)識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是環(huán)境基準(zhǔn)研究的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，以污染物的劑量效應(yīng)關(guān)系等核心，在空氣、水、土壤基準(zhǔn)的理論方法學(xué)方面，均取得了一系列重要研究進(jìn)展。

2.1 水質(zhì)基準(zhǔn)研究進(jìn)展

水質(zhì)基準(zhǔn)涉及到很多研究方面，其中污染物的毒性效應(yīng)是水質(zhì)基準(zhǔn)研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。同時(shí)，水環(huán)境要素、污染物的毒性特征、生物區(qū)系等因素也對(duì)水質(zhì)基準(zhǔn)研究產(chǎn)生重要影響。隨著水質(zhì)基準(zhǔn)研究工作的陸續(xù)開(kāi)展，涉及到水質(zhì)基準(zhǔn)理論方法學(xué)的關(guān)鍵領(lǐng)域也取得了不同程度的研究進(jìn)展，這對(duì)于豐富水質(zhì)基準(zhǔn)的理論方法學(xué)具有重要作用。

從水質(zhì)基準(zhǔn)的推導(dǎo)方法上來(lái)看，目前國(guó)際上關(guān)于水質(zhì)基準(zhǔn)的研究方法，總體上可以分為兩大類(lèi)：評(píng)估因子法和統(tǒng)計(jì)外推法。統(tǒng)計(jì)外推法有多種不同外推手段，主要包括毒性百分?jǐn)?shù)排序法和物種敏感度分布曲線法，其中統(tǒng)計(jì)外推法以物種敏感度分布曲線法為目前國(guó)際主流方法[5, 27-28]。國(guó)際上主流的水生生物基準(zhǔn)方法均是基于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，如歐盟對(duì)污染物預(yù)測(cè)無(wú)效應(yīng)濃度值(PNEC)的制定一般使用物種敏感度分布法。物種敏感度分布法具有以下主要特點(diǎn)和假設(shè)條件：保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)95%的物種水平；生態(tài)系統(tǒng)中不同物種可接受的效應(yīng)水平滿(mǎn)足概率分布；不考慮生態(tài)系統(tǒng)各物種間的相互作用；毒性數(shù)據(jù)來(lái)自生態(tài)系統(tǒng)隨機(jī)抽取物種的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)結(jié)果；不考慮污染物的聯(lián)合毒性作用。歐盟在2003年頒布了關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)的導(dǎo)則文件[18]，將推導(dǎo)PNEC的方法，作為推導(dǎo)水質(zhì)基準(zhǔn)的方法。文件指出要用8種不同的生物、至少10個(gè)慢性毒性值來(lái)獲得最終的PNEC值。美國(guó)采用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)方法評(píng)估污染物的潛在危害，主要采用評(píng)價(jià)因子法和毒性百分?jǐn)?shù)排序法。評(píng)價(jià)因子法即通過(guò)最敏感生物的毒性值與評(píng)價(jià)因子的比值推導(dǎo)水質(zhì)基準(zhǔn)值，評(píng)價(jià)因子取值范圍通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和污染物的特性而限定在10～1 000之間。毒性百分?jǐn)?shù)排序法屬于統(tǒng)計(jì)外推法，是US EPA在1985年的水生態(tài)基準(zhǔn)方法指南中推薦方法[12]。根據(jù)8個(gè)科的生物毒性數(shù)據(jù)計(jì)算4個(gè)基準(zhǔn)參數(shù)，從而推導(dǎo)基準(zhǔn)最大濃度和基準(zhǔn)連續(xù)濃度。該指南確定水質(zhì)基準(zhǔn)的方法是基于物種對(duì)污染物的敏感度不同展開(kāi)的。它是把所獲得的物種的屬平均毒性值按從小到大的順序進(jìn)行排列，序列的百分?jǐn)?shù)按公式P=R/(N+1)進(jìn)行計(jì)算，其中P為累積概率，R是毒性數(shù)據(jù)在序列中的位置，N是所獲得的毒性數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。使用該方法得出的基準(zhǔn)值包括基準(zhǔn)最大濃度(criteria maximum concentration, CMC)和基準(zhǔn)連續(xù)濃度(criteria continuous concentration, CCC)。該指南指出用于推導(dǎo)基準(zhǔn)最大濃度(CMC)的急性毒性數(shù)據(jù)至少涉及3個(gè)門(mén)、8個(gè)科的生物，要為大多數(shù)生物物種(95%以上)提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。人體健康基準(zhǔn)針對(duì)污染物類(lèi)別的不同，根據(jù)污染物的毒理學(xué)效應(yīng)，如急性毒性、慢性毒性以及生物累積性等，可具體分為致癌和非致癌效應(yīng)基準(zhǔn)，是基于毒性外推和人體流行病學(xué)的研究而得出的結(jié)論。人體健康基準(zhǔn)值的推導(dǎo)主要綜合了毒理學(xué)、暴露評(píng)價(jià)以及生物累積3方面的內(nèi)容。開(kāi)展毒性效應(yīng)分析要開(kāi)展污染物的急性、亞急性和慢性毒性、發(fā)育、生殖以及神經(jīng)毒性方面的毒性實(shí)驗(yàn)，以及污染物的致癌、致畸、致突變資料，主要是基于污染物的劑量-效應(yīng)關(guān)系展開(kāi)的，通過(guò)劑量效應(yīng)關(guān)系的無(wú)觀察有害作用水平(NOAEL)以及最低觀察有害作用水平(LOAEL)等相關(guān)參數(shù)可以推導(dǎo)基準(zhǔn)劑量，并最終通過(guò)多參數(shù)模型計(jì)算人體健康基準(zhǔn)值。大多數(shù)人體健康基準(zhǔn)基于以下假設(shè)：暴露僅來(lái)自飲用水或者水體中魚(yú)類(lèi)和貝類(lèi)的攝入。對(duì)于其他多種暴露途徑如經(jīng)空氣、皮膚等的暴露，在基準(zhǔn)推導(dǎo)時(shí)沒(méi)有考慮。確定人體健康水質(zhì)基準(zhǔn)還需要確定以下參數(shù)：即人體的默認(rèn)體重值、淡水河近海魚(yú)、貝類(lèi)的平均日消費(fèi)量，平均每天飲水量等。推導(dǎo)出的基準(zhǔn)值能夠保護(hù)當(dāng)?shù)卮蠖鄶?shù)平均暴露條件下的成年人。US EPA在2000年頒布了人體健康水質(zhì)基準(zhǔn)指南，并形成了人體健康基準(zhǔn)基本的理論與方法[29]。此外，US EPA發(fā)布的水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)還包括細(xì)菌基準(zhǔn)、生物學(xué)基準(zhǔn)、野生生物基準(zhǔn)、物理基準(zhǔn)等，這些研究成果奠定了美國(guó)在環(huán)境管理與科學(xué)研究領(lǐng)域的國(guó)際地位。

近年來(lái)國(guó)際上水質(zhì)基準(zhǔn)的研究取得了較大的進(jìn)展。從污染物類(lèi)型，環(huán)境要素的影響，以及污染物本身的毒性特征等方面均取得了重要進(jìn)展。首先，從研究的污染物類(lèi)型上來(lái)看，包括重金屬、有機(jī)物以及氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素的水質(zhì)基準(zhǔn)均有涉及[30-39]。一些常規(guī)的污染物，在研究水質(zhì)基準(zhǔn)時(shí)，通常選用LC50、EC50等致死或生長(zhǎng)抑制效應(yīng)毒性數(shù)據(jù)終點(diǎn)。而一些內(nèi)分泌干擾物(endocrine disrupting chemicals, EDCs)，毒性效應(yīng)終點(diǎn)相對(duì)復(fù)雜，能夠通過(guò)干擾生物體內(nèi)激素的合成、分泌、轉(zhuǎn)運(yùn)等環(huán)節(jié)，進(jìn)而影響機(jī)體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、生殖、發(fā)育及行為等。這些內(nèi)分泌干擾物質(zhì)主要通過(guò)4種途徑干擾生物體的內(nèi)分泌系統(tǒng)：1)生物體內(nèi)激素受體結(jié)合；2)影響激素的正常代謝；3)改變生物體內(nèi)激素受體的數(shù)目；4)影響生物體內(nèi)激素的合成、貯存、釋放、運(yùn)輸與分解。EDCs干擾正常的內(nèi)分泌系統(tǒng)，影響人類(lèi)和野生動(dòng)物的生殖和發(fā)育能力，從而最終危害人類(lèi)和野生動(dòng)物的健康，因此引起了世界的廣泛關(guān)注。因此，關(guān)于EDCs類(lèi)物質(zhì)的水質(zhì)基準(zhǔn)，也有學(xué)者開(kāi)始陸續(xù)開(kāi)展了相關(guān)方面的研究[40-41]。這類(lèi)污染物一般選擇與繁殖或發(fā)育有影響的毒性終點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)基準(zhǔn)的研究，因?yàn)檫@類(lèi)污染物往往在很低的濃度范圍內(nèi)即可導(dǎo)致生物在繁殖或發(fā)育性狀出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的效應(yīng)，而這個(gè)濃度范圍卻不足以導(dǎo)致生物死亡。其次，從水質(zhì)基準(zhǔn)的研究方法來(lái)看，大部分的水質(zhì)基準(zhǔn)研究，都是直接基于污染物的毒性數(shù)據(jù)開(kāi)展的，并沒(méi)有考慮水環(huán)境要素對(duì)毒性和基準(zhǔn)的影響。對(duì)于重金屬類(lèi)污染物來(lái)講，毒性作用受水環(huán)境條件影響較大，如溫度、溶解性有機(jī)質(zhì)、硬度等，因此在基準(zhǔn)研究中應(yīng)該充分考慮水環(huán)境條件(如硬度、溫度)對(duì)基準(zhǔn)的影響。近年來(lái)，也有部分學(xué)者開(kāi)始探討部分水環(huán)境要素(如硬度)對(duì)重金屬水質(zhì)基準(zhǔn)的影響[42]。關(guān)于重金屬的生物有效性以及水質(zhì)基準(zhǔn)的研究目前已經(jīng)趨向于利用生物配體模型(BLM)開(kāi)展相關(guān)研究，綜合考慮水環(huán)境條件對(duì)重金屬毒性的影響[43]。在US EPA新頒布的水質(zhì)基準(zhǔn)中，銅的水質(zhì)基準(zhǔn)已經(jīng)開(kāi)始采用BLM的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)[44]，考慮了各種水質(zhì)參數(shù)以及銅的生物有效性對(duì)生物毒性的影響。再次，針對(duì)生物累積性的污染物，近些年部分學(xué)者開(kāi)始采用組織殘留的方法開(kāi)展基準(zhǔn)的研究，即組織殘留基準(zhǔn)。傳統(tǒng)的水質(zhì)基準(zhǔn)研究是將試驗(yàn)生物暴露于含有污染物的各種環(huán)境介質(zhì)中，從而最終得出造成生物產(chǎn)生有害效應(yīng)的污染物在水體中的濃度閾值。然而對(duì)于具有生物累積性的污染物，由于環(huán)境中多種理化參數(shù)可影響化學(xué)物質(zhì)的生物有效性以及污染物本身的物理化學(xué)特點(diǎn)，最終影響化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入生物體內(nèi)的劑量。因而僅靠水環(huán)境中污染物的濃度間接反映污染物對(duì)生物體本身的危害狀況是不夠科學(xué)的。美國(guó)和加拿大都提出了組織殘留基準(zhǔn)的概念，推薦用于保護(hù)以水生生物為食的野生生物組織中的污染物最大殘留濃度[45-46]。組織殘留基準(zhǔn)是針對(duì)保護(hù)野生生物的，其最終的表達(dá)方式都是以水生生物組織殘留濃度表示，是一種簡(jiǎn)單的使用組織濃度描述毒性反應(yīng)的方法。使用組織殘留濃度可以提供化學(xué)物質(zhì)確切吸收量證據(jù)，避開(kāi)了一些環(huán)境影響因素，基于組織殘留基準(zhǔn)的理論，直接將生物累積量與毒性反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)，降低了由于物種和環(huán)境因素差異導(dǎo)致的不確定性。用組織參殘留基準(zhǔn)基準(zhǔn)的研究方法，已經(jīng)開(kāi)展了部分污染物的保護(hù)野生生物組織殘留基準(zhǔn)的研究，包括有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑、甲基汞、多氯聯(lián)苯(PCB)、滴滴涕(DDT)、多溴聯(lián)苯醚(PBDE)等[47-52]。另外，隨著水質(zhì)基準(zhǔn)研究的迫切需要，部分污染物毒性數(shù)據(jù)的缺失已經(jīng)制約了水質(zhì)基準(zhǔn)研究的進(jìn)展。同時(shí)，近年來(lái)，動(dòng)物保護(hù)組織對(duì)動(dòng)物尤其是瀕危物種和稀有動(dòng)物的保護(hù)要求越來(lái)越高，不提倡大量采用生物開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究。所以，為了盡量避免生物物種的消耗，部分學(xué)者開(kāi)始嘗試采用模型預(yù)測(cè)的方式，對(duì)部分污染物的毒性進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而成為水質(zhì)基準(zhǔn)研究方法的重要補(bǔ)充。如US EPA發(fā)展了一種采用種間關(guān)系預(yù)測(cè)(interspecies correlation estimates, ICE)模型的方法對(duì)基準(zhǔn)展開(kāi)研究，使用數(shù)據(jù)庫(kù)中現(xiàn)有的毒性數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行了整合和匯編，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)未知物種或數(shù)據(jù)量較少物種的毒性數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而避免了對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的傷害[53-56]。近年來(lái)，通過(guò)毒性預(yù)測(cè)的方式也開(kāi)展了大量的水質(zhì)基準(zhǔn)研究工作，如定量結(jié)構(gòu)活性相關(guān)模型(QSAR)對(duì)重金屬的毒性預(yù)測(cè)已經(jīng)取得了很好的結(jié)果[57-58]。毒性預(yù)測(cè)模型是一個(gè)很好的研究方向，在未來(lái)水質(zhì)基準(zhǔn)的研究中將會(huì)被廣泛使用。

2.2 土壤基準(zhǔn)研究進(jìn)展

土壤基準(zhǔn)研究由于涉及到不同的土地利用類(lèi)型，因此土壤基準(zhǔn)的理論方法學(xué)也是圍繞不同的保護(hù)對(duì)象展開(kāi)的。隨著英國(guó)、美國(guó)等國(guó)家相繼提出了土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的概念，基于風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境管理理念日益受到重視，并在許多國(guó)家發(fā)展成為相對(duì)完善的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，迄今，已有數(shù)十個(gè)國(guó)家制定有立足國(guó)情、基于風(fēng)險(xiǎn)的土壤環(huán)境基準(zhǔn)值。

從土壤基準(zhǔn)的研究方法來(lái)看，按照不同的土壤基準(zhǔn)類(lèi)型，土壤環(huán)境基準(zhǔn)的理論和方法也存在差異。在保護(hù)人體健康土壤基準(zhǔn)方面，各國(guó)均采用人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法學(xué)制定保護(hù)人體健康的土壤基準(zhǔn)。制定土壤生態(tài)基準(zhǔn)的步驟基本類(lèi)似，主要包括文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的收集和評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)的選擇、土壤生態(tài)基準(zhǔn)的計(jì)算及基準(zhǔn)值的驗(yàn)證等。但由于各國(guó)每種用地方式下的默認(rèn)暴露場(chǎng)景、考慮的暴露途徑、暴露和污染物遷移模型、各類(lèi)參數(shù)不同，導(dǎo)致各國(guó)土壤基準(zhǔn)值出現(xiàn)幾個(gè)數(shù)量級(jí)上的差異。差異體現(xiàn)在考慮的生態(tài)受體類(lèi)型、文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的篩選原則、測(cè)試的終點(diǎn)(NOEC或LOEC)、生態(tài)毒性數(shù)據(jù)庫(kù)、保護(hù)的水平、數(shù)據(jù)外推使用的具體方法(SSD曲線、評(píng)價(jià)系數(shù)、平衡分配法、QSAR法、證據(jù)權(quán)重法等)等。由于生態(tài)系統(tǒng)本身的復(fù)雜性以及各國(guó)對(duì)生態(tài)保護(hù)的認(rèn)知程度及賦予的重要性不同，與人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)相比，各國(guó)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后且參差不齊。美國(guó)于1998年發(fā)布了基于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制定土壤生態(tài)基準(zhǔn)的技術(shù)導(dǎo)則[59]。目前歐盟國(guó)家中只有德國(guó)、芬蘭和荷蘭制定了本國(guó)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則[60]。各國(guó)土壤生態(tài)篩選值的差異主要是由于政策的不同，例如，保護(hù)的水平(95%、50%)、評(píng)價(jià)因子的選擇和最小數(shù)據(jù)量要求等等。在保護(hù)水體的土壤基準(zhǔn)方面，土壤基準(zhǔn)值是通過(guò)具體地區(qū)的地下水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值反推計(jì)算得到的，首先建立概念模型來(lái)描述地下水污染物的遷移。污染物從土壤遷移到地下水通?？紤]4個(gè)步驟：(1)污染物進(jìn)入在土壤-水的分配；(2)滲出液污染物在無(wú)污染的包氣層的遷移；(3)滲出液在地下水中混合稀釋?zhuān)?4)污染地下水的橫向遷移。一些國(guó)家已制定了關(guān)于保護(hù)地下水的土壤基準(zhǔn)，在制定基準(zhǔn)的方法學(xué)上，US EPA和加拿大CCME，假設(shè)地下水直接位于污染源的下方，不包括未污染的不飽和帶，并且受體位于污染區(qū)域的邊緣。US EPA考慮的稀釋衰減稀釋只包括地下水中污染物的稀釋?zhuān)豢紤]污染物在深層土壤中的衰減(吸附和降解)。加拿大CCME既考慮包氣帶中的吸附和降解，也包括飽和帶中的吸附降解。而新西蘭考慮污染源和地下水中間的未污染的包氣帶部分，及其包氣帶中的吸附和降解等過(guò)程。不同國(guó)家用于制訂土壤環(huán)境基準(zhǔn)的暴露模型往往不同，但其所考慮的暴露情景和關(guān)鍵暴露途徑基本上是類(lèi)似的。但在考慮地下水暴露途徑時(shí)卻有較大差異。不同國(guó)家選用的計(jì)算模型不同，美國(guó)GSI公司推出的RBCA模型、新西蘭的包氣帶模型(VZCOMML)和加拿大環(huán)境部長(zhǎng)委員會(huì)(CCME)制訂國(guó)家土壤質(zhì)量指導(dǎo)值(SQG)的相關(guān)模型方法與運(yùn)算法則[21]。

當(dāng)前國(guó)際上土壤基準(zhǔn)研究方法根據(jù)保護(hù)對(duì)象不同可分為3類(lèi)：第一類(lèi)是基于人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制訂，目的是保護(hù)活動(dòng)在污染場(chǎng)地上的人體健康安全；第二類(lèi)是基于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制訂，目的是保護(hù)土壤的生態(tài)功能；第三類(lèi)是基于污染土壤的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)制訂，目的是保護(hù)與土壤相鄰的環(huán)境介質(zhì)不受污染，如用于保護(hù)地表水、地下水等的土壤環(huán)境基準(zhǔn)。當(dāng)前各國(guó)保護(hù)土壤相鄰環(huán)境介質(zhì)的基準(zhǔn)與保護(hù)人體健康、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的基準(zhǔn)一般單獨(dú)頒布，二者在數(shù)值上往往相差很大。根據(jù)基準(zhǔn)作用類(lèi)型，土壤基準(zhǔn)值可以分為3類(lèi)：一是目標(biāo)值，其數(shù)值非常保守，用于保護(hù)土地自然生態(tài)環(huán)境和土地可持續(xù)發(fā)展利用；二是篩選值，其數(shù)值相對(duì)保守，用于保護(hù)人體健康或土地主要生態(tài)功能；三是行動(dòng)值/干涉值，據(jù)此可以判斷污染場(chǎng)地存在不可接受的風(fēng)險(xiǎn)需要立即采取對(duì)應(yīng)措施?；陲L(fēng)險(xiǎn)的污染土壤修復(fù)與管理思想在發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展迅速并得到廣泛的認(rèn)可。這是一種以保護(hù)不同土地利用方式下的人體健康和生態(tài)安全作為污染判別或污染修復(fù)最終目標(biāo)的管理策略。由于其具有現(xiàn)實(shí)性和可操作性，美國(guó)、英國(guó)、加拿大、荷蘭、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家都先后建立了污染土壤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則和基于風(fēng)險(xiǎn)的土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)。US EPA于1996年頒布用于推導(dǎo)保護(hù)人體健康的土壤篩選值(soil screening level, SSL)的土壤篩選導(dǎo)則。在該導(dǎo)則中，SSL被明確定義為污染場(chǎng)地用于或?qū)?lái)可能用于居住用地時(shí)，假設(shè)各暴露參數(shù)取值滿(mǎn)足大多數(shù)場(chǎng)地狀況，采用人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法推導(dǎo)出來(lái)的各種污染物相對(duì)保守的濃度限值。SSL主要用于污染場(chǎng)地管理的初期快速鑒定場(chǎng)地是否存在污染，當(dāng)污染場(chǎng)地土壤污染物含量低于SSL時(shí)一般認(rèn)為不對(duì)人體健康造成危害，當(dāng)污染物含量高于SSL時(shí)則需進(jìn)一步針對(duì)具體場(chǎng)地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估來(lái)確定其風(fēng)險(xiǎn)。土壤生態(tài)篩選基準(zhǔn)的研究也是當(dāng)前土壤污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和基于風(fēng)險(xiǎn)的土壤環(huán)境管理的重要內(nèi)容。美國(guó)已逐步建立了銅、鉛、砷、鋅、鎘、鎳等17類(lèi)金屬和DDT、狄氏劑、五氯酚、總多環(huán)芳烴(總PAHs)等4類(lèi)有機(jī)物對(duì)植物、土壤無(wú)脊椎動(dòng)物和野生動(dòng)物的土壤生態(tài)篩選基準(zhǔn)值。加拿大CCME也公布了一系列考慮不同土地利用類(lèi)型(農(nóng)業(yè)用地、住宅或公園用地、商業(yè)用地和工業(yè)用地)，同時(shí)兼顧保護(hù)人體、植物、土壤動(dòng)物和微生物的土壤質(zhì)量指導(dǎo)值。荷蘭住房、空間規(guī)劃和環(huán)境部應(yīng)用基于風(fēng)險(xiǎn)的方法建立了基準(zhǔn)土壤(有機(jī)質(zhì)和粘粒含量分別為10%和25%)中污染物的目標(biāo)值和干預(yù)值，其中目標(biāo)值主要基于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)而制定，而干預(yù)值是綜合考慮人體健康和生態(tài)保護(hù)的需要，以保護(hù)人體健康和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)這兩者中的低值為最終的干預(yù)值，最終的取值大多來(lái)自于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值。德國(guó)、芬蘭、丹麥、西班牙、奧地利等國(guó)家也在最近幾年頒布了土壤污染物的生態(tài)篩選值，英國(guó)、瑞典、比利時(shí)等國(guó)家正在構(gòu)建類(lèi)似的生態(tài)篩選值[21,61-62]。從農(nóng)田土壤的基準(zhǔn)研究來(lái)看，雖然很多發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)都采用人體健康或生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法學(xué)制訂了不同用地方式(如居住用地、工業(yè)用地、商業(yè)用地、娛樂(lè)休閑用地等)的土壤環(huán)境基準(zhǔn)，但專(zhuān)門(mén)制訂農(nóng)業(yè)或類(lèi)似用地方式土壤環(huán)境基準(zhǔn)的國(guó)家和地區(qū)并不多。目前，僅有加拿大、英國(guó)、新西蘭、荷蘭、日本、韓國(guó)、泰國(guó)、我國(guó)大陸地區(qū)及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)制訂了農(nóng)業(yè)或類(lèi)似用地的土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)土壤中的污染物不能被及時(shí)清除時(shí)，污染物就可能對(duì)地下水造成污染。污染物對(duì)地下水的影響，一方面視地下水埋藏的深淺，另一方面根據(jù)土壤水分補(bǔ)給、土壤水分的運(yùn)行與地下水的相互關(guān)系。污染物對(duì)地下水的影響，主要是因土壤類(lèi)型，地表污染物的污染方式與途徑，區(qū)域水文地質(zhì)條件來(lái)決定的。因此，從保護(hù)地下水的角度，很多國(guó)家對(duì)土壤基準(zhǔn)開(kāi)展了相關(guān)研究。美國(guó)新澤西州對(duì)地下水的影響基準(zhǔn)是根據(jù)污染物能夠影響該處地下水潛在可能性確定的。新西蘭、加拿大、美國(guó)及日本明確提出在發(fā)展通用土壤指導(dǎo)值時(shí)考慮地下水保護(hù)[21]。由此可見(jiàn)，目前國(guó)際上關(guān)于土壤基準(zhǔn)的研究，大部分是基于風(fēng)險(xiǎn)的概念提出的。在土壤基準(zhǔn)的研究方面，主要有以下特點(diǎn)：(1)參數(shù)的不斷增加和完善，不但包括許多傳統(tǒng)污染物，而且涉及了一些新型污染物，甚至還考慮到了物理性和生物性污染物；(2)確定的閾值濃度建立在更廣泛的生物受體上，使其數(shù)值更加準(zhǔn)確；(3)考慮了更多的環(huán)境因素和實(shí)際污染情況，使所得數(shù)值更加接近自然狀態(tài)下的數(shù)值。

2.3 空氣基準(zhǔn)研究進(jìn)展

空氣基準(zhǔn)的研究主要是針對(duì)空氣污染物開(kāi)展的，由于空氣污染是典型的復(fù)合型污染，尤其是顆粒物的污染，與人體健康有著密切的聯(lián)系，因此關(guān)于空氣基準(zhǔn)的研究，主要是基于保護(hù)人體健康開(kāi)展的，涉及到了流行病學(xué)、暴露評(píng)價(jià)以及健康風(fēng)險(xiǎn)方面的內(nèi)容。隨著相關(guān)學(xué)科研究的不斷深入，空氣基準(zhǔn)的理論方法也取得了重要研究進(jìn)展。

從空氣基準(zhǔn)的研究方法上來(lái)看，目前大部分空氣基準(zhǔn)都是在人體暴露假設(shè)值的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序進(jìn)行估算的，涉及到動(dòng)物毒性外推和人體流行病學(xué)研究。空氣基準(zhǔn)制定的關(guān)鍵是空氣基準(zhǔn)理論方法學(xué)，即基準(zhǔn)值的推導(dǎo)定值。對(duì)于常規(guī)空氣污染物，包括顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳等，國(guó)際上主要的空氣基準(zhǔn)推導(dǎo)方法是基于人體健康影響評(píng)價(jià)技術(shù)；對(duì)于流行病學(xué)調(diào)查無(wú)法完成的毒害性污染物的潛在危害，國(guó)際上的基準(zhǔn)推導(dǎo)方法主要是采用基于健康的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)?？諝饣鶞?zhǔn)的研究主要包括污染物毒性與理化數(shù)據(jù)的獲得和基準(zhǔn)值的推導(dǎo)兩個(gè)方面。由于污染物本身的毒性作用可能是致突變、致畸、致癌、神經(jīng)毒性作用、心肺損傷或系統(tǒng)性損傷，污染物之間的毒性作用也有所區(qū)別，在基準(zhǔn)值確定過(guò)程中，毒性篩查和基于毒性的目標(biāo)污染物風(fēng)險(xiǎn)排序依據(jù)和方法有可能影響到污染物的健康影響評(píng)價(jià)。在致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，定量化致癌風(fēng)險(xiǎn)的低劑量外推法取代了線性多級(jí)模型。在非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，傾向于使用更多的統(tǒng)計(jì)模型來(lái)推導(dǎo)基準(zhǔn)值，而不是傳統(tǒng)的基于無(wú)觀察有害效應(yīng)劑量(NOAEL)的方法。在數(shù)據(jù)選擇上，一般選擇空氣毒害物的動(dòng)物毒性數(shù)據(jù)推導(dǎo)。效應(yīng)方面，致癌和非致癌性終點(diǎn)不同，當(dāng)使用致癌效應(yīng)作為臨界終點(diǎn)時(shí)，空氣基準(zhǔn)是以一組與特定增量生命期風(fēng)險(xiǎn)水平相關(guān)的濃度表示的。對(duì)于致癌物質(zhì)，基準(zhǔn)是指人體暴露特定污染物時(shí)可能增加10-6個(gè)體終生致癌風(fēng)險(xiǎn)的空氣濃度，而不考慮其他特定來(lái)源暴露引起的額外終生致癌風(fēng)險(xiǎn)，基準(zhǔn)值一般用單位風(fēng)險(xiǎn)因子(unit risk factors, URF)或單位風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)值(unit risk estimate, URE)表示。當(dāng)以非致癌效應(yīng)作為臨界終點(diǎn)時(shí)，基準(zhǔn)反映的是“非效應(yīng)”水平評(píng)價(jià)。對(duì)于非致癌物，估算不對(duì)人體健康產(chǎn)生有害影響的大氣濃度，基準(zhǔn)值一般用參考濃度(reference concentration, RfC)表示。美國(guó)科學(xué)院首次確定了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的四階段法。目前許多國(guó)家都采用這一方法，其基本程序?yàn)椋何：﹁b別、劑量-效應(yīng)評(píng)估、暴露評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)表征四個(gè)階段。在考慮多個(gè)參數(shù)后根據(jù)劑量-效應(yīng)關(guān)系推到得出基準(zhǔn)值。在人體健康空氣基準(zhǔn)的推導(dǎo)過(guò)程中，使用的毒理學(xué)數(shù)據(jù)大多來(lái)自動(dòng)物試驗(yàn)，沒(méi)有充足的人體流行病學(xué)資料，導(dǎo)致基準(zhǔn)的推導(dǎo)中存在一定的不確定性?？諝饣鶞?zhǔn)的推導(dǎo)方法，隨著風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究的發(fā)展，也有所改變。在篩選新的優(yōu)先污染物時(shí)，采用的原則是：(1)污染物來(lái)源比較廣泛，因而造成了一個(gè)普遍污染問(wèn)題；(2)個(gè)體暴露的潛力比較大；(3)出現(xiàn)新的環(huán)境影響或健康數(shù)據(jù)；(4)從監(jiān)測(cè)的角度看，比較容易可行；(5)大氣污染濃度呈上升趨勢(shì)?；谶@種考慮，35種污染物列入到空氣基準(zhǔn)的研究名單中，其中包括了POPs類(lèi)物質(zhì)、PCBs和二惡英。因此，空氣基準(zhǔn)方法學(xué)研究的關(guān)鍵問(wèn)題是基于前瞻性流行病學(xué)隊(duì)列調(diào)查的污染物暴露劑量-反應(yīng)關(guān)系的建立和常規(guī)及毒害性污染物基準(zhǔn)值推導(dǎo)方法的優(yōu)化集成。

從空氣基準(zhǔn)的研究方法來(lái)看，隊(duì)列跟蹤調(diào)查是國(guó)際上公認(rèn)的研究空氣污染長(zhǎng)期暴露對(duì)人群健康影響較為理想的方法，但是所需周期長(zhǎng)，需要人力物力的巨大投入，迄今為止得到公認(rèn)的高質(zhì)量空氣污染隊(duì)列研究均在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行，我國(guó)目前還沒(méi)有開(kāi)展以評(píng)價(jià)常規(guī)污染物健康影響為研究目的的大規(guī)模人群隊(duì)列研究。如美國(guó)采用隊(duì)列研究方法，通過(guò)美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)隊(duì)列研究和六城市研究?jī)身?xiàng)長(zhǎng)期追蹤調(diào)查，提出了空氣細(xì)顆粒物(PM2.5)的基準(zhǔn)值。到目前為止，US EPA僅僅對(duì)少數(shù)化學(xué)物質(zhì)列出其參考濃度值(reference concentration, RfC)，其他毒害物質(zhì)基本上是采用參考劑量(reference dose, RfD)值，RfD與RfC不同的是，RfD考慮了所有的暴露途徑，得到的是每日總暴露量，而RfC僅僅考慮的是呼吸暴露，到1996年US EPA已列有200多種物質(zhì)的RfD值[21]。歐共體從1980年起逐步頒布了一些空氣污染物濃度的“限制值”和“建議值”指標(biāo)?！跋拗浦怠睘楸Ｗo(hù)人體健康而不得超過(guò)的濃度值；“建議值”是作為長(zhǎng)期的人體健康和環(huán)境保護(hù)指標(biāo)，以及為各成員國(guó)所決定的某些特殊區(qū)域而規(guī)定的指標(biāo)。加拿大、澳大利亞、芬蘭以及日本等國(guó)已相繼制定了部分大氣污染物的環(huán)境基準(zhǔn)值，世界衛(wèi)生組織也對(duì)幾種空氣污染物提出了指導(dǎo)值[9-11, 21,63]。我國(guó)關(guān)于毒害性污染物的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作目前還十分有限，主要集中在利用空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，借鑒歐美發(fā)達(dá)國(guó)家提出的基準(zhǔn)值，對(duì)某些區(qū)域的人群健康或生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)作初步評(píng)價(jià)。近20年來(lái)，我國(guó)空氣基準(zhǔn)領(lǐng)域陸續(xù)開(kāi)展了空氣毒害有機(jī)污染物的污染狀況、時(shí)空變化特征、污染源識(shí)別等方面的研究工作，但人群暴露評(píng)價(jià)工作缺乏系統(tǒng)性，人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的研究工作也十分缺乏暴露評(píng)價(jià)、流行病學(xué)、毒理學(xué)研究數(shù)據(jù)支持。我國(guó)環(huán)境健康研究人員采用生態(tài)學(xué)、時(shí)間序列等研究方法，在北京、上海、重慶、太原、武漢、沈陽(yáng)、西安等地陸續(xù)開(kāi)展了常規(guī)空氣污染物急性健康影響調(diào)查，為我國(guó)常規(guī)空氣污染物的急性健康硬性的綜合評(píng)價(jià)積累了一定的數(shù)據(jù)資料。近年來(lái)，我國(guó)研究人員在珠江三角洲地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)、京津冀地區(qū)以及西北地區(qū)開(kāi)展了一系列時(shí)間序列研究，陸續(xù)報(bào)道了主要空氣污染物(PM10, PM2.5, SO2, NO2, O3, CO)的急性暴露與居民死亡率和發(fā)病率的增加存在顯著關(guān)聯(lián)[21]。

3 環(huán)境基準(zhǔn)研究的主要科學(xué)問(wèn)題

環(huán)境基準(zhǔn)主要是依據(jù)特定對(duì)象在環(huán)境介質(zhì)中的暴露數(shù)據(jù)以及劑量效應(yīng)關(guān)系等數(shù)據(jù)，通過(guò)科學(xué)判斷得出的，涉及了環(huán)境化學(xué)、毒理學(xué)、生態(tài)學(xué)、流行病學(xué)、生物學(xué)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等前沿學(xué)科領(lǐng)域的最新研究成果。環(huán)境基準(zhǔn)值的推導(dǎo)是基于大量科學(xué)數(shù)據(jù)和研究成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)一套嚴(yán)格的方法和程序最終獲得的，是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)依據(jù)。我國(guó)最近幾年才開(kāi)始大規(guī)模開(kāi)展環(huán)境基準(zhǔn)的相關(guān)研究，研究基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。雖然我國(guó)的環(huán)境基準(zhǔn)目前已經(jīng)開(kāi)展了大量工作，但是研究方法基本上是參照借鑒國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，無(wú)論在方法的應(yīng)用上，還是在方法的適應(yīng)性方面，仍有一些科學(xué)問(wèn)題不明確，缺乏一定的科學(xué)性，環(huán)境基準(zhǔn)研究的滯后已成為制約我國(guó)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)性、環(huán)境有效管理及民生保障行動(dòng)的瓶頸。因此，我國(guó)的環(huán)境基準(zhǔn)研究應(yīng)該在充分吸收和借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和最新成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合本國(guó)的具體環(huán)境特征和主要的科學(xué)問(wèn)題深入開(kāi)展，最終構(gòu)建符合我國(guó)區(qū)域特點(diǎn)和國(guó)情的科學(xué)、合理、完善的環(huán)境基準(zhǔn)理論方法學(xué)體系，為我國(guó)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制/修訂提供科學(xué)依據(jù)，為國(guó)家環(huán)境保護(hù)提供全面科技支撐?？傮w來(lái)看，環(huán)境基準(zhǔn)研究主要存在以下科學(xué)問(wèn)題：

3.1 污染物的毒性效應(yīng)機(jī)理

環(huán)境基準(zhǔn)是針對(duì)污染物開(kāi)展的研究，需要大量污染物的的毒性數(shù)據(jù)，包括生物毒性數(shù)據(jù)、人體健康毒性數(shù)據(jù)、流行病學(xué)數(shù)據(jù)等。污染物的毒性效應(yīng)機(jī)理，是環(huán)境基準(zhǔn)研究的基礎(chǔ)，也是環(huán)境基準(zhǔn)研究的關(guān)鍵。

不同類(lèi)型的污染物，其毒性效應(yīng)機(jī)理存在顯著差異。在基準(zhǔn)研究中，應(yīng)針對(duì)污染物的毒性效應(yīng)，選取恰當(dāng)?shù)亩拘越K點(diǎn)進(jìn)行研究。對(duì)于一些常規(guī)污染物，往往會(huì)會(huì)生物產(chǎn)生生長(zhǎng)抑制、運(yùn)動(dòng)抑制、致死效應(yīng)，毒性終點(diǎn)很容易判斷。而對(duì)于一些新型的污染物，由于其毒性效應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜，毒性效應(yīng)終點(diǎn)很難判斷，因此無(wú)法獲得相應(yīng)的毒性數(shù)據(jù)，也就制約了環(huán)境基準(zhǔn)的順利開(kāi)展。如一些環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，能夠通過(guò)干擾生物體內(nèi)激素的合成、分泌、轉(zhuǎn)運(yùn)等環(huán)節(jié)，進(jìn)而影響機(jī)體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、生殖、發(fā)育及行為等。針對(duì)環(huán)境中越來(lái)越多的生殖毒性類(lèi)化合物，傳統(tǒng)測(cè)試終點(diǎn)、傳統(tǒng)評(píng)估因子法不適合生殖毒性類(lèi)化合物水生態(tài)基準(zhǔn)的推導(dǎo)。環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)人類(lèi)和野生動(dòng)物危害在一定程度上明顯高于持久有機(jī)污染物，特別是在種群水平上的影響，一些環(huán)境內(nèi)分泌干擾物直接危害人類(lèi)和野生動(dòng)物生殖系統(tǒng)，導(dǎo)致種群數(shù)量明顯下降，性別比率失衡，甚至種群滅亡。因此對(duì)內(nèi)分泌干擾物的致毒機(jī)理有必要繼續(xù)深入研究，尤其是針對(duì)具有生殖/繁殖毒性的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物。不同的毒性終點(diǎn)對(duì)生物體造成的損害存在差異，因此在基準(zhǔn)的制定中對(duì)不同的毒性終點(diǎn)的污染物應(yīng)該區(qū)別對(duì)待。隨著生態(tài)毒理學(xué)的不斷發(fā)展，生物毒性測(cè)試手段的不斷提高，根據(jù)污染物對(duì)生態(tài)受體的不同效應(yīng)，采用多種生物測(cè)試手段，比如酶學(xué)指標(biāo)、分子標(biāo)記物等測(cè)試方法對(duì)污染物的毒性效應(yīng)終點(diǎn)進(jìn)行研究，將會(huì)有助于探究污染物致毒機(jī)理，為基準(zhǔn)研究提供重要的理論支持。

3.2 構(gòu)效關(guān)系和毒性預(yù)測(cè)模型

環(huán)境基準(zhǔn)的研究需要大量的毒性數(shù)據(jù)，毒性數(shù)據(jù)的獲取一般是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)或者文獻(xiàn)檢索來(lái)獲得。而當(dāng)污染物的毒性數(shù)據(jù)很難獲得時(shí)，結(jié)合污染物本身的理化參數(shù)以及環(huán)境要素等因素構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，對(duì)污染物的毒性進(jìn)行預(yù)測(cè)，這也是基準(zhǔn)研究的重要方法。

開(kāi)展毒性效應(yīng)分析要開(kāi)展污染物的急性、亞急性和慢性毒性、發(fā)育、生殖以及神經(jīng)毒性方面的毒性實(shí)驗(yàn)，以及污染物的致癌、致畸、致突變資料，主要是基于污染物的劑量-效應(yīng)關(guān)系展開(kāi)的。而目前經(jīng)常被采用的毒性數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括US EPA建立的ECOTOX數(shù)據(jù)庫(kù)(http://cfpub.epa.gov/ecotox/)和國(guó)際農(nóng)藥行動(dòng)聯(lián)盟建立的PAN農(nóng)藥數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.pesticideinfo.org/)。數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì)較少，不能滿(mǎn)足基準(zhǔn)研究的需要，這是基準(zhǔn)研究需要解決的問(wèn)題。對(duì)于缺少的毒性數(shù)據(jù)，一方面可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充，但是當(dāng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定無(wú)法獲得所需數(shù)據(jù)時(shí)，模型預(yù)測(cè)就成為一種重要的補(bǔ)充方法。從管理者的角度來(lái)看，需要一種高效、低成本的方式來(lái)產(chǎn)生和解釋基準(zhǔn)研究所需的數(shù)據(jù)，但通過(guò)傳統(tǒng)毒性測(cè)試方法來(lái)獲得大量毒性數(shù)據(jù)顯然是不現(xiàn)實(shí)的?？紤]到動(dòng)物保護(hù)組織對(duì)動(dòng)物的保護(hù)需求，用毒性預(yù)測(cè)模型進(jìn)行污染物毒性的預(yù)測(cè)，是一種比較理想的方法。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，解決毒性數(shù)據(jù)缺乏的問(wèn)題并不是盡快地測(cè)定大量毒性數(shù)據(jù)，而是找到一種方式有效地預(yù)測(cè)污染物毒性的模型方法。目前能夠用來(lái)進(jìn)行毒性預(yù)測(cè)的模型包括種間關(guān)系預(yù)測(cè)模型(ICE)，生物配位體模型(BLM)以及定量結(jié)構(gòu)活性相關(guān)模型(QSAR)等。如何有效地將毒性預(yù)測(cè)模型運(yùn)用到基準(zhǔn)研究中，將是研究者面臨的重大挑戰(zhàn)，也是基準(zhǔn)研究方法的重要補(bǔ)充。

3.3 環(huán)境要素對(duì)污染物毒性影響機(jī)理

不同的環(huán)境條件下，污染物的毒性會(huì)存在差異，即環(huán)境要素會(huì)影響污染物的生物有效性。環(huán)境要素與污染物毒性的相關(guān)關(guān)系和影響機(jī)理，是環(huán)境基準(zhǔn)需要深入探究的問(wèn)題，也是基準(zhǔn)定量化研究的前提。

污染物的毒性除了與污染物本身的性質(zhì)有關(guān)之外，還跟環(huán)境條件有關(guān)。以水環(huán)境為例，污染物的毒性數(shù)據(jù)受各種水環(huán)境因素如硬度、pH、溫度、鹽度、溶解氧、溶解性有機(jī)質(zhì)以及其他無(wú)機(jī)及有機(jī)組分等影響。這些因素能改變污染物的化學(xué)形態(tài)及其被生物攝取的能力，從而導(dǎo)致生物毒性的變化，即生物有效性發(fā)生變化。如在各種因素中，硬度對(duì)于不可離子化的有機(jī)污染物毒性影響較小，正常生理范圍內(nèi)的pH值幾乎不對(duì)其毒性產(chǎn)生影響；而對(duì)于離子狀態(tài)的金屬離子，硬度和pH值則會(huì)影響其毒性。有機(jī)質(zhì)能與金屬離子發(fā)生吸附、絡(luò)合等作用，從而影響了金屬的毒性。雖然水環(huán)境參數(shù)對(duì)有機(jī)污染物分子本身的生物有效性影響較小，但它們常通過(guò)改變有機(jī)質(zhì)的分子構(gòu)型，進(jìn)而影響其與有機(jī)污染物間的相互作用。對(duì)于大多數(shù)有機(jī)污染物而言，主要考慮各種環(huán)境基質(zhì)與污染物之間的交互作用及其對(duì)生物有效性的影響。盡管人們對(duì)污染物的生物有效性進(jìn)行了大量研究，但如何表征生物有效性仍然是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，往往無(wú)法確定在某一特定條件下有多少污染物是生物有效的。目前關(guān)于環(huán)境基準(zhǔn)的研究，大部分都是基于污染物的實(shí)驗(yàn)室毒性數(shù)據(jù)，并沒(méi)有考慮環(huán)境要素對(duì)毒性的影響。目前頒布的基準(zhǔn)值中，也只有銅的基準(zhǔn)值考慮了環(huán)境要素的影響，采用了BLM進(jìn)行推導(dǎo)[44]，其他污染物還沒(méi)有相關(guān)方面的研究。關(guān)于部分重金屬的生物配體模型的開(kāi)發(fā)，是重金屬生物有效性運(yùn)用的一個(gè)典型例子，如何結(jié)合污染物的生物有效性開(kāi)展基準(zhǔn)的研究工作，是基準(zhǔn)研究需要考慮的問(wèn)題。

3.4 生物富集機(jī)理與生物富集因子

一些污染物會(huì)通過(guò)食物鏈的傳遞在高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物中進(jìn)行富集。生物富集在基準(zhǔn)的研究中起著重要的作用。目前國(guó)際上關(guān)于基準(zhǔn)的研究主要是依據(jù)污染物對(duì)單個(gè)物種的毒性數(shù)據(jù)，如何考慮種間關(guān)系、食物鏈放大等因素，是目前基準(zhǔn)研究的難點(diǎn)。

生物富集污染物包括兩個(gè)基本途徑：即通過(guò)暴露在水相中的跨生物膜運(yùn)輸和直接從含污染物的食物中攝取。攝食途徑在污染物對(duì)生物的暴露總量中占很大比例，但對(duì)于大多數(shù)物種，人們對(duì)它的影響程度還不太了解。生物富集因子是基準(zhǔn)研究的重要組成部分，長(zhǎng)期以來(lái)，主要用生物富集因子來(lái)估算水生生物對(duì)水中污染物的累積。目前只有美國(guó)的水質(zhì)基準(zhǔn)指南中使用了生物富集因子。生物富集因子涉及到了不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)、環(huán)境條件特征、污染物特征、人類(lèi)生活習(xí)慣和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件等多種因素，因而綜合考慮這些因素才能獲得置信度較高的生物富集因子。生物累積因子的推導(dǎo)要根據(jù)污染物的類(lèi)型采用獨(dú)立的方法。目前推導(dǎo)生物累積因子的方法主要實(shí)測(cè)生物累積因子法、實(shí)測(cè)生物-沉積物累積因子法、總生物富集因子法和辛醇-水分配系數(shù)法等。任何一種生物累積因子的計(jì)算方法都有各自的局限性，選擇哪種方法依賴(lài)于多個(gè)因素，應(yīng)該針對(duì)具體的情況，按照污染物的類(lèi)別分別進(jìn)行估算。而且，其準(zhǔn)確性、不確定性因素，也需要通過(guò)合適的手段進(jìn)行驗(yàn)證和分析。近年來(lái)，持久性、生物累積性的化學(xué)物質(zhì)越來(lái)越引起人們的關(guān)注。一些典型污染物如多氯聯(lián)苯、滴滴涕等，具有很強(qiáng)的生物累積性，在含量較低的情況下可能在高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)累積很高含量，甚至達(dá)到致毒水平。這類(lèi)污染物的生物富集機(jī)理是國(guó)際環(huán)境科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域，也是保護(hù)食物鏈頂端的野生生物和人體健康水質(zhì)基準(zhǔn)急需解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和突破口。

3.5 環(huán)境基準(zhǔn)的定量化和本地化

不同國(guó)家關(guān)于環(huán)境基準(zhǔn)的研究方法不完全相同。如何結(jié)合本國(guó)的環(huán)境特征將環(huán)境基準(zhǔn)的方法進(jìn)行本地化，以及如何結(jié)合區(qū)域差異、模型差異、生物區(qū)系差異等因素等對(duì)基準(zhǔn)開(kāi)展定量化研究，也是目前基準(zhǔn)研究需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

區(qū)域差異是基準(zhǔn)制定過(guò)程中需要考慮的關(guān)鍵因素，區(qū)域的差異可引起本地敏感物種的差異以及人體污染物暴露途徑和數(shù)量的差異，從而最終導(dǎo)致毒性數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)值的差異。我國(guó)在地理位置、地形地貌、氣候條件以及人類(lèi)開(kāi)發(fā)程度等情況的差異，導(dǎo)致不同區(qū)域環(huán)境介質(zhì)類(lèi)型、環(huán)境演變過(guò)程以及物理、化學(xué)、生物學(xué)特性等方面存在顯著差異，并且也使本地物種的生物區(qū)系呈現(xiàn)明顯差異，這種差異到底如何影響基準(zhǔn)值，是值得考慮的問(wèn)題，基準(zhǔn)的區(qū)域差異性需要定量化。另外，基準(zhǔn)研究方法的本地化也需要進(jìn)行深入研究。環(huán)境基準(zhǔn)的理論方法學(xué)雖然在國(guó)際上是通用的，但是當(dāng)研究特定區(qū)域的環(huán)境基準(zhǔn)時(shí)，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域特征，將方法進(jìn)行校正和驗(yàn)證，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)方法的本地化，從而減少方法的不確定性，更加準(zhǔn)確地開(kāi)展基準(zhǔn)研究。由于不同國(guó)家在環(huán)境特征、氣候條件、工農(nóng)業(yè)發(fā)展水平、生產(chǎn)方式、人群特點(diǎn)、生活習(xí)慣，以及經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、社會(huì)制度等方面所存在的差異，在用模型進(jìn)行基準(zhǔn)研究時(shí)，模型參數(shù)的選擇對(duì)于環(huán)境基準(zhǔn)的構(gòu)建十分關(guān)鍵。源于暴露參數(shù)、毒理數(shù)據(jù)、生物富集因子和保護(hù)水平等選擇上的差異，不同國(guó)家針對(duì)同一種污染物制定的基準(zhǔn)值可以相差一千倍以上。如部分國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)頒布了當(dāng)?shù)剡m用的暴露參數(shù)手冊(cè)，而我國(guó)至今還沒(méi)有類(lèi)似的文件可供參考[21]。因此，基于我國(guó)環(huán)境特征的基準(zhǔn)定量化和本地化研究，能夠?yàn)榛鶞?zhǔn)值的建立提供數(shù)據(jù)支持，是我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)研究工作要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

綜上所述，環(huán)境基準(zhǔn)研究是目前環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究前沿，是科學(xué)制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)，也是國(guó)家環(huán)境管理的重大科技需求。通過(guò)對(duì)環(huán)境基準(zhǔn)研究進(jìn)展的系統(tǒng)論述，在我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對(duì)我國(guó)區(qū)域特點(diǎn)、具體國(guó)情以及國(guó)際環(huán)境基準(zhǔn)領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢(shì)，有針對(duì)性地指出了我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)研究的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，這將為環(huán)境基準(zhǔn)研究者提供新的研究思路和著力點(diǎn)。環(huán)境基準(zhǔn)研究對(duì)推動(dòng)我國(guó)環(huán)境保護(hù)事業(yè)發(fā)展、引領(lǐng)國(guó)際環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展、保障我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展將產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。

[1] US EPA. Ambient Water Quality Criteria (series) [R]. Washington DC: US EPA, 1980

[2] 孟偉, 張遠(yuǎn), 鄭丙輝. 水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn), 標(biāo)準(zhǔn)與流域水污染物總量控制策略[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2006, 19(3): 1-6

Meng W, Zhang Y, Zheng B H. The quality criteria, standards of water environment and the water pollutant control strategy on watershed [J]. Research of Environmental Sciences, 2006, 19(3): 1-6 (in Chinese)

[3] 吳豐昌, 孟偉, 宋永會(huì), 等. 中國(guó)湖泊水環(huán)境基準(zhǔn)的研究進(jìn)展[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 28(12): 2385-2393

Wu F C, Meng W, Song Y H, et al. Research progress in lake water quality criteria in China [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2008, 28(12): 2385-2393 (in Chinese)

[4] 孟偉, 吳豐昌. 水質(zhì)基準(zhǔn)的理論與方法學(xué)導(dǎo)論[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2010: 1-4

[5] 馮承蓮, 吳豐昌, 趙曉麗, 等. 水質(zhì)基準(zhǔn)研究與進(jìn)展[J]. 中國(guó)科學(xué): 地球科學(xué), 2012, 42(5): 657-664

[6] 王國(guó)慶, 駱永明, 宋靜, 等. 土壤環(huán)境質(zhì)量指導(dǎo)值與標(biāo)準(zhǔn)研究I. 國(guó)際動(dòng)態(tài)及中國(guó)的修訂考慮[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2005, 42(4): 666-673

Wang G Q, Luo Y M, Song J, et al. Study on soil environment quality guidelines and standards I. International trend and suggestions for amendment in China [J]. Acta Pedologica Sinica, 2005, 42(4): 666-673 (in Chinese)

[7] 王瑞斌, 王安. 我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的比較[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 1997, 11(6): 35-39

[8] US EPA. National Air Quality and Emissions Trends Report. EPA-450/4-90-002 [R]. Washington DC: US EPA, 1988

[9] US Department of the Interior. Report of the Subcommittee or Water Quality Criteria [R]. Washington DC: US Department of the Interior, 1968

[10] NAS, NAE. Water Quality Criteria [R]. Washington DC: National Academy Press, 1972

[11] US EPA. Water Quality Criteria [R]. Washington DC: Office of Water Regulations and Standards, 1976

[12] Stephan C E, Mount D I, Hansen D J, et al. Guidelines for Deriving Numerical National Water Quality Criteria for the Protection of Aquatic Organisms and Their Uses [R]. Washington DC: US EPA, 1985

[13] US EPA. National Recommended Water Quality Criteria [R]. Washington DC: Office of Water Regulations and Standards, 1986

[14] US EPA. National Recommended Water Quality Criteria [R]. Washington DC: Office of Water, Office of Science and Technology, 2013

[15] RMCANZ and ANZECC. Australian and New Zealand guidelines for fresh and marine water quality [R]. Canberra: Australian and New Zealand Environment and Conservation Council and Agriculture and Resource Management Council of Australia and New Zealand, 2000

[16] CCME. A Protocol for the Derivation of Water Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life [R]. Winnipeg: Canadian Council of Ministers of the Environment, 2007

[17] Van Vlaardingen P L A, Verbruggen E M J. Guidance for the Derivation of Environmental Risk Limits within the Framework of International and National Environmental Quality Standards for Substances in the Netherlands'(INS) [R]. Bitlhoven: National Institute for Public Health and the Environment, 2007

[18] ECB. Technical Guidance Document on Risk Assessment-PartⅡ [R]. Italy, Ispra: Institute for Health and Consumer Protection, 2003

[19] OECD. Guidance Document for Aquatic Effects Assessment. OECD Environment Monographs No 92. [R]. Paris: Organization for Economic Co-operation and Development, 1995

[20] 徐猛, 顏增光, 賀萌萌, 等. 不同國(guó)家基于健康風(fēng)險(xiǎn)的土壤環(huán)境基準(zhǔn)比較研究與啟示[J]. 環(huán)境科學(xué), 2013, 34(5): 1667-1678

Xu M, Yan Z G, He M M, et al. Human health risk-based environmental criteria for soil: A comparative study between countries and implication for China [J]. Environmental Science, 2013, 34(5): 1667-1678 (in Chinese)

[21] 吳豐昌, 孟偉. 中國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)體系中長(zhǎng)期路線圖[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2014: 83-91

[22] 北京市環(huán)境保護(hù)局, 北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院, 北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心. 顆粒物環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)(譯)[M]. 北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 2008: 5-10

[23] WHO. Air Quality Guidelines for Europe [R]. Geneva: World Health Organization, 1987

[24] WHO. Air Quality Guidelines. Global update 2005 [R]. Geneva: World Health Organization, 2006

[25] WHO. Air Quality Guidelines for Particulate Matter, Ozone, Nitrogen Dioxide and Sulfur Dioxide. Global update 2005. Summary of Risk Assessment [R]. Geneva: World Health Organization, 2006

[26] Krzyzanowski M, Cohen A. Update of WHO air quality guidelines [J]. Air Quality, Atmosphere & Health, 2008, 1 (1): 7-13

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

[28] 金小偉, 雷炳莉, 許宜平, 等. 水生態(tài)基準(zhǔn)方法學(xué)概述及建立我國(guó)水生態(tài)基準(zhǔn)的探討[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào), 2009, 4(5): 609-616

Jin X W, Lei B L, Xu Y P, et al. Methodologies for deriving water quality criteria to protect aquatic life (ALC) and proposal for development of ALC in China: A Review [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2009, 4(5): 609-616 (in Chinese)

[29] US EPA. Methodology for Deriving Ambient Water Quality Criteria for the Protection of Human Health. Technical Report, EPA-822-B-00-004. [R]. Washington DC: Office of Water, Office of Science and Technology, 2000

[30] Feng C L, Wu F C, Zhao X L, et al. Water quality criteria research and progress [J]. Science China: Earth Sciences, 2012, 55(6): 882-891

[31] 吳豐昌, 馮承蓮, 曹宇靜, 等. 鋅對(duì)淡水生物的毒性特征與水質(zhì)基準(zhǔn)的研究[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào), 2011, 6(4): 367-382

Wu F C, Feng C L, Cao Y J, et al. Toxicity characteristic of zinc to freshwater biota and its water quality criteria [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2011, 6(4): 367-382 (in Chinese)

[32] 吳豐昌, 馮承蓮, 曹宇靜, 等. 我國(guó)銅的淡水生物水質(zhì)基準(zhǔn)研究[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào), 2011, 6(6): 617-628

Wu F C, Feng C L, Cao Y J, et al. Aquatic life ambient freshwater quality criteria for copper in China [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2011, 6(6): 617-628 (in Chinese)

[33] Jin X, Zha J, Xu Y, et al. Derivation of aquatic predicted no-effect concentration (PNEC) for 2,4-dichlorophenol: Comparing native species data with non-native species data [J]. Chemosphere, 2011, 84: 1506-1511

[34] 吳豐昌. 水質(zhì)基準(zhǔn)理論與方法學(xué)及其案例研究[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2012: 109-277

[35] Wu F C, Feng C L, Zhang R Q, et al. Derivation of water quality criteria for representative water-body pollutants in China [J]. Science China: Earth Sciences, 2012, 55(6): 900-906

[36] Wu F C, Meng W, Zhao X L, et al. China embarking on development of its own national water quality criteria system [J]. Environmental Science & Technology, 2010, 44(21): 7792-7793

[37] Liu Y D, Wu F C, Mu Y S, et al. Setting water quality criteria in China: Approaches for developing species sensitivity distributions for metals and metalloids [J]. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 2014, 230: 35-57

[38] 吳豐昌, 孟偉, 曹宇靜, 等. 鎘的淡水水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)研究[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2011, 24(2): 172-184

Wu F C, Meng W, Cao Y J, et al. Derivation of aquatic life water quality criteria for cadmium in freshwater in China [J]. Research of Environmental Sciences, 2011, 24(2): 172-184 (in Chinese)

[39] 吳豐昌, 孟偉, 張瑞卿, 等. 保護(hù)淡水水生生物硝基苯水質(zhì)基準(zhǔn)研究[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2011, 24(1): 1-10

Wu F C, Meng W, Zhang R Q, et al. aquatic life water quality criteria for nitrobenzene in freshwater [J]. Research of Environmental Sciences, 2011, 24(1): 1-10 (in Chinese)

[40] Caldwell D J, Mastrocco F, Hutchinson T H, et al. Derivation of an aquatic predicted no-effect concentration for the synthetic hormone, 17α-ethinylestradiol [J]. Environmental Science & Technology, 2008, 42(19): 7046-7054

[41] Wu F C, Fang Y X, Li Y S, et al. Predicted no-effect concentration and risk assessment for 17-[beta]-estradiol in waters of China [J]. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 2014, 228: 31-56

[42] 閆振廣, 孟偉, 劉征濤, 等. 我國(guó)淡水水生生物鎘基準(zhǔn)研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 29(11): 2393-2406

Yan Z G, Meng W, Liu Z T, et al. Biological criteria for freshwater Cd in China [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2009, 29(11): 2393-2406 (in Chinese)

[43] Feng C L, Wu F C, Zheng B H, et al. Biotic ligand models for metals-A practical application in the revision of water quality standards in China [J]. Environmental Science & Technology, 2012, 46: 10877-10878

[44] US EPA. Aquatic Life Ambient Freshwater Quality Criteria-Copper [R]. Washington DC: Office of Water Regulations and Standards Criteria Division, 2007

[45] US EPA. Great Lakes Water Quality Initiative Criteria Documents for the Protection of Wildlife. Technical report, EPA/820/B-95/008. [R]. Washington DC: Office of Water, Office of Science and Technology, 1995

[46] CCME. Canadian Tissue Residue Guidelines for the Protection of Wildlife Consumers of Aquatic Biota [R]. Winnipeg: Canadian Council of Ministers of the Environment, 2000

[47] Steevens J A, Reiss M R, Pawlisz A V. A methodology for deriving tissue residue benchmarks for aquatic biota: A case study for fish exposed to 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin and equivalents [J]. Integrated Environmental Assessment and Management, 2005, 1(2): 142-151

[48] Beckvar N, Dillon T M, Read L B. Approaches for linking whole-body fish tissue residues of mercury or DDT to biological effects thresholds [J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 2005, 24(8): 2094-2105

[49] Zhang R Q, Guo J Y, Wu F C, et al. Toxicity reference values for polybrominated diphenyl ethers: Risk assessment for predatory birds and mammals from two Chinese lakes [J]. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 2014, 229: 111-137

[50] Su H L, Wu F C, Zhang R Q, et al. Toxicity reference values for protecting aquatic birds in China from the effects of polychlorinated biphenyls [J]. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 2014, 230: 59-82

[51] Su H L, Mu Y S, Feng C L, et al. Tissue residue guideline of ∑DDT for protection of aquatic birds in China [J]. Human and Ecological Risk Assessment, 2014, 20(6): 1629-1642

[52] Zhang R Q, Wu F C, Li H X, et al. Toxicity reference values and tissue residue criteria for protecting avian wildlife exposed to methylmercury in China [J]. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 2013, 223: 53-80

[53] Raimondo S, Jackson C R, Barron M G. Web-based Interspecies Correlation Estimation (Web-ICE) for Acute Toxicity: User Manual Version 3.2 [R]. US EPA, Office of Research and Development , National Health and Environmental Effects Research Laboratory, 2013

[54] Dyer S D, Versteeg D J, Belanger S E, et al. Interspecies correlation estimates predict protective environmental concentrations [J]. Environmental Science & Technology, 2006, 40: 3102-3111

[55] Feng C L, Wu F C, Dyer S D, et al. Derivation of freshwater quality criteria for zinc using interspecies correlation estimation models to protect aquatic life in China [J]. Chemosphere, 2013, 90: 1177-1183

[56] Feng C L, Wu F C, Mu Y S, et al. Interspecies correlation estimation-Applications in water quality criteria and ecological risk assessment [J]. Environmental Science & Technology, 2013, 47: 11382-11383

[57] Mu Y S, Wu F C, Chen C, et al. Predicting criteria continuous concentrations of 34 metals or metalloids by use of quantitative ion character-activity relationships-species sensitivity distributions (QICAR-SSD) model [J]. Environmental Pollution, 2014, 188: 50-55

[58] Wu F C, Mu Y S, Chang H, et al. Predicting water quality criteria for protecting aquatic life from physicochemical properties of metals or metalloids [J]. Environmental Science & Technology, 2013, 47(1): 446-453

[59] US EPA. Guidelines for Carcinogen Risk Assessment. EPA 2005/630/P-03/001F. [R]. US EPA, 2005

[60] Carlon C. Derivation Methods of Soil Screening Values in Europe. A Review and Evaluation of National Procedures Towards Harmonization. EUR 22085 EN. [R]. Ispra: European Commission, Joint Research Centre, 2007

[61] 顏增光, 谷慶寶, 李發(fā)生, 等. 構(gòu)建土壤生態(tài)篩選基準(zhǔn)的技術(shù)關(guān)鍵及方法學(xué)概述[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào), 2008, 3(5): 417-427

Yan Z G, Gu Q B, Li F S, et al. A synoptic review of the technical tips and methodologies for the development of ecological soil screening benchmarks [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2008, 3(5): 417-427 (in Chinese)

[62] 周啟星, 安婧, 何康信. 我國(guó)土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究與展望[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 30(1): 1-6

Zhou Q X, An J, He K X. Research and prospect on soil-environmental criteria in China [J]. Journal of Agro-Environment Science, 2011, 30(1): 1-6 (in Chinese)

[63] 陳魁, 董海燕, 郭勝華, 等. 我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的比較[J]. 環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展, 2011(1): 47-50

◆

Research Progress and Main Scientific Problems of Theory and Methodology of China's Environmental Quality Criteria

Feng Chenglian1, Zhao Xiaoli1, Hou Hong1, Huang Wei2, Song Jing3, Li Huixian1, Meng Wei1, Wu Fengchang1,*

1. State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 2. School of Public Health, Peking University, Beijing 100083, China 3. Institute of Soil Science, Chinese Academy of Science, Nanjing 210008, China

14 November 2014 accepted 21 November 2014

Environmental quality criteria are the threshold limits for pollutants or other hazard factors to certain receptors in the ambient environment, which are scientific basis to formulate and revise environmental quality standards. The theory and methodology of environmental quality criteria has been the international frontier in the field of environmental science and environmental protection science. It is also the great science and technology demand of national environmental management. Based on the research results of international and China's environmental quality criteria, the general situation, theory, methodology and important progress of environmental quality criteria were systematically expounded in this paper. At the same time, combining with the characteristics of disciplines and science and technology demand of environmental quality criteria, a series of key scientific problems that are closely related to the theory and methodology of environmental quality criteria were comprehensively analyzed.

environmental quality criteria; water quality criteria; soil quality criteria; air quality criteria; toxic effect mechanism; toxicity prediction model; environmental factors; bioaccumulation; localization

環(huán)保公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)(201409037)；環(huán)保公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)(201309060)

馮承蓮(1981-)，女，博士，副研究員，研究方向?yàn)樗鷳B(tài)毒理和水質(zhì)基準(zhǔn)，E-mail: fengcl@craes.org.cn；

*通訊作者(Corresponding author), E-mail: wufengchang@vip.skleg.cn

10.7524/AJE.1673-5897.20141114001

2014-11-14 錄用日期：2014-11-21

1673-5897(2015)1-002-16

X171.5

A

吳豐昌(1964—)，男，研究員，博士生導(dǎo)師，環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。主要研究方向?yàn)榄h(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，天然有機(jī)質(zhì)環(huán)境生物地球化學(xué)行為等。

馮承蓮, 趙曉麗, 侯紅, 等. 中國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)理論與方法學(xué)研究進(jìn)展及主要科學(xué)問(wèn)題[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào), 2015, 10(1): 2-17

Feng C L, Zhao X L, Hou H, et al. Research progress and main scientific problems of theory and methodology of China's Environmental Quality Criteria [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2015, 10(1): 2-17 (in Chinese)