朱曉晶,于洋,竹濤,鄭玉婷,任幸,林軍
1. 生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心,北京 100029 2. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京),北京 100083
我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),工業(yè)化、城市化進(jìn)程不斷加快,使得環(huán)境持續(xù)惡化,大氣污染對(duì)人體健康、生態(tài)環(huán)境及氣候變化等帶來(lái)了不利影響[1]。20世紀(jì)90年代,發(fā)達(dá)國(guó)家相繼頒布或修訂了相關(guān)法規(guī),逐漸重視對(duì)有毒有害大氣污染物的環(huán)境管理。1990年,美國(guó)《清潔空氣法案》(簡(jiǎn)稱CAA)提出有毒有害大氣污染物的概念[2],并建立了包括187種有毒有害大氣污染物的《有毒有害大氣污染物名錄》和包括30種有毒有害大氣污染物的《城區(qū)有害空氣污染物名錄》,為政府管控污染物、減輕大氣環(huán)境污染狀況提供重要支撐。自1996年起,日本開始關(guān)注有毒有害大氣污染物的治理,根據(jù)《大氣污染防治法》將248種污染物列入《有毒有害大氣污染物名錄》,其中包括了23種優(yōu)先控制污染物[3]。近年來(lái),我國(guó)也加強(qiáng)了對(duì)有毒有害大氣污染物的環(huán)境管理,《大氣污染防治法》要求根據(jù)污染物對(duì)公眾健康和生態(tài)環(huán)境的危害和影響程度,公布《有毒有害大氣污染物名錄》,實(shí)行風(fēng)險(xiǎn)管理。
Copeland計(jì)分排序法應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。該方法最初是在一次針對(duì)“數(shù)學(xué)在社會(huì)學(xué)上的應(yīng)用”的研討會(huì)上由密西根大學(xué)Copelanda提出的,它是一種非參數(shù)排序方法,計(jì)算過程簡(jiǎn)單,現(xiàn)已應(yīng)用到社會(huì)學(xué)排序問題[4]、企業(yè)信息化績(jī)效評(píng)價(jià)[5]、灌溉用水效率評(píng)價(jià)[6]等方面。在環(huán)境科學(xué)研究方面,李成東等[7]選擇Copeland計(jì)分排序法對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行生態(tài)毒性的排序,與日本環(huán)境省公布的環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)二者基本相符,證明Copeland計(jì)分排序法在化學(xué)物質(zhì)生態(tài)毒性排序上的應(yīng)用具有一定的合理性。
證據(jù)權(quán)重法是篩選有毒有害污染物常用方法。該方法在污染物篩選中一直被廣泛應(yīng)用,Doran和Parkin[8]首先采用了證據(jù)權(quán)重法對(duì)土壤質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià);于云江等[9]利用證據(jù)權(quán)重法選取對(duì)區(qū)域環(huán)境影響較大的9個(gè)單項(xiàng)因子作為篩選指標(biāo)開展大氣污染物篩選;許詠梅等[10]利用證據(jù)權(quán)重法對(duì)新疆國(guó)家灰漠土基地1990—2002年長(zhǎng)期定位試驗(yàn)土壤的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算分析;韓絮等[11]利用證據(jù)權(quán)重法評(píng)價(jià)了污染物的毒性和暴露水平;岑科達(dá)和邱東鶴[12]在對(duì)化工園區(qū)大氣污染物進(jìn)行篩選時(shí),在證據(jù)權(quán)重法的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了改良,以污染物的致癌性、急性毒性、化學(xué)反應(yīng)活性為篩選因子篩選污染物;黃震[13]利用證據(jù)權(quán)重法對(duì)上海市石化行業(yè)廢氣進(jìn)行了優(yōu)先污染物的篩選;歐盟水框架指令(簡(jiǎn)稱WFD)利用“綜合基于監(jiān)測(cè)和模型的優(yōu)先集設(shè)置法”(簡(jiǎn)稱COMMPS)[14]篩選提出了水環(huán)境優(yōu)先化學(xué)物質(zhì)管理名單。
我國(guó)鮮有學(xué)者開展有毒有害大氣污染物篩選技術(shù)研究。借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家及科研機(jī)構(gòu)經(jīng)驗(yàn),利用Copeland計(jì)分排序法和證據(jù)權(quán)重法,選擇不同篩選因子,分別對(duì)污染物進(jìn)行危害特性優(yōu)先性排序,對(duì)篩選結(jié)果進(jìn)行斯皮爾曼[15]相關(guān)性分析,并討論了利用2種方法篩選污染物的優(yōu)缺點(diǎn),以期為我國(guó)有毒有害大氣污染物篩選方法的建立提供一個(gè)可供比較的新視角。
美國(guó)根據(jù)《清潔空氣法案》建立了《有毒有害大氣污染物名錄》,截至2016年,經(jīng)多次修訂最終將187種有毒有害大氣污染物列入該名錄[16]。美國(guó)根據(jù)《清潔水法》(簡(jiǎn)稱CWA)建立了《優(yōu)先控制水污染物名錄》,并制定了排放限值標(biāo)準(zhǔn),后經(jīng)多次修訂將126種污染物列入該名錄[17]。
化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入不同介質(zhì)可能會(huì)對(duì)人體或生態(tài)環(huán)境造成不同程度的負(fù)面影響,也被稱為污染物,綜合考慮美國(guó)《有毒有害大氣污染物名錄》及《優(yōu)先控制水污染物名錄》所包含的污染物,取其交集,最終選取50種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行計(jì)分排序,具體污染物信息見表1。
1.2.1 Copeland計(jì)分排序法
Copeland計(jì)分排序法使用部分有序集合的概念和社會(huì)選擇理論[18]相結(jié)合,是一種少數(shù)服從多數(shù)的賦分排序法。設(shè)有i個(gè)物質(zhì),j個(gè)指標(biāo),將各個(gè)物質(zhì)的同一指標(biāo)相互比較,將之分為優(yōu)等、同等、劣等三等級(jí),若比較結(jié)果相同,則為同等,賦值為0;若優(yōu)于另一物質(zhì),則為優(yōu)等,賦值為1;若劣于另一物質(zhì),則為劣等,賦值為-1。該物質(zhì)與其余各個(gè)物質(zhì)的同一指標(biāo)比較完后將所有得分求和,再將所有指標(biāo)評(píng)比得分相加,得到最后結(jié)果。依據(jù)最后得分,按照分值大小排序。
如圖1所示,圖1(1)為物質(zhì)A、B、C、D、E及其指標(biāo)1、指標(biāo)2對(duì)應(yīng)數(shù)值,將物質(zhì)A的指標(biāo)1、2分別與物質(zhì)B的指標(biāo)1、2對(duì)應(yīng)數(shù)值比較大小,所得分?jǐn)?shù)加和為0,填入圖1(2)對(duì)應(yīng)位置,再將物質(zhì)A的指標(biāo)1、2分別與物質(zhì)C的指標(biāo)1、2對(duì)應(yīng)數(shù)值比較大小,所得分?jǐn)?shù)加和為2,填入圖1(2)對(duì)應(yīng)位置,以此類推得到圖1(3)所示分?jǐn)?shù),最后按照?qǐng)D1(3)對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù),以大至小按順序排列得到圖1(4),即為最后結(jié)果。
表1 本研究考察的50種污染物Table 1 50 Types of pollutants in this study
1.2.2 證據(jù)權(quán)重法
證據(jù)權(quán)重法是對(duì)各個(gè)污染物進(jìn)行指標(biāo)的選擇并設(shè)置相應(yīng)權(quán)重,每個(gè)指標(biāo)需要分級(jí)賦分,根據(jù)毒性或其他因素的強(qiáng)弱分級(jí),且所附分值需均成正相關(guān),如毒性越大,分值越高。各指標(biāo)所得分值與相應(yīng)權(quán)重因子相乘,最后將該物質(zhì)各指標(biāo)與相應(yīng)權(quán)重因子乘積相加得到最后分值,根據(jù)分值大小,按照數(shù)值從大至小的順序排列,篩選出所需污染物。
如圖2所示,圖2(1)中物質(zhì)A的指標(biāo)1、2對(duì)應(yīng)數(shù)值分別與權(quán)重1、2對(duì)應(yīng)數(shù)值相乘,加和后填入圖2(2),根據(jù)圖2(2)中分值大小按照從大至小的順序排列得到圖2(3)所示結(jié)果。經(jīng)綜合考慮,本研究選擇各指標(biāo)權(quán)重均為1。
大氣污染物可能對(duì)人體健康及生態(tài)環(huán)境造成危害,因此選擇健康危害和環(huán)境危害2類指標(biāo)。在健康危害方面,人體暴露于大氣中,可能通過吸入[19-22]、皮膚暴露[22-23]等方式進(jìn)入人體并造成不同程度的危害,綜合考慮污染物對(duì)人體健康急慢性效應(yīng)的各種表現(xiàn)形式,將致癌性、致突變性、生殖毒性、急性毒性(吸入)和急性毒性(經(jīng)皮)等作為健康危害指標(biāo)。在環(huán)境危害方面,大氣污染物可能通過干、濕沉降形式進(jìn)入水體并對(duì)水環(huán)境及水生生物造成危害,并有可能長(zhǎng)時(shí)間存在于水體中,對(duì)水生生物造成持續(xù)性傷害,將持久性以及對(duì)水生生物的急、慢性危害作為環(huán)境危害指標(biāo)。
健康危害指標(biāo)和環(huán)境危害指標(biāo)按照《化學(xué)品分類和標(biāo)簽規(guī)范》系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB 30000.2—2013~30000.29—2013)中的規(guī)定進(jìn)行分級(jí);污染物危害信息主要參考美國(guó)有毒物質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)[24](HSDB)、國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)[25](IARC)的分類結(jié)果、以及歐盟[26]和日本[26]的化學(xué)品GHS分類結(jié)果,GHS為“全球化學(xué)品統(tǒng)一分類和標(biāo)簽制度”。
本文采用Copeland計(jì)分排序法與證據(jù)權(quán)重法分別對(duì)所選50種污染物進(jìn)行危害性排序。分別選用4個(gè)指標(biāo)、6個(gè)指標(biāo)、8個(gè)指標(biāo)對(duì)污染物危害性進(jìn)行排序,見表2。由于選用不同指標(biāo)結(jié)果可能會(huì)有差異,為能比較二者排序結(jié)果,選用統(tǒng)一指標(biāo)計(jì)分排序。
圖1 Copeland計(jì)分排序法解析Fig. 1 Analysis of Copeland score sorting method
圖2 證據(jù)權(quán)重法解析Fig. 2 Analysis of weight-of-evidence method
2.1.1 不同篩選指標(biāo)排序結(jié)果
針對(duì)50種污染物,分別選擇4、6和8個(gè)指標(biāo),利用Copeland計(jì)分排序法開展污染物危害性優(yōu)先性排序,結(jié)果如表3所示。
選擇4個(gè)指標(biāo)時(shí),排序前10的污染物共有11種,分別為:2,4-二硝基甲苯、2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英、林丹、苯、三氯乙烯、4,4'-二氨基聯(lián)苯、六氯苯、六氯乙烷、氯丹、五氯苯酚和毒殺芬;排序后10的污染物共有13種,分別為:1,2,4-三氯苯、2,4-二硝基苯酚、2,4,6-三氯苯酚、異佛爾酮、丙烯醛、一氯甲烷、氯乙烷、1,1-二氯乙烯、氯苯、1,1-二氯乙烷、4-硝基苯酚、1,2-二苯肼和鄰苯二甲酸二甲酯。
選擇6個(gè)指標(biāo)時(shí),排序前10的污染物共有10種,分別為:2,4-二硝基甲苯、五氯苯酚、1,1,2,2-四氯乙烷、林丹、硝基苯、四氯化碳、二(2-氯乙基)醚、六氯環(huán)戊二烯、苯酚和丙烯腈;排序后10的污染物共有10種,分別為:鄰苯二甲酸二丁酯、1,2-二氯乙烷、1,2,4-三氯苯、2,4,6-三氯苯酚、氯苯、一氯甲烷、氯乙烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二苯肼和鄰苯二甲酸二甲酯。
選擇8個(gè)指標(biāo)時(shí),排序前10的污染物共有10種,分別為:2,4-二硝基甲苯、五氯苯酚、丙烯腈、林丹、2,4-二硝基苯酚、2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、六氯環(huán)戊二烯和4,4'-二氨基聯(lián)苯;排序后10的污染物共有10種,分別為:乙苯、六氯丁二烯、鄰苯二甲酸二丁酯、4-硝基苯酚、甲苯、1,2,4-三氯苯、氯苯、氯乙烷、1,1-二氯乙烷和鄰苯二甲酸二甲酯。
表2 選擇指標(biāo)內(nèi)容Table 2 Selection of index content
表3 Copeland計(jì)分排序法排序結(jié)果Table 3 The ranking results of Copeland score sorting method
選擇4、6和8個(gè)指標(biāo)時(shí),均排在前10的污染物共有3種,分別為:五氯苯酚、2,4-二硝基甲苯和林丹。均排在后10的污染物共有5種,分別為:1,2,4-三氯苯、氯苯、氯乙烷、1,1-二氯乙烷和鄰苯二甲酸二甲酯。
2.1.2 不同指標(biāo)篩選結(jié)果相關(guān)性分析
采用Copeland計(jì)分排序法分別選擇4、6和8個(gè)指標(biāo)對(duì)50種污染物進(jìn)行危害性排序,排序在前10的污染物去重后共有19種,排序在后10的污染物去重后共有18種,排序在前10的污染物與排序在后10的污染物中有一個(gè)重復(fù)項(xiàng),為2,4-二硝基苯酚。結(jié)果表明,利用Copeland計(jì)分排序法在危害性排序上能實(shí)現(xiàn)優(yōu)先性排序,將污染物的危害程度區(qū)分開。
選擇不同篩選因子開展Copeland計(jì)分排序會(huì)得到不同結(jié)果。對(duì)不同篩選指標(biāo)篩選得到的結(jié)果進(jìn)行斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)(Spearman Correlation Coefficient)分析,結(jié)果見表4。結(jié)果表明:4個(gè)指標(biāo)與6個(gè)指標(biāo)排序結(jié)果、6個(gè)與8個(gè)指標(biāo)排序結(jié)果、4個(gè)與8個(gè)指標(biāo)排序結(jié)果相關(guān)系數(shù)分別為0.6568、0.7556和0.5541,所選指標(biāo)相差數(shù)量少時(shí)相關(guān)性較好,相差數(shù)量多時(shí),相關(guān)性較弱。研究發(fā)現(xiàn),選擇不同指標(biāo)會(huì)得到不同的排序結(jié)果,當(dāng)污染物存在于不同環(huán)境介質(zhì)中,應(yīng)根據(jù)其存在特征、可能對(duì)人體或環(huán)境造成危害途徑及環(huán)境介質(zhì)特點(diǎn)選擇恰當(dāng)?shù)暮Y選指標(biāo)。
表4 Copeland計(jì)分排序法不同指標(biāo)數(shù) 排序結(jié)果相關(guān)性Table 4 The correlation of sorting results by Copeland score sorting method with different indexes
2.2.1 不同篩選指標(biāo)排序結(jié)果
針對(duì)50種污染物,分別選擇4、6和8個(gè)指標(biāo),利用證據(jù)權(quán)重法在其危害性上進(jìn)行排序,排序結(jié)果如表5所示。
選擇4個(gè)指標(biāo)時(shí),排序前10的污染物共有13種,分別為:2,4-二硝基甲苯、2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英、林丹、苯、三氯乙烯、4,4'-二氨基聯(lián)苯、六氯苯、六氯乙烷、氯丹、五氯苯酚、毒殺芬、硝基苯和DEHP;排序后10的污染物共有13種,分別為:1,2,4-三氯苯、2,4-二硝基苯酚、2,4,6-三氯苯酚、異佛爾酮、丙烯醛、一氯甲烷、氯乙烷、1,1-二氯乙烯、氯苯、1,1-二氯乙烷、4-硝基苯酚、1,2-二苯肼和鄰苯二甲酸二甲酯。
選擇6個(gè)指標(biāo)時(shí),排序前10的污染物共有11種,分別為:2,4-二硝基甲苯、1,1,2,2-四氯乙烷、五氯苯酚、硝基苯、二(2-氯乙基)醚、林丹、六氯環(huán)戊二烯、苯、2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英、丙烯醛和四氯化碳;排序后10的污染物共有13種,分別為:甲苯、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烯、4-硝基苯酚、異佛爾酮、氯苯、一氯甲烷、1,2,4-三氯苯、氯乙烷、2,4,6-三氯苯酚、1,1-二氯乙烷、1,2-二苯肼和鄰苯二甲酸二甲酯。
選擇8個(gè)指標(biāo)時(shí),排序前10的污染物共有12種,分別為:2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英、五氯苯酚、2,4-二硝基甲苯、林丹、丙烯腈、丙烯醛、1,1,2,2-四氯乙烷、三氯乙烯、六氯環(huán)戊二烯、DEHP、4,4'-二氨基聯(lián)苯和2,4-二硝基苯酚;排序后10的污染物共有12種,分別為:萘、鄰苯二甲酸二丁酯、六氯丁二烯、乙苯、異佛爾酮、甲苯、氯苯、1,2,4-三氯苯、氯乙烷、1,1-二氯乙烷、4-硝基苯酚和鄰苯二甲酸二甲酯。
選擇4、6和8個(gè)指標(biāo)時(shí),均排在前10的污染物共有4種,分別為:五氯苯酚、2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英、2,4-二硝基甲苯和林丹。均排在后10的污染物共有7種,分別為:異佛爾酮、4-硝基苯酚、1,2,4-三氯苯、氯苯、氯乙烷、1,1-二氯乙烷和鄰苯二甲酸二甲酯。
2.2.2 不同指標(biāo)篩選結(jié)果相關(guān)性分析
采用證據(jù)權(quán)重法分別選擇4、6和8個(gè)指標(biāo)對(duì)50種污染物進(jìn)行危害性排序,排序在前10的污染物去重后共有20種,排序在后10的污染物去重后共有19種,排序在前10的污染物與排序在后10的污染物中僅有2種污染物重復(fù),為丙烯醛與2,4-二硝基苯酚。
證據(jù)權(quán)重法選擇不同篩選因子排序會(huì)得到不同結(jié)果。對(duì)不同篩選指標(biāo)篩選得到的結(jié)果進(jìn)行斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)分析,結(jié)果見表6。結(jié)果表明:4個(gè)指標(biāo)與6個(gè)指標(biāo)排序結(jié)果、6個(gè)與8個(gè)指標(biāo)排序結(jié)果、4個(gè)與8個(gè)指標(biāo)排序結(jié)果相關(guān)系數(shù)分別為0.7339、0.8334和0.6077。所選指標(biāo)相差數(shù)量少時(shí)相關(guān)性較好,相差數(shù)量多時(shí),相關(guān)性較弱,這種現(xiàn)象與Copeland計(jì)分排序法篩選結(jié)果一致。
表5 證據(jù)權(quán)重法排序結(jié)果Table 5 Ranking results by weight-of-evidence method
綜合2種方法在選擇4個(gè)指標(biāo)時(shí)的排序結(jié)果,排序均在前10的污染物共11種,分別為:2,4-二硝基甲苯、2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英、林丹、苯、三氯乙烯、4,4'-二氨基聯(lián)苯、六氯苯、六氯乙烷、氯丹、五氯苯酚和毒殺芬;排序均在后10的污染物共13種,分別為:1,2,4-三氯苯、2,4-二硝基苯酚、2,4,6-三氯苯酚、異佛爾酮、丙烯醛、一氯甲烷、氯乙烷、1,1-二氯乙烯、氯苯、1,1-二氯乙烷、4-硝基苯酚、1,2-二苯肼和鄰苯二甲酸二甲酯。
綜合2種方法在選擇6個(gè)指標(biāo)時(shí)的排序結(jié)果,排序均在前10的污染物共8種,分別為:2,4-二硝基甲苯、五氯苯酚、1,1,2,2-四氯乙烷、林丹、硝基苯、四氯化碳、二(2-氯乙基)醚和六氯環(huán)戊二烯;排序均在后10的污染物共9種,分別為:1,2-二氯乙烷、1,2,4-三氯苯、2,4,6-三氯苯酚、氯苯、一氯甲烷、氯乙烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二苯肼和鄰苯二甲酸二甲酯。
綜合2種方法在選擇8個(gè)指標(biāo)時(shí)的排序結(jié)果,排序均在前10的污染物共有9種,分別為:2,4-二硝基甲苯、五氯苯酚、丙烯腈、林丹、2,4-二硝基苯酚、2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英、三氯乙烯、六氯環(huán)戊二烯和4,4'-二氨基聯(lián)苯;排序均在后10的污染物共10種,分別為:乙苯、六氯丁二烯、鄰苯二甲酸二丁酯、4-硝基苯酚、甲苯、1,2,4-三氯苯、氯苯、氯乙烷、1,1-二氯乙烷和鄰苯二甲酸二甲酯。
綜合2種方法在不同指標(biāo)數(shù)時(shí)的排序結(jié)果,篩選出排序均在前10的污染物共有3種,為五氯苯酚、2,4-二硝基甲苯和林丹。排列在后10的污染物共有5種,分別為1,2,4-三氯苯、氯苯、氯乙烷、1,1-二氯乙烷和鄰苯二甲酸二甲酯。
分別選擇4、6和8個(gè)指標(biāo)時(shí),Copeland計(jì)分排序法與證據(jù)權(quán)重法所得排序結(jié)果相關(guān)系數(shù)均在0.94以上,具有較好的相關(guān)性(表7)。這說明Copeland計(jì)分排序法與證據(jù)權(quán)重法可用于污染物危害性排序。
表6 證據(jù)權(quán)重法不同指標(biāo)數(shù)排序結(jié)果相關(guān)性Table 6 The correlation of sorting results by weight -of-evidence method with different indexes
表7 Copeland計(jì)分排序法與證據(jù)權(quán)重法的相關(guān)性Table 7 The correlation of results by Copeland score sorting method and weight-of-evidence method
Copeland計(jì)分排序法和證據(jù)權(quán)重法均有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。Copeland計(jì)分排序法優(yōu)勢(shì)在于屬于客觀賦權(quán)法,降低主觀判斷意識(shí),提高準(zhǔn)確性,通過少數(shù)服從多數(shù)的方式,避免權(quán)重問題,不必考慮指標(biāo)是否相關(guān)或是否能相互比較。缺點(diǎn)是弱化了某一指標(biāo)的重要性,且隨物質(zhì)數(shù)量的增多,對(duì)分?jǐn)?shù)相同的物質(zhì)難以更細(xì)致地比較其中的差別[27]。證據(jù)權(quán)重法是主觀賦權(quán)法,應(yīng)用廣泛,運(yùn)行簡(jiǎn)便,能根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置不同權(quán)重,增加或降低某一指標(biāo)的重要性。但權(quán)重的設(shè)置依靠專家判斷,有很強(qiáng)的主觀性[28],增加結(jié)果的不確定性,且注重各個(gè)指標(biāo)的分級(jí)賦分處理。在選用指標(biāo)較少時(shí),不易將物質(zhì)毒性差異區(qū)分開。
在篩選方法的選擇方面,主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法各有優(yōu)勢(shì),且在Copeland計(jì)分排序法與證據(jù)權(quán)重法在運(yùn)用中有極高的相關(guān)性,2類篩選方法均可應(yīng)用在污染物篩選上。以2,4-二硝基甲苯為例,選擇2種方法,在不同指標(biāo)情況下排序時(shí),排序均在前列。2,4-二硝基甲苯不僅在持久性指標(biāo)中分值最高,在其他各項(xiàng)指標(biāo)中也均有不小于1的分值。選擇Copeland計(jì)分排序法與證據(jù)權(quán)重法排序時(shí),2,4-二硝基甲苯除持久性外,在其余各項(xiàng)指標(biāo)中分值并不是最高值,但綜合各項(xiàng)指標(biāo)情況,2,4-二硝基甲苯排序靠前。因此,Copeland計(jì)分排序法與證據(jù)權(quán)重法能綜合考慮各項(xiàng)指標(biāo),賦予整體危害性更大的污染物靠前的排序。
本研究運(yùn)用Copeland計(jì)分排序法和證據(jù)權(quán)重法篩選50種有毒有害大氣污染物時(shí),篩選結(jié)果中持久性有機(jī)污染物(POPs)排序并未全部靠前。在選擇8項(xiàng)篩選指標(biāo)排序時(shí),2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英、五氯苯酚和林丹排序靠前,氯丹、六氯苯、七氯、毒殺芬和六氯丁二烯排序未在前列。原因可能是本研究所用篩選指標(biāo)是根據(jù)大氣污染物對(duì)人體健康或生態(tài)環(huán)境造成危害的程度與方式來(lái)確定的,包括致癌性、生殖毒性、致突變性、急性毒性和急/慢性水生危害等篩選指標(biāo),并根據(jù)各指標(biāo)的分級(jí)情況賦值,綜合考慮排序,而POPs的判定指標(biāo)主要考慮污染物的持久性、生物蓄積性、毒性和遠(yuǎn)距離遷徙能力,兩者篩選指標(biāo)和各指標(biāo)的重要程度不同,所以導(dǎo)致篩選結(jié)果不同。2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英和林丹在致癌性及持久性指標(biāo)中分值最高,其余指標(biāo)分值較低或?yàn)榱?,綜合排序靠前;五氯苯酚除持久性外,部分指標(biāo)所得分值普遍高于其他物質(zhì),因此綜合排序靠前;但氯丹、六氯苯、七氯、毒殺芬和六氯丁二烯除持久性外,其余指標(biāo)分值極低或?yàn)榱?,綜合排序未在前列,且隨指標(biāo)增多排序逐漸靠后。因此,POPs類污染物不宜使用Copeland計(jì)分排序法或證據(jù)權(quán)重法進(jìn)行篩選,而采用“直通車”的方法,直接將該類污染物納入管控名單可能是更好的選擇。
為更精準(zhǔn)地將污染物可能造成危害的嚴(yán)重程度區(qū)分開,可適當(dāng)改進(jìn)篩選方法。針對(duì)證據(jù)權(quán)重法,可根據(jù)物質(zhì)各項(xiàng)危害屬性的相關(guān)性,將部分指標(biāo)結(jié)合統(tǒng)一考慮權(quán)重;此外,在健康危害方面,具有致癌性、致突變性或生殖毒性等慢性毒性的污染物的分值也應(yīng)該高于僅有急性毒性的分值。Copeland計(jì)分排序法,采用少數(shù)服從多數(shù)原則,篩選指標(biāo)的選擇應(yīng)屬于同一水平或互不影響,避免造成僅單項(xiàng)指標(biāo)為高危害的物質(zhì)排序靠后。
根據(jù)國(guó)外污染物篩選原則,我國(guó)在建立有毒有害大氣污染物名錄時(shí),可基于風(fēng)險(xiǎn)理念,結(jié)合我國(guó)污染物環(huán)境賦存情況,從暴露和危害兩方面對(duì)污染物進(jìn)行篩選。如美國(guó)《清潔水法》中篩選優(yōu)先控制污染物時(shí),主要根據(jù)4個(gè)原則[29]:一是優(yōu)先考慮有毒污染物;二是可檢出;三是具有較高檢出率;四是高產(chǎn)量。日本有毒有害大氣污染物在篩選時(shí)主要考慮4條原則[30],一是國(guó)內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)收錄的可能致癌且在國(guó)內(nèi)產(chǎn)出量大的大氣污染物;二是國(guó)外或國(guó)際機(jī)構(gòu)管控的且在國(guó)內(nèi)產(chǎn)出量大的大氣污染物;三是受部分法律管控的可能對(duì)大氣造成污染的物質(zhì);四是由于其他原因通過大氣對(duì)人體健康造成影響的污染物。日本優(yōu)先控制污染物篩選原則[31],一是在工廠周圍或一般環(huán)境中檢測(cè)濃度超過規(guī)定數(shù)值的污染物以及二噁英類污染物;二是國(guó)際癌癥機(jī)構(gòu)中分類為類別1且在國(guó)內(nèi)有檢出的物質(zhì)。污染物存在暴露的可能性才有會(huì)對(duì)人體健康或生態(tài)環(huán)境造成不利影響,可見,篩選因子的選擇除考慮危害指標(biāo)外,暴露情況也需要著重考慮。
在危害篩選指標(biāo)方面,應(yīng)根據(jù)篩選目的及污染物對(duì)人體或環(huán)境造成危害的方式和程度決定。如應(yīng)急污染物篩選指標(biāo)一般考慮腐蝕性、爆炸性和刺激性等指標(biāo),不適用于有毒有害大氣污染物的篩選。美國(guó)《清潔空氣法案》指出通過吸入或其他暴露途徑,對(duì)人體健康造成或可能造成不利影響(包括但不限于已知或可能會(huì)造成致癌、致突變、致畸,導(dǎo)致神經(jīng)毒性,引起生殖功能障礙,或?qū)е录毙曰蚵远拘?或者通過大氣環(huán)境、生物累積、大氣沉降以及其他方式對(duì)環(huán)境造成不利影響的污染物(不包括意外泄漏排放到空氣中的情況),可申請(qǐng)列入有毒有害大氣污染物名錄[26]。由此可知,在有毒有害大氣污染物篩選上,物質(zhì)本身的毒性,如致癌性、致突變性和生殖毒性都是需要著重考慮的篩選指標(biāo);物質(zhì)存在于環(huán)境介質(zhì)中,隨空氣流動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)散,大氣中的污染物可通過干、濕沉降進(jìn)入水體,對(duì)水生生物造成危害,故急性水生危害、長(zhǎng)期水生危害等指標(biāo)也同樣需要考慮。根據(jù)歐盟高關(guān)注度物質(zhì)(Substances of Very High Concern, SVHCs)優(yōu)先性排序規(guī)則,PBT(持久性、生物累積性、毒性物質(zhì))或vPvB(高持久性、生物累積性物質(zhì))的污染物被賦以較高權(quán)重,認(rèn)為污染物能持久存在于環(huán)境中對(duì)人體健康或生態(tài)環(huán)境的威脅更大,表明持久性及生物蓄積性等指標(biāo)也是需要重點(diǎn)考慮的因素。