摘 要
随着中国经济社会的快速发展.由于人口增多、城市化进程加快、资源和能源消耗增长.人民群众对环境改善的诉求增强.中国将面临更为严重的环境挑战.环境基准是国家制订环境标准的科学依据.是国家环境保护、环境管理政策与法律制定的科学基础.我国环境基准研究的长期滞后性已成为制约我国环境标准科学性.以及环境管理部门制订行之有效的应对行动的一个瓶颈.面对环境保护和改善这一重大挑战.必须明确未来环境基准科技发展的总体战略.从前瞻性、战略性和全局性高度对环境基准的发展认真分析.提前部署和科技规划.为我国的环境与生态安全保障提供科技支撑.
自国务院2005年明确提出 “科学确定基准 ”的国家目标以来.国内开展了一系列环境基准的基础性调研工作.但总体来说.我国环境基准研究尚处于起步阶段.环境基准在国家环境保护工作中的法律地位尚未得到明确.我国环境标准体系主要是在参照和借鉴国外发达国家的基准和标准基础上制订的.构建符合我国区域特征和污染控制需要的国家环境基准体系将使我国摆脱参照和借鉴国外环境基准与标准的现状.夯实我国环境质量标准的根基.保障国家环境安全和公众健康.为我国环境标准体系和环境管理体系提供全面有效的科技支撑.科学合理的环境基准体系是实现有效环境监管和环境保护工作的基础.在环境监测与监控、应急事故处置、污染控制和风险管理等方面有着广泛的应用前景.环境基准研究对推动我国环境保护事业的发展.引领国际环保科研领域发展.保障我国社会经济的科学发展将产生重大而深远的影响.
未来经济社会发展和科技发展驱动的科技需求包括 : 1环境质量标准制 /修订. 2环境质量评价. 3环境安全和人体健康保护.
4环境风险管理.
未来环境基准发展将呈现出以下态势 : 1环境基准研究提高环境标准的科学性. 2环境基准研究是环境管理的重大科技需求.
3构建符合中国国情与区域特征的国家环境基准体系. 4环境基准的理论与方法学研究是科学确定基准的根本. 5按照受体和环境介
质开展基准研究. 6化学品和新型污染物的环境基准研究逐渐成为热点. 7多学科、多手段的综合研究是基准研究的主要手段. 8基础性研究和技术支撑平台建设是环境基准研究的根本.
结合国家科技需求和已有的科技发展规划.提出未来环境基准研究的重点研究方向 : 1环境基准的理论与方法学研究. 2环境基准基础数据调查与整编. 3基准目标污染物的筛选甄别和优先排序技术研究. 4生态功能分区体系与技术研究. 5水体营养物基准研究. 6生物测试与毒性评价技术. 7人体暴露评价理论与相关技术研究. 8污染物风险评估技术及其方法学研究. 9环境基准的审核和校对研究. ⑩污染物监测与分析技术研究.
环境基准与标准转化理论及其对环境管理支撑技术研究.
中国至2020年环境基准科技发展路线图的战略实施的总目标是构建比较完善的、符合我国国情和社会经济发展需要的国家环境基准体系.引领国际环境基准及相关环保科研领域发展.为环境保护和社会经济可持续发展提供全面科技支撑.工作分两个阶段完成 :
第一阶段 :系统梳理、消化吸收国外环境基准经验和成果.明确基准研究重点领域.初步形成环境基准的理论与方法学.提出一批国家环境管理工作中迫切需要的环境基准值.构建环境基准框架体系.初步建立环境基准研发和支撑平台.
第二阶段 :形成较为完善的环境基准理论、技术和方法体系.提出能够基本满足环境管理需要的一批环境基准值.形成较为完善的环境基准研发和支撑平台.为环境标准制 /修订、环境质量评价和环境风险管理提供科技支撑.
中国环境基准发展路线图战略将通过以下几个方面建立保障体系.并予以实施 : 1明确环境基准的法律地位.在政策层面予以保障. 2设立重大研究专项.提供稳定经费支持. 3建立多学科环境基准基础研究平台. 4建立国家环境基准综合实验示范区. 5与国外组织建立长期合作关系. 6培育出中国的环境基准人才队伍.
第一章
环境基准概述
环境问题是我国重大民生问题.伴随着社会经济的快速发展.我国环境基准研究的长期缺失已成为制约我国环境标准科学性.以及环境管理部门制订行之有效的应对行动方案的一个瓶颈.构建符合我国区域特点和污染控制需要的环境基准体系研究必须以科学发展观为指导.在全面落实 .国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定(2005年)国家环境保护 “十二五 ”科技发展规划(2011年)以及第七次全国环境保护大会(2011年)精神的基础上.面向国家环境保护重大科技需求和国际科技发展前沿.明确中国环境基准领域未来发展的总体战略.为中国未来公众健康、生态环境安全、社会经济可持续发展提供理论和技术支撑.
环境基准概述 :环境基准是指 “环境介质 (水、土壤和空气 )中的环境要素等对特定保护对象不产生不良或有害效应的最大限值”.环境要素包括物理 (噪声和温度等)、化学 (金属、有机污染物和氮磷营养盐等 )和生物 (细菌和微生物等 )以及其他综合(ｐＨ、碱度、色度、硬度和感官等 )要素.特定保护对象可以是人体健康、生物或生态系统及环境介质的使用功能 (包括饮用水、农业用地、工业用地、渔业用水和休闲娱乐等).主要是依据科学实验和科学判断得出的.环境基准强调 “以人 (生物 )为本 ”及人与自然和谐共处的理念.是科学理论上人与自然 “希望维持的标准”.因此.环境基准是环境保护工作的 “自然控制标准”.也是国家进行环境质量评价、制订环境保护目标与方向的科学依据.
环境基准主要是依据特定对象在环境介质中的暴露数据.以及与环境要素的剂量－效应关系数据.通过科学判断得出的.并反映了环境化学、毒理学、生态学、流行病学、生物学和风险评估等前沿学科领域的最新科研成果.环境基准研究属于自然科学研究范畴.不考虑对于达到此环境限值或浓度的经济效应或技术可行性.不具有法律效力.环境基准是制订环境标准的基础和科学依据.同时也是环境质量评价、环境风险控制及整个环境管理体系的科学基础.
环境基准具有不同类别的内涵.按照环境介质的不同可分为水环境基准、土壤环境基准和空气环境基准等.按照作用对象 (或保护对象 )的不同可分为健康基准 (对人体健康的影响)、生态基准 (对生物及使用功能的影响)、物理基准 (对能见度、气候等的影响)和感官基准 (防止不愉快的异味 )等.根据基准制订的方法学原理的不同又可分为毒理学基准 (包括健康基准和生态基准 )和生态学基准 (包括营养物基准 )(图1￣1).
图1￣1 环境基准的分类
世界发达国家环境基准体系的制订和我国现行的环境标准体系均是以环境介质为主线来进行的.并在此基础上形成了发达国家环境保护法律体系的基本框架.
第一节 水环境基准
水环境基准是指在一定环境条件下保护生物及特定水体使用功能而推荐的定量浓度或叙述性描述.涉及的水体污染物包括重金属、非金属无机物、农药和其他有机物.以及一些水质参数(ｐＨ、色度、浊度和大肠杆菌数量等).水环境基准可分为保护水生生物及其使用功能基准、保护人体健康基准、营养物基准、沉积物质量基准和生物学基准等.
一、保护水生生物及其使用功能基准
保护水生生物及其使用功能基准 (国内有部分学者称其为水生态基准).作为水环境质量基准的核心内容之一.已成为世界各国水环境基准研究的重中之重.与国际上其他发达国家相比.我国保护水生生物及其使用功能的水环境质量基准研究起步较晚.最初仅是对国外资料的收集和整理工作.以及对国外水质基准推导方法的零星论述.此后.我国部分学者也针对我国水域状况及生物区系进行了保护水生生物及其使用功能的水质基准研究:2004年.夏青等在 .水质基准与水质标准 .中介绍了美国水质基准的部分研究内容.张彤等利用我国物种数据推算了丙烯腈水质基准.安伟等研究了壬基酚的种群安全暴露基准.尹大强等(ＹｉｎｅｔAｌ2003ｂ)推导了2.4￣二氯苯酚和2.4.6￣三氯苯酚的水质基准.近年来.王子健研究组按照美国水质基准制定方法筛选了太湖流域的优势物种以及相应的毒性数据.获得了五氯酚、2.4￣二氯酚和2.4.6￣三氯酚等污染物的关键毒理学数据.获得了太湖流域这几种污染物的水生态基准建议值.并比较分析了毒性百分数排序法、蒙特卡罗构建物种敏感度分布曲线法和生态毒理模型法等方法在我国水环境质量基准推导方面的适用性.国内部分学者概括了美国及其他国家保护水生生物水质基准的制定方法和数据要求 (孟伟等.2009.张瑞卿等.2010.汪云岗和钱谊.1998).孟伟、吴丰昌等编制出版的 .水质基准的理论与方法学导论 .和 .美国水质基准制定的方法学指南系统阐释了水质基准的内涵与技术方法体系.曹宇静和吴丰昌(2010)以及闫振广等(2009)研究获得了中国镉的基准最大浓度和基准连续浓度.闫振广等(2011)选择黄颡鱼、青虾等6种我国本土水生生物对硝基苯的急性和慢性生物毒性进行了研究与测试.并结合硝基苯的毒性文献数据综合分析.针对我国特有的生物区系以及水质状况.对保护我国水生生物的硝基苯水质基准进行了研究.这些成果为我国进一步开展水生生物及其使用功能基准研究奠定了良好的基础.
近几年来.国家提出环境基准战略研究.国内众多课题组也相继开展了环境基准的预研究工作.以中国环境科学研究院为依托单位的环境基准与风险评估国家重点实验室在我国较早开展了保护水生生物及使用功能基准研究.在科技部“973”项目的支持下.启动了水环境基准的研究.以湖泊为例.系统地总结了当下水生生物及其使用功能的理论和方法学.初步建立了具有我国区域特点的湖泊水环境质量基准理论、技术和方法体系.提出了我国湖泊水环境质量基准的 “三性 ”(科学性、基础性和区域性 )原则.指出了环境暴露、效应识别和风险评估是基准研究的3个关键环节.同时.根据中国生物区系和水环境特征.得到典型有机污染物 ———硝基苯的水生生物及其使用功能基准值.以及重金属镉、铜和锌的水生生物及其使用功能基准值.在国家重大水专项的支持下.国家水专项子课题 “流域水环境质量基准与标准技术研究”.以辽河和太湖流域为主要研究对象.初步提出了具有生态分区差异性的水生生物基准制订方法技术体系.在国家环境保护公益性行业重大科研专项的支持下.2010年启动了 “我国环境基准技术框架体系及典型案例预研究”.开展我国环境基准体系中长期路线图及典型案例预研究.这些工作对我国水环境基准研究领域的发展起到了积极的作用.
近些年.我国对保护水生生物及其使用功能基准的研究成果汇总如表1￣1所示.
表1￣1 中国和美国部分污染物水生生物水质基准比较
中国基准 /(μｇ /Ｌ)美国基准 /(μｇ /Ｌ)
污染物
急性基准慢性基准急性基准(ＣＭＣ)慢性基准(ＣＣＣ)锌 (吴丰昌等.2011ｂ)89 7034 50120120镉 (吴丰昌等.2011ｃ.闫振广等.2009)210~730021~0232025铜 (吴丰昌等.2011)30 094412 09汞 (张瑞卿等.2012)1743046714077硝基苯 (吴丰昌等.2011ｄ)572 0114 03145878丙烯腈 (张彤和金洪钧.1997A)2156575 — —硫氰酸钠 (张彤和金洪钧.1997ｂ)1350253 — —乙腈 (张彤和金洪钧.1997ｃ)1145000413000 — —2.4￣二氯酚(ＹｉｎｅｔAｌ 2003ｂ)1250212 — —2.4.6￣三氯酚(ＹｉｎｅｔAｌ 2003A)1010226 — —五氯酚(ＬｅｉｅｔAｌ 2010)2531915氨氮 (闫振广等.2011)403~3890066 4~3920299~5700037 1~2240三丁基锡 (穆景利.2010)043 .0002 .042 .00074 .
注:—表示没有获得相关数据表示海水水生生物水质基准
总的来说.我国保护水生生物及其使用功能基准研究比较零星.既没有适合我国区域特点的水质基准理论和方法体系.又缺乏大量支持污染物生态方面的毒理学数据.因此亟需开展适合我国区域特
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