章污染生態(tài)風險評價

1第十章污染生態(tài)風險評價2生態(tài)風險評價是生態(tài)毒理學的前沿領(lǐng)域之一，是一個預(yù)測人類活動對不同水平的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響可能性的過程。美國EPA(1992)定義為：生態(tài)風險評價是研究一種或多種壓力形成或可能形成的不利生態(tài)效應(yīng)的可能性的過程。它應(yīng)用數(shù)學、計算機等技術(shù)手段，結(jié)合生態(tài)毒理學等多學科研究結(jié)果，預(yù)測污染物對生態(tài)系統(tǒng)的有害影響。3第一節(jié)環(huán)境污染與生態(tài)風險一、環(huán)境激素與其他化學品污染問題1.環(huán)境激素最近幾年，環(huán)境激素問題開始引起世界關(guān)注，西方國家將其與臭氧層破壞及溫室效應(yīng)相提并論。環(huán)境激素的污染范圍廣、影響大，直接威脅人類和動物的生存、生長和發(fā)育。關(guān)于環(huán)境激素的影響不斷有新的發(fā)現(xiàn)和報道，特別是針對于某種生物，但是很少有對其進行綜合的生態(tài)風險評價。4

引發(fā)生態(tài)風險的重要源頭是化學品的環(huán)境危害?；瘜W品廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和人們生活中，而其中被研究的只有幾百種，僅局限于致畸、致癌方面，有關(guān)內(nèi)分泌、代謝和遺傳的方面不多。在人們?nèi)粘Ｋ佑|的大量化學品中，如抗氧化劑、洗滌劑、塑料制品等，它們含有環(huán)境激素，對生物體內(nèi)的正常激素功能產(chǎn)生影響。2.化學品5

生態(tài)風險就是生態(tài)系統(tǒng)及其組分所承受的風險。是指在一定區(qū)域內(nèi)，具有不確定性的事故或災(zāi)害對生態(tài)系統(tǒng)及其組分可能產(chǎn)生的作用。這些作用的結(jié)果可能導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的損傷，從而危及生態(tài)系統(tǒng)的安全和健康。二、生態(tài)風險及其特點6

生態(tài)風險除了具有一般意義上“風險”的涵義外，還具有如下特點：不確定性；危害性；內(nèi)在價值性；客觀性。7第二節(jié)風險評價的生態(tài)毒理學基礎(chǔ)一、概述生態(tài)風險評價是一門多學科交叉的知識與技術(shù)，它包括環(huán)境化學、生物學和生態(tài)毒理學。其目的是使用有效的毒理學與生態(tài)學信息，估計有害的生態(tài)事件發(fā)生的可能性。生態(tài)風險評價不僅僅局限于對化學物質(zhì)影響的評價，還包括其他內(nèi)容。目前有關(guān)化學品的生態(tài)風險評價工作占主要地位。8化學品生態(tài)風險評價的過程實際上就是對毒性試驗結(jié)果以及環(huán)境污染狀況的比較和解釋。某種化學物質(zhì)在環(huán)境中要產(chǎn)生危害，必須具備兩個條件：①它本身具有對生物產(chǎn)生傷害的性質(zhì)，也就是屬于“有毒”或“有害”的特性；②它在環(huán)境中的量必須達到一定水平，而且與生物發(fā)生接觸并被吸收，而導(dǎo)致生物的不良效應(yīng)。二、毒理學數(shù)據(jù)的作用9圖1.化學品對水生生物生態(tài)風險評價決策樹污染源排放利用模型預(yù)測化學品水環(huán)境暴露濃度（EEC）進行魚（f）、浮游動物（c）、藻類（a）的毒性試驗，獲得LC50或EC50研究長期毒性風險指數(shù)（Q）=EEC/LC50(EC50)Q(f,c)>0.1,Q(a)>0.3Q(f,c)≤0.001,Q(a)≤0.0030.001<Q(f,c)≤0.1,0.003<Q(a)≤0.3高風險低風險計算t時間后的環(huán)境暴露濃度EEC（0，t）進行慢性毒理實驗，觀測不可見效應(yīng)濃度（NOEC）計算Q=EEC(0,t)/NOECQ>0.1Q≤0.0010.001<Q≤0.001高風險低風險中等風險10第三節(jié)生態(tài)風險評價及其程序一、生態(tài)風險評價的發(fā)展史生態(tài)風險評價是近十幾年逐漸興起并得到發(fā)展的一個研究新領(lǐng)域。在20世紀70年代，各工業(yè)化國家的環(huán)境管理政策是“零風險”的環(huán)境管理。在進入80年代后，產(chǎn)生了風險管理。風險管理觀念著重權(quán)衡風險級別與減少風險的成本，著重解決風險級別與一般社會所能接受的風險之間的關(guān)系。生態(tài)風險評價為風險管理提供科學依據(jù)和技術(shù)支持，因而得到了迅速發(fā)展。11（1）環(huán)境影影響評價價環(huán)境影響響評價(environmentalimpactassessment，EIA)是對某項項人類活活動將來來所可能能產(chǎn)生的的環(huán)境影影響(環(huán)境質(zhì)量量變化)進行的預(yù)預(yù)測和評評估。目的：為為全面規(guī)規(guī)劃、合合理布局局、防治治污染和和其他公公害提供供科學依依據(jù)。目前在進進行項目目開發(fā)或或工程建建設(shè)時，，都要求求進行環(huán)環(huán)境影響響評價。。(一)環(huán)境影響響評價與與環(huán)境風風險評價價12環(huán)境風險險評價，，是對某某建設(shè)項項目或區(qū)區(qū)域開發(fā)發(fā)行為誘誘發(fā)的災(zāi)災(zāi)害以及及自然災(zāi)災(zāi)害，對對人體健健康、經(jīng)經(jīng)濟發(fā)展展、工程程設(shè)施、、生態(tài)系系統(tǒng)等可可能帶來來的損失失進行識識別、度度量和管管理。這些災(zāi)害害具有一一個重要要的特點點—不確定性性。環(huán)境風險險評價就就是要對對這些具具有不確確定性的的災(zāi)害事事件可能能造成的的環(huán)境后后果，及及可能給給人類造造成的損損失進行行度量和和評價。。根據(jù)環(huán)境境風險評評價中的的風險承承受者(即風險受體體)的不同，可可以分為對人的健康康風險評價價(healthriskassessment)和對生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)的生態(tài)風風險評價(ecologicalriskassessment)。（2）環(huán)境風險險評價13生態(tài)風險評評價(ecologicalriskassessment，ERA)是評價所有有人類活動動對生態(tài)系系統(tǒng)可能帶帶來的影響響，它主要要研究各種種災(zāi)害(包括環(huán)境污污染)對生態(tài)系統(tǒng)及及其組分的的可能影響響。這一研究從從關(guān)注人類類本身擴展展到生態(tài)系系統(tǒng)，對環(huán)環(huán)境整治、、自然保護護和生物多多樣性保護護等都具有有重要意義義。(二)生態(tài)風險評評價14二、生態(tài)風風險評價的的程序受體分析建立評價目目標（終點點），確定定存在問題題危害分析即接觸-效應(yīng)分析，，就是根據(jù)據(jù)危害識別別確定的主主要有害物物質(zhì)、評價價受體、評評價終點，，研究在不不同暴露水水平下，受受體影響或或暴露的危危害效應(yīng)暴露分析暴露分析主主要包括兩兩方面的內(nèi)內(nèi)容：一方方面是分析析進入環(huán)境境的有害物物質(zhì)的遷移移轉(zhuǎn)化過程程，以及在在不同環(huán)境境介質(zhì)中的的分布和歸歸趨；另一一方面是受受體的暴露露途徑、暴暴露方式和和暴露量風險表征風險表征是是危害分析析和暴露分分析的綜合合，它表示示有毒有害害化學品對對生物個體體、種群、、群落或生生態(tài)系統(tǒng)是是否存在不不利影響(危害)，以及這種種不利影響響(危害)出現(xiàn)的可能能性判斷和和大小的表表達風險管理綜合其他標標準（經(jīng)濟濟、法律和和社會的）），制定防防止或減少少環(huán)境危害害的措施圖2生態(tài)風險評評價程序圖圖15(一)問題的提出出(受體分析)ERA要考慮個體體、種群、、群落和生生態(tài)系統(tǒng)等等若干層次次的不良效效應(yīng)。ERA的關(guān)鍵問題是確定要保保護的目標標和對象，，即評價終終點。ERA的終點分為為評價終點點和度量終終點。16評價終點是環(huán)境價值值，指要保保護的對象象及ERA的目標或焦焦點。評價終點的的樣本包括括瀕危物種種的保護(如大熊貓、、白鰭豚)、有經(jīng)濟價價值的資源源保護(如各類漁場場)，或水質(zhì)(特別是飲用用水水源)的保護。在選擇評價價終點時，，Suter建議遵循以以下標準：：①社會重要意義；②生物重要意義；③意意義明確的的可操作性定義；④預(yù)預(yù)測和度量量的可評價性；⑤危險的的可疑性。17度量終點是生態(tài)學效效應(yīng)的表征征過程中實際用到的終點。在某些情況況下，評價價和度量終終點可能是是相同的。。如果評價終終點是某一一瀕危物種種，那么，，度量它們們可能是不切實際的，因此可可選取與這這個物種密密切相關(guān)或或相似的物物種作為替替代種和度度量終點。。Suter推薦下列條條件作為終點的標準準：①可預(yù)測測性和響應(yīng)應(yīng)；②易度度量；③適適當?shù)母蓴_擾尺度；④④適當?shù)慕咏佑|途徑；；⑤適當?shù)牡亩虝簞討B(tài)態(tài)；⑥較低低的自然變變異；⑦所所度量效應(yīng)應(yīng)的表征；；⑧可廣泛泛的應(yīng)用；；⑨標準的的度量；⑩⑩包括現(xiàn)存存的數(shù)據(jù)。。18接觸-效應(yīng)分析，，是根據(jù)危危害識別確確定的主要要有害物質(zhì)質(zhì)、評價受受體、評價價終點，研研究在不同同的暴露水水平下，受受體響應(yīng)或或暴露的危危害效應(yīng)。。有許多評價價危害的度度量方法，，首先進行行的往往是是對死亡影響響的實驗，主主要是通過過急性毒性實實驗。單個種的測測定并不能能用于評價價生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)的影響，，因此要選選擇適當?shù)牡奶娲N，，鑒別出直直接和間接接的影響，，再通過外推方法進行進一步步的評價。。選擇的替代代種應(yīng)是自自然界存在在物種的代代表，替代代種的選擇擇首先考慮慮的是這些些種易于培培養(yǎng)、敏感感、容易獲獲得，并且且有現(xiàn)成的的數(shù)據(jù)庫。。(二)危害分析(接觸-效應(yīng)分析、、危害評價價、生態(tài)危危險)191)資料調(diào)研，調(diào)查、收收集與所研研究內(nèi)容有有關(guān)的暴露露劑量-效應(yīng)方面的的資料。2)方案設(shè)計，根據(jù)評價價終點設(shè)計計實驗方案案。3)進行實驗。4)結(jié)果分析，要求提供供與某種可可接受的生生態(tài)效應(yīng)相相應(yīng)的有害害物質(zhì)的劑劑量或濃度度閾值，或或提供劑量量-效應(yīng)、濃度度-效應(yīng)、時間間-劑量-效應(yīng)、或時時間-濃度-效應(yīng)等關(guān)系系。5)外推分析，有三種不不同性質(zhì)的的外推：一一種是根據(jù)據(jù)同類有害害物質(zhì)已有有的實驗資資料和已建建立的外推推關(guān)系；一一種是把實實驗室分析析建立的關(guān)關(guān)系外推到到自然環(huán)境境或生態(tài)系系統(tǒng)中；還還有一種是是由一類終終點的分析析結(jié)果外推推到另一類類終點。接觸-效應(yīng)分析的的主要程序序包括：20暴露分析主主要包括兩兩方面的內(nèi)內(nèi)容：一方方面是分析析進入環(huán)境境的有害物物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化過過程，以及在不不同環(huán)境介介質(zhì)中的分布和歸趨趨；另一方面面是受體的的暴露途徑徑、暴露方方式和暴露露量。最主要的信信息是受體體接觸量的的大小、時時間選擇和和持續(xù)時間間。對于還沒有有釋放到環(huán)環(huán)境中的物物質(zhì)，用模型模擬方方法進行預(yù)預(yù)測。對環(huán)境中中已存在的的物質(zhì)，用用環(huán)境分析方方法進行監(jiān)監(jiān)測，理想的方方法是模擬擬和監(jiān)測結(jié)結(jié)合起來。。(三)暴露分析211)有害物質(zhì)生生態(tài)過程分分析。了解解化學物質(zhì)在環(huán)境中的的遷移、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化和歸宿宿的主要過過程和機制制。2)建立模型。。首先，選選擇或建立立模擬有害害物質(zhì)在環(huán)環(huán)境中的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)歸過程的的數(shù)學模型或或其他物理理模型，并確定模型參數(shù)的的種類和估估算方法；其次，借借助計算機機研究模型型方程的計計算方法；；最后，校校驗?zāi)Ｐ?，，選擇獨立立于模型參參數(shù)估算使使用過的資資料和其他他實例資料料進行驗證證。3)轉(zhuǎn)歸分析。。利用計算算機數(shù)學模模型和污染染源強資料料，分析有有害物質(zhì)在在環(huán)境中的的轉(zhuǎn)歸過程和和時空分布布結(jié)果。4)暴露分析。。包括暴露露途徑分析析、暴露方方式分析和和暴露量計計算。暴露分析包包括以下幾幾個步驟：：22風險表征是是危害分析和和暴露分析析的綜合，它表示有有毒有害化化學物質(zhì)對對生物個體體、種群、、群落或生生態(tài)系統(tǒng)是是否存在不不利影響(危害害)和這這種種不不利利影影響響(危害害)出現(xiàn)現(xiàn)的的可可能能性性判判斷斷和和大大小小的的表表達達。。1．風風險險表表征征內(nèi)內(nèi)容容確定定表表征征方方法法：根根據(jù)據(jù)評評價價項項目目的的性性質(zhì)質(zhì)、、目目的的和和要要求求，，確確定定風風險險表表征征的的方方法法。。綜合合分分析析：主主要要比比較較暴暴露露與與劑劑量量-效應(yīng)應(yīng)、、濃濃度度-效應(yīng)應(yīng)關(guān)關(guān)系系，，分分析析暴暴露露量量相相應(yīng)應(yīng)的的生生態(tài)態(tài)效效應(yīng)應(yīng)，，即即風風險險的的大大小小。。不確確定定性性分分析析：分分析析整整個個評評價價過過程程中中產(chǎn)產(chǎn)生生不不確確定定性性的的環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)，，不不確確定定性性的的性性質(zhì)質(zhì)及及其其在在評評價價過過程程中中的的傳傳播播，，如如有有可可能能，，對對不不確確定定性性的的大大小小進進行行定定量量的的評評價價。。風險險評評價價結(jié)結(jié)果果描描述述：對對評評價價進進行行文文字字、、圖圖表表的的陳陳述述。。(四)風險險表表征征23風險險表表征征的的方方法法分分為為定性性風風險險表表征征和定量量風風險險表表征征兩種種。。定性性風風險險表表征征要要回回答答的的問問題題是是有無無不不可可接接受受的的風風險險，以以及及風險險屬屬于于什什么么性性質(zhì)質(zhì)，便便于于管管理理和和決決策策者者做做出出進進一一步步的的決決定定，，一一般般不不需需要要復(fù)復(fù)雜雜的的數(shù)數(shù)學學模模型型。。定量量風風險險表表征征不不但但有有無無不不可可接接受受的的風風險險及及風風險險的的性性質(zhì)質(zhì)，，而而且且要要從從定量量角角度度給出出風風險險值值的的大大小小。。2．風風險險表表征征方方法法24定性性的的風風險險表表征征只只是是定定性性地地描描述述風風險險，，用用““高高””、、““中中””、、““低低””等等描描述述性性語語言言表表達達，，或或者者說說明明有有無無不不可可接接受受的的風風險險。。主要要方方法法:專家家判判斷斷法法風險險分分級級法法敏感感環(huán)環(huán)境境距距離離法法比較較評評價價法法(1)定性性風風險險表表征征25定量量風風險險表表征征要要給給出出不不利利影影響響的的概概率率，，它它是是受受體體暴暴露露于于有有害害環(huán)環(huán)境境，，造造成成不不利利后后果果的的可可能能性性的的度量。常用不利事事件出現(xiàn)的的后果的數(shù)學期望值值來估算，風風險(R)等于事件出出現(xiàn)的概率率(P)和事件后果果或嚴重性性(S)的乘積：R=P×S。在實際評價價時，常用用的方法有有商值法、連續(xù)法、外外推誤差法法、錯誤樹法、層次分析法法和系統(tǒng)不確定定性分析等。其中，，最普遍(2)定量風險表表征26第四節(jié)生生態(tài)風險險評價的發(fā)發(fā)展一、生態(tài)風風險評價展展望美國環(huán)保局局1996年制定出生生態(tài)風險評評估準則，，指出了ERA的研究方向向從傳統(tǒng)的的人類健康康風險評估估擴展到包包括氣候變變化、生物物多樣性喪喪失、多種種化學品對對生物影響響的風險評評估?，F(xiàn)在，ERA的研究重點點主要放在在生態(tài)系統(tǒng)對對環(huán)境干擾擾的敏感性性上。分子生態(tài)學學能從本質(zhì)質(zhì)上說明生物在自然然界的變化化，今后必將將在生態(tài)風風險評估研研究中發(fā)揮揮重要作用用。航空遙感、、衛(wèi)星數(shù)據(jù)據(jù)和GIS等技術(shù)的應(yīng)應(yīng)用，為生生態(tài)風險評評價提供了了更為科學和精確的手段。27生態(tài)風險評評價的未來來發(fā)展方向向?qū)⒅饕性谝韵孪聨讉€方面面：1)評價終點的的選擇取向向群落和生態(tài)系統(tǒng)水平。這種種評價終點點更復(fù)雜，，但是在生生態(tài)學上更更真實，因因為它反映映了群落之之間、生物物與環(huán)境之之間相互作作用的復(fù)雜雜性。2)生物物種的的選擇集中中于瀕危和較敏感物種。3)模擬生態(tài)系統(tǒng)的的毒性試驗是野外群落落毒性試驗驗和單種室室內(nèi)毒性試試驗的過渡渡，模擬生生態(tài)系統(tǒng)的的空間尺度度、生物數(shù)數(shù)量、多樣樣性和物理理控制是需需要解決的的問題。284)各種模型被用于生態(tài)態(tài)風險研究究，生物效效應(yīng)模型與與遷移、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化模型和和暴露模型型的銜接。。污染毒性性效應(yīng)預(yù)測測模型有很很大的發(fā)展展，尤其是是在數(shù)據(jù)的的獲取和驗驗證方面。。5)系統(tǒng)的彈性(恢復(fù)能力)和耐受性是污染影響響評價的合合適指標。。6)如何減少不確定定性因素，加強對群群落生態(tài)系系統(tǒng)水平風風險預(yù)測模模型(包括模擬模模型和數(shù)值值模型)的研究和改改進。29區(qū)域生態(tài)風風險評價是是在區(qū)域尺度上上描述和評估估環(huán)境污染染、人為活活動或自然然災(zāi)害對生生態(tài)系統(tǒng)及及其組分產(chǎn)產(chǎn)生不利作作用的可能能性和大小小的過程。。目的在于為區(qū)域域風險管理理提供理論論和技術(shù)支支持。與單一地點點的生態(tài)風風險評價相相比，區(qū)域域生態(tài)風險險評價所涉涉及的環(huán)境境問題(包括自然和和人為災(zāi)害害)的成因以及及結(jié)果都具具有區(qū)域性。區(qū)域生態(tài)風風險評價主主要研究較大范圍的區(qū)域中各各生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)所承受的的風險。(一)區(qū)域生態(tài)風風險評價30比較風險評評價就是將將健康風險險評價與生生態(tài)風險評評價結(jié)合起來評估環(huán)環(huán)境問題及及其對人類類健康和生生態(tài)系統(tǒng)的的影響，適適用于對與污染源相相關(guān)的風險進行行分類。廣義上，比比較風險評評價是通過過參與方式將公眾意見見融入決策策，讓公眾眾更深刻地地了解環(huán)境境問題。比較風險評評價已在美美國使用。。在比較風險險評價過程程中，政府府、企業(yè)、、環(huán)境部門門的代表及及普通公眾眾和科學家家、技術(shù)專專家協(xié)同工工作，確定定最重要的的環(huán)境問題題、評價風風險、開發(fā)發(fā)污染控制制和預(yù)防的的優(yōu)先戰(zhàn)略。(二)比較風險評評價311)范圍。廣義義的比較風風險評價范范圍針對三三個方面：：人類健康康、生態(tài)系系統(tǒng)和生命命質(zhì)量，分分析對象從某一特定的的有毒有害害化學品到到全球性問問題(如氣候變變化、破破壞臭氧氧層物質(zhì)質(zhì)的排放放等)或環(huán)境部部門業(yè)務(wù)務(wù)范圍外外的內(nèi)容容，如食食品安全全、發(fā)展展模式等等。2)效益。比比較風險險評價影影響數(shù)據(jù)編輯輯、數(shù)據(jù)分析析、環(huán)境風險險分類和環(huán)境管理理戰(zhàn)略，促使各各地區(qū)出出臺新的的立法處處理高風風險問題題。促使政府府機構(gòu)重重新分配配內(nèi)部預(yù)算算。比較風險險評價可可使基金金保管人人更透徹徹地了解解項目。。總體來說說，與國國家級相相比，比比較風險險評價的的作用在地方上對環(huán)境行行動計劃劃的制定定更有效效。323)程序。比比較風險險評價分分風險比比較和分分類、戰(zhàn)戰(zhàn)略分析析和優(yōu)先先性確定定兩個階段段。組成人員員一般分分為3個委員會會：技術(shù)術(shù)工作組組或負責責研究和和風險分分析的咨咨詢專家家、負責責政府和和公眾聯(lián)聯(lián)絡(luò)的公公眾咨詢詢委員會會代表(職責為確確定和分分析風險險問題，，對最終終風險分分類并制制定戰(zhàn)略略)、監(jiān)督指指導(dǎo)委員員會。4)公眾參與與。公眾眾參與是是比較風風險評價價程序最重要和和最有價價值的一個特特點。公公眾意見見分三個個層次：：參與評評價程序序、接受受信息源源和信息息、支持持項目。。33(一)外推方法法生態(tài)風險險評價是是一個外外推過程程，已提提出的外外推法主主要有：：美國EPA法和Log-Logistic概率統(tǒng)計計外推模模型。1.美國EPA法美國EPA法采用最最早提出出的Sloff方法，該該方法是是利用大量急性性數(shù)據(jù)進進行回歸歸分析，推測對對環(huán)境有有害影響響的濃度度。二、計算算生態(tài)風風險的新新方法34Kooijman(1987)提出了一一種新的的外推法法，用單一毒物物暴露于于多種生生物種間間的模型，，并將不不確定性性歸于試驗種族族的數(shù)目目限制，而而且給出出了一個個安全評價價因子。此模型型假定生生態(tài)系列列中生物物種的LC50值的概率率分布為為一連續(xù)續(xù)對稱的的Log-Logistic分布，并并認為最敏感種種具有最最低的LC50值。方法是是首先設(shè)設(shè)置保護護水平，，然后利利用概率率分布模模型來計計算在此此種保護護水平下下的安全全濃度。。由于此方方法用最最敏感種種族作為為保護水水平，因因而給出出了一個個偏小的安全評評價因子子，計算算結(jié)果偏低、過保護。2．Log-Logistic比概率統(tǒng)統(tǒng)計外推推模型35個體水平平、種群群水平或或生態(tài)系系統(tǒng)水平平的毒理理學終點點被用于于各種污污染物效效應(yīng)的評評估。目前，廣廣泛采納納的是低濃度水水平的終點，，因為測測定的技技術(shù)方法法相對簡簡單、迅迅速和廉廉價。種群以上上水平的的終點檢檢測過程程復(fù)雜、、解釋較較困難；；但生態(tài)態(tài)真實性性較高，，它包括括了生物物與生物物之間、、生物與與非生物物之間的的相互作作用。以低濃度度水平的的生物終終點來預(yù)預(yù)測高濃濃度水平平污染變變化是一一個難以以解決的的問題(二)終點的確確定36生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)組成上上的終點點能提供供重要的的數(shù)據(jù)用用于風險險分析，，受到脅脅迫的群群落結(jié)構(gòu)構(gòu)的變化化反映了了環(huán)境條條件的改改變，常常用的指指標有豐度、生物量等。多變量分分析是生態(tài)系系統(tǒng)中強強有力的的工具，，它得到到迅速發(fā)發(fā)展并被被成功應(yīng)應(yīng)用于各各類環(huán)境境污染問問題。多變量分分析把生物學與與環(huán)境條條件結(jié)合在一一起，得得出與環(huán)環(huán)境因子子相適應(yīng)應(yīng)的生物物群落結(jié)結(jié)構(gòu)，揭揭示群落落變異的的環(huán)境梯梯度，使使得對生生態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)的解釋釋提高到到因果分分析的水水平。多變量分分析技術(shù)術(shù)分為分類和排序兩大類。。1．生態(tài)系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)終點37分類是較常用用的多變變量分析析技術(shù)。。首先，，產(chǎn)生一一個相似似矩陣，，大多數(shù)數(shù)生物研研究有這這樣的數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)，然后后，根據(jù)據(jù)相似性性將樣本本聚類。。廣泛使使用的相相似性指指數(shù)是Bary-curti指數(shù)(D)：式中：X1和X2為樣本1和2的第j個物種的的豐度；；S為物種數(shù)數(shù)。根據(jù)據(jù)相似矩矩陣編繪繪分支圖圖，尋找找環(huán)境控控制因子子。38排序的原理是是將數(shù)據(jù)據(jù)集合中中的方差差分解成成導(dǎo)出因因子，沿沿2個以上的的因子軸軸線排列列樣本?！，F(xiàn)在已有有將環(huán)境境因子和和生物數(shù)數(shù)據(jù)放在在同一空空間來定定位的排排序技術(shù)術(shù)，如對對應(yīng)分析析等。群落的相相似性及及排序研究是對對結(jié)構(gòu)-污染關(guān)系系的高級級分析技技術(shù)，它它可以解解析污染的群群落效應(yīng)應(yīng)，十分適適于風險險評價，，但技術(shù)術(shù)方法較較復(fù)雜。。分類與排排序都使人們們對生態(tài)態(tài)系統(tǒng)中中的生物物群落產(chǎn)產(chǎn)生一個個識別模模式，排排序的主主觀性低低于分類類，但有有時無生生態(tài)學解解釋。一一般認為為排序適于于處理連連續(xù)性分分布的群群落數(shù)據(jù)據(jù)，而分類適適于剛性性群落。有時候候，將分分類與排排序組合合起來使使用會產(chǎn)產(chǎn)生更好好的結(jié)果果。39生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)的功能能是指能能流通過過系統(tǒng)的的類型和和數(shù)量在風險分分析中較較有前途途的功能能終點是是代謝和物物種聚集集速率。對控制群落代代謝的關(guān)鍵因因子，目前認認為主要是水水中的可生物降解物物質(zhì)和溫度。2．生態(tài)系統(tǒng)功功能終點40在種群水平的的污染脅迫反應(yīng)主要考慮物種種的存活、分分布、年齡結(jié)結(jié)構(gòu)、生理、、行為和遺傳傳適應(yīng)等。一般在此營養(yǎng)養(yǎng)水平上，選選擇某幾個物物種作為目標終點。在物種的選擇擇上，經(jīng)濟價值和人文價值均為參考的要要素。尤其要注意生生態(tài)系統(tǒng)的功能集合中關(guān)關(guān)鍵的物種，它們對穩(wěn)定定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)與功能都有有決定性作用用。3．種群水平的的終點41急性毒性試驗驗廣泛地用于估估計排放廢水水對種群的毒毒性。根據(jù)試驗污染染物的性質(zhì)，，急性毒性試試驗分為靜態(tài)、半靜態(tài)和直流式，時間為48h或96h，用LC50(半數(shù)致死濃度度)表達。為了估計低濃濃度長期毒作作用，亞急性性毒性試驗和和慢性毒性試試驗是備選的的程序。終點可以是生生長率、致畸畸率、產(chǎn)卵率率、孵化時間間等。血相分分析和行為異異常也可作為為亞急性終點點。在這些指指標中，生長率(r)是最普遍的終終點。42生物化學指標標如酶、血液分分析等可以提提供反映毒作作用機理的終終點，與呼吸吸等生理指標標一樣，可以以成為早期報報警的指標。。行為改變是另一類亞急急性終點，它它對生物棲息息地的保護有有特殊的意義義，同時能夠夠發(fā)現(xiàn)一些生生物偏愛問題題，即生物行行為變得遲鈍鈍、逃避捕食食的能力下降降。遺傳變異可作為污染脅脅迫的報警終終點。已經(jīng)有有證據(jù)表明：：生物對污染染脅迫的反應(yīng)應(yīng)有時并不表表現(xiàn)在存活、、生長、繁殖殖等常用的指指標中，而是是以遺傳變異異來適應(yīng)污染染脅迫的改變變。這方面的的終點有動物物細胞微核千千分率、姐妹妹染色體交換換試驗及近年年來發(fā)展的DNA損傷檢測等。。43使用任何一種種評價技術(shù)都會產(chǎn)生一些不確定性性，絕大部分分技術(shù)不能依依靠技術(shù)本身身來修正、消消除這種不確確定性。不確定性的來源有污染排放、、暴露變異性性和物種敏感感性三個方面面。解決的方法有有修正系數(shù)、、統(tǒng)計概率和和MenteCarlo模擬技術(shù)，其其中目前廣泛泛使用的是修正系數(shù)；而對于復(fù)雜雜的不確定性性，數(shù)模方法法及MenteCarlo技術(shù)更有前途途。(三)不確定性441．污染排放變變化這種變化可由由適當?shù)娜雍驮囼灧椒椒ㄟM行處理，不不同的采樣技技術(shù)用于不同同的毒物反應(yīng)應(yīng)測定。2．暴露變異性性這類變異性是是由廢水和受受納水體兩者者流速變化引起的，也存存在于獨立參參數(shù)中。背景毒物水平平、pH值、懸浮物、、硬度和溫度度都對暴露評評估產(chǎn)生影響響。有兩種方法處理這類問題：一一種是簡單地地估計一個最最壞條件，它它產(chǎn)生于受納納水體典型的的最低流量；；另一種是現(xiàn)現(xiàn)場測試和采采用室內(nèi)模擬擬的方法。目目前在室內(nèi)對對潮汐、溫度度、鹽的模擬擬已經(jīng)實現(xiàn)，，為后一種方方法的采用提提供了技術(shù)。。453．敏感種的差差異當物種暴露于于特定毒物時時，敏感種與與不敏感種之之間存在幾個個數(shù)量級的毒性反應(yīng)差距距。由于測試種種未必是最敏敏感種，所以以排放物毒件件試驗需要在不同物種間間進行。在平衡實驗驗費用和減少少不確定性的的條件下，確確定試驗生物物種數(shù)。46化學品的生態(tài)態(tài)風險評價，，就是確定某某種化學品從從生產(chǎn)、運輸輸、消耗，直直至最終進入入環(huán)境的整個個過程中，對對生態(tài)系統(tǒng)造造成危害的可可能性和嚴重重性?；瘜W品的ERA主要是以化學學品毒性的風險評評價為主，即研究究化學品正常常排放和暴露露(通過大氣、飲飲水、食物、、接觸等途徑徑)所引起的環(huán)境境污染對生態(tài)態(tài)系統(tǒng)引起的的危害。在化學品的評評估中，政治治、經(jīng)濟、法法律因素極大大地影響著化化學品的立法法。不同國家或國國際組織根據(jù)據(jù)其具體條件件，對化學品品的風險管理理可能制定不不同的措施和和標準。低劑量長期暴暴露化學品的生態(tài)效應(yīng)問問題比過去更更為受到重視視。三、化學品的的生態(tài)風險評評價47第五節(jié)五五氯酚對水生生生態(tài)系統(tǒng)的的風險評價研研究五氯酚(pentachlorophenol，PCP)是一種重要的的有機化工原原料，常用作作防腐劑、殺殺蟲劑、除草草劑和殺菌消消毒劑等?！队卸净瘜W品的的健康與安全全指南》中將其列為劇劇毒品，被美美國EPA列為優(yōu)先檢測測污染物和潛潛在致癌物，，也是我國的的優(yōu)先監(jiān)測污染染物。國內(nèi)關(guān)于五氯氯酚的研究大大多集中在其其毒性作用，在環(huán)境介質(zhì)質(zhì)中的檢測和和人體接觸研研究，還沒有有五氯酚環(huán)境激素作用的報道，，也沒有進行行生態(tài)風險評價價的系統(tǒng)研究。。48水體中天然存存在的微生物物可以降解有有機污染物，，有機污染物物在水體中的的生物降解過過程與水中溶溶解氧的變化化存在一定的的關(guān)系，應(yīng)用用溶解氧法測測定五氯酚在在天然水體的的生物降解速速率，時間(t)與BOD的關(guān)系為：由上式計算出出的生物降解解速率為0.012/h。一、五氯酚的的暴露評價49由于水體中微微生物的降解解作用，污染染物在水中的的濃度隨時間間而下降。應(yīng)應(yīng)用基質(zhì)濃度法，得出污染物物濃度與時間間的關(guān)系為：：由上式計算出出的生物降解解速率為0.016／h。結(jié)果表明，，五氯酚在該水水體中在一定定程度上可以以被生物降解解。50通過五氯酚對對大型蚤蛻皮皮影響的試驗驗，可以認為為五氯酚具有有干擾大型溞內(nèi)內(nèi)分泌的作用用，也就是環(huán)環(huán)境激素的作作用。五氯酚對大大型蚤蛻皮的的抑制作用表表現(xiàn)為蛻皮時時間的延遲。。用前人的毒性性數(shù)據(jù)作為參參考。五氯酚酚對水生生物物具有高毒性性，1mg/L以下的五氯酚酚就可以對無無脊椎動物和和魚產(chǎn)生不利利影響，藻類類對五氯酚也也非常敏感。。二、五氯酚的的危害評價51(一)單種生物風險險表征魚Odonthestesregia的Q值在0.001～0.1之間，需要進進一步評價。。通過外推法法獲得NOEC。采用美國EPA安全因子法，，NOEC的外推值為實實測的LC50除以1000，得出：為高風險三、五氯酚對對水生生態(tài)系系統(tǒng)的風險表表征52僅僅用單種生生物評價化學學品對水環(huán)境境的毒性是不不足夠的，需需選擇代表食食物鏈關(guān)系的的多物種來表示群落水水平的生物效效應(yīng)。這些物物種包括：初初級生產(chǎn)者(藻類)、初級消費者者(水浮游動物)和捕食者(魚)。在95％置信限下，，Kooijman提出外推公式式：式中：Xm為不同物種的的平均lnLC50或lnEC50；Sm為Xm的標準偏差；；HCS為95％物種的安全全閾值；Kk為常量，由物物種數(shù)量決定定。m＝20時，為2.06。(二)水生生物群落落風險評價53應(yīng)用綜合水生生生物系統(tǒng)模模型(comprehensiveaquaticsystemmodel,CASM)，選擇10種浮游植物、、5種浮游動物、、3種雜食魚和2種肉食魚，它它們的毒性數(shù)數(shù)據(jù)(LC50/EC50)源自Miyamoto(1998)。計算結(jié)結(jié)果：Xm=5.231,Sm=0.636；lnHCS=5.23l-2.18×0.636=3.85;HCS=46.76μg/L；Q=EEC/HCS=0.092/47.00=0.0019。依據(jù)歐盟盟評價現(xiàn)現(xiàn)存化合合物技術(shù)術(shù)指南，，在兩個個營養(yǎng)層層次獲得得數(shù)據(jù)。。安全因因子取50，則：Q=0.0019×50=0.095，0≤Q≤0．1，為潛在在風險。。結(jié)果表明明，水中的五五氯酚對對水生生生物群落落有潛在在風險。54利用商值值法在個個體水平平評價對對單種水水生生物物的風險險，五氯氯酚對柵柵藻、蛋蛋白核小小球藻、、大型溞溞、輪蟲蟲、鯉科科金魚的的風險為為低風險，對Odonthestesregia(魚)的風險為為高風險。以群落和和生態(tài)系系統(tǒng)為受受體的風風險評價價才是最終的研研究目標標，應(yīng)用水水生生物物群落模模型，選選擇代表表食物鏈鏈關(guān)系的的初級生生產(chǎn)者(藻類)、初級消消費者(浮游動物物)和次級消消費者(魚)，在群落落水平研研究污染染物對水水環(huán)境的的生態(tài)毒毒理效應(yīng)應(yīng)，結(jié)果果為：五氯酚對對水生生生物群落落具有潛潛在風險險。55第六節(jié)抗抗生素素問題一、抗生生素概況況抗生素是是指由細細菌、真真菌或其其他微生生物在生生活過程程中所產(chǎn)產(chǎn)生的具具有抗病病原體或或其他活活性的物物質(zhì)。主要是從從微生物物培養(yǎng)液液中提取取或者合合成、半半合成來來制造。目前種類類達幾千千