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文檔簡介
中華人民共和國國家生態(tài)環(huán)境標準
HJ1260—2022
海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)技術(shù)指南(試行)
Technicalguidelineforderivingwaterqualitycriteriaformarineorganisms
(ontrial)
本電子版為正式標準文本,由生態(tài)環(huán)境部環(huán)境標準研究所審校排版。
HJ1260—2022
前言
為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》,指導(dǎo)和規(guī)范海洋生物水
質(zhì)基準的推導(dǎo),制定本標準。
本標準規(guī)定了海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)的一般性程序、方法與技術(shù)要求。
本標準的附錄A~附錄E為資料性附錄。
本標準為首次發(fā)布。
本標準由生態(tài)環(huán)境部法規(guī)與標準司組織制訂。
本標準主要起草單位:國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心、中國環(huán)境科學(xué)研究院、閩江學(xué)院。
本標準生態(tài)環(huán)境部2022年7月18日批準。
本標準自2022年7月18日起實施。
本標準由生態(tài)環(huán)境部解釋。
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海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)技術(shù)指南(試行)
1適用范圍
本標準規(guī)定了海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)的一般性程序、方法與技術(shù)要求。
本標準適用于單一化學(xué)污染物的海洋生物水質(zhì)基準的推導(dǎo)。
本標準不適用于高生物累積性污染物的海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)。
2規(guī)范性引用文件
本標準引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本標準。
凡是未注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本標準。
GB/T1.1標準化工作導(dǎo)則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則
GB/T7714信息與文獻參考文獻著錄規(guī)則
GB17378.7海洋監(jiān)測規(guī)范第7部分:近海污染生態(tài)調(diào)查和生物監(jiān)測
GB/T18420.2海洋石油勘探開發(fā)污染物生物毒性第2部分:檢驗方法
GB/T21807化學(xué)品魚類胚胎和卵黃囊仔魚階段的短期毒性試驗
GB/T21854化學(xué)品魚類早期生活階段毒性試驗
GB30980海洋傾倒物質(zhì)評價規(guī)范疏浚物
GB/T34666.1水質(zhì)基準數(shù)據(jù)整編技術(shù)規(guī)范第1部分:污染物含量
GB/T34666.2水質(zhì)基準數(shù)據(jù)整編技術(shù)規(guī)范第2部分:水生生物毒性
HJ831淡水生物水質(zhì)基準推導(dǎo)技術(shù)指南
HY/T147.5海洋監(jiān)測技術(shù)規(guī)程第5部分:海洋生態(tài)
ISO10253水質(zhì)海洋藻類生長抑制試驗骨條藻和三角褐指藻(Waterquality—marinealgal
growthinhibitiontestwithSkeletonemasp.andPhaeodactylumtricornutum)
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本標準。
3.1
水質(zhì)基準waterqualitycriteria
水環(huán)境中的污染物或有害因素對人群健康或水生態(tài)系統(tǒng)不產(chǎn)生有害影響的最大濃度或水平。
3.2
海洋生物水質(zhì)基準waterqualitycriteriaformarineorganisms
海水環(huán)境中的污染物或有害因素對海洋生物及其生態(tài)功能不產(chǎn)生有害影響的最大濃度或水平。
3.3
水生生物短期水質(zhì)基準short-termwaterqualitycriteriaforaquaticorganisms,SWQC
對水生生物及其生態(tài)功能不產(chǎn)生急性有害影響的水體中污染物或有害因素的最大濃度或水平。
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3.4
水生生物長期水質(zhì)基準long-termwaterqualitycriteriaforaquaticorganisms,LWQC
對水生生物及其生態(tài)功能不產(chǎn)生慢性有害影響的水體中污染物或有害因素的最大濃度或水平。
3.5
生物富集因子bioconcentrationfactor,BCF
當試驗的吸收階段達到穩(wěn)態(tài),或無法達到穩(wěn)態(tài)的情況下最長暴露至60天時,受試生物(或特定組
織)中受試物濃度與試驗介質(zhì)中該受試物濃度之比。
3.6
高生物累積性污染物verybioaccumulativepollutants
生物富集因子高于5000的污染物。
3.7
物種敏感度分布speciessensitivitydistribution,SSD
描述不同物種由于生活史、生理構(gòu)造、行為特征和地理分布等的不同,對某一污染物的敏感性差異
遵循的概率分布規(guī)律。
3.8
半數(shù)致死濃度medianlethalconcentration,LC50
引起一組受試生物中50%的個體死亡的污染物濃度。
3.9
x%效應(yīng)濃度x%effectconcentration,ECx
引起一組受試生物中x%的個體產(chǎn)生某種效應(yīng)(如生長率、孵化率抑制等)的污染物濃度。
3.10
最低觀察效應(yīng)濃度lowestobservedeffectconcentration,LOEC
與對照相比,對受試生物產(chǎn)生某種顯著效應(yīng)(如生長率、孵化率抑制等)的最低污染物濃度。
3.11
無觀察效應(yīng)濃度noobservedeffectconcentration,NOEC
與對照相比,對受試生物未產(chǎn)生某種顯著效應(yīng)(如生長率、孵化率抑制等)的最高污染物濃度。
3.12
最大容許毒物濃度maximumacceptabletoxicantconcentration,MATC
在規(guī)定的暴露條件下,某種污染物對受試生物不引起有害作用的最高濃度,數(shù)值為NOEC和LOEC
的幾何平均值。
3.13
急性毒性值acutetoxicityvalue,ATV
短期暴露條件下某種污染物的毒性值。
3.14
慢性毒性值chronictoxicityvalue,CTV
長期暴露條件下某種污染物的毒性值。
3.15
同效應(yīng)急性值acutevalueforthesameeffect,AVE
某種污染物對同一受試物種的某類急性毒性效應(yīng)(一般分為生長和存活兩類)的多組毒性值的幾何
平均值。
3.16
同效應(yīng)慢性值chronicvalueforthesameeffect,CVE
某種污染物對同一受試物種的某類慢性毒性效應(yīng)(一般分為生長、繁殖和存活三類)的多組毒性值
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的幾何平均值。
3.17
x%物種危害濃度hazardousconcentrationforx%ofspecies,HCx
根據(jù)物種敏感度分布,受影響物種的累積頻率達到x%時的污染物濃度,即(100-x)%的物種免受
影響的污染物濃度。
3.18
評估因子assessmentfactor,AF
由有限物種毒性外推到生態(tài)系統(tǒng)過程中產(chǎn)生的不確定性的安全因子。
4基準推導(dǎo)程序
海洋生物水質(zhì)基準的推導(dǎo)包括方案制定、數(shù)據(jù)獲取、基準推導(dǎo)、不確定性分析、報告編制和質(zhì)量保
證與質(zhì)量評價,推導(dǎo)流程圖見圖1。
方案制定
質(zhì)量保證與質(zhì)量評價
數(shù)據(jù)獲取
基準推導(dǎo)
不確定性分析
報告編制
圖1海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)流程圖
5方案制定
5.1明確工作要求
基準推導(dǎo)工作開始之前,熟悉基準推導(dǎo)的一般工作程序,明確基準推導(dǎo)的內(nèi)容和要求。
5.2熟悉背景資料
熟知目標污染物的生態(tài)環(huán)境問題(如賦存形態(tài)、環(huán)境行為、生物毒性及作用機制和水環(huán)境暴露濃度
等),以及國內(nèi)外相關(guān)水質(zhì)基準的研究進展。
5.3確定數(shù)據(jù)來源
確定基準推導(dǎo)相關(guān)數(shù)據(jù)的來源、檢索方案、數(shù)據(jù)篩選與評價原則,以及開展補充生物毒性試驗或?qū)?/p>
施現(xiàn)場調(diào)查的必要性和要求。
5.4明確技術(shù)要點
熟悉SSD模型擬合的原理、基準推導(dǎo)軟件的使用、基準確定與表述等各步驟的技術(shù)要點,必要時
還需要確定毒性數(shù)據(jù)的校正模型等。
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5.5了解編制要求
了解基準推導(dǎo)技術(shù)報告的框架及各章節(jié)大致內(nèi)容和編制要求。
5.6確定工作方案
完成上述要求,并經(jīng)充分征求生態(tài)環(huán)境管理相關(guān)方的意見和專家論證后確定工作方案。
6數(shù)據(jù)獲取
6.1數(shù)據(jù)獲取程序
數(shù)據(jù)獲取主要包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)篩選和數(shù)據(jù)評價3個步驟,流程圖見圖2。
數(shù)據(jù)收集
污染物污染物理化污染物水環(huán)污染物受試生物相關(guān)水質(zhì)
基本信息特性數(shù)據(jù)境暴露數(shù)據(jù)毒性數(shù)據(jù)信息參數(shù)數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)篩選
試驗設(shè)計受試物受試生物暴露條件數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)評價
無限制可靠數(shù)據(jù)限制性可靠數(shù)據(jù)不可靠數(shù)據(jù)不確定數(shù)據(jù)
滿足最少毒
否補充數(shù)據(jù)
性數(shù)據(jù)需求
是
基準推導(dǎo)
圖2海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)數(shù)據(jù)獲取流程圖
6.2數(shù)據(jù)收集
6.2.1數(shù)據(jù)需求
收集的數(shù)據(jù)包括以下類別:
a)污染物基本信息。包括物質(zhì)名稱、分子式、化學(xué)物質(zhì)登記號(CAS號)、用途等;
b)污染物固有的理化特性數(shù)據(jù)。包括熔點、沸點、溶解度、蒸氣壓、辛醇-水分配系數(shù)、化學(xué)平
衡常數(shù)、半衰期等;
c)污染物海水環(huán)境暴露數(shù)據(jù)。包括采樣信息、樣品分析信息、海水水質(zhì)參數(shù)等;
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d)污染物對海洋生物的毒性數(shù)據(jù)。包括試驗方法、暴露方式、暴露濃度、試驗設(shè)計、暴露時間、
毒性效應(yīng)終點、效應(yīng)指標、效應(yīng)濃度等;
e)受試生物信息。包括受試生物的中文學(xué)名、常用名、拉丁名、分類地位、生活習(xí)性、棲息地特
征、地理分布區(qū)域等;
f)對污染物毒性有影響的我國海域水質(zhì)參數(shù)的數(shù)據(jù)。包括鹽度、溫度、pH、溶解氧、溶解有機
碳含量等,同時應(yīng)包含監(jiān)測時間、監(jiān)測站位等。
收集數(shù)據(jù)時可參照使用附錄A。
6.2.2數(shù)據(jù)來源
數(shù)據(jù)來源主要包括:
a)有明確數(shù)據(jù)來源的國內(nèi)外生物毒性數(shù)據(jù)庫;
b)經(jīng)同行評議公開發(fā)表的文獻或報告;
c)國家政府部門發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù);
d)經(jīng)專家判斷可靠的其他來源數(shù)據(jù);
e)在基準推導(dǎo)過程中補充測試的物種(參見但不限于附錄B)毒性數(shù)據(jù)。
6.3數(shù)據(jù)篩選
6.3.1受試物種篩選
用于基準推導(dǎo)的受試物種應(yīng)滿足以下要求:
a)受試物種一般能反映我國海洋生物(包括浮游生物、游泳生物、底棲生物等)區(qū)系特征,能代
表我國河口、沿?;蚺c海洋環(huán)境類似的鹽湖或鹽田等自然水體中不同營養(yǎng)級及其關(guān)聯(lián)性,或具
有重要經(jīng)濟價值或娛樂用途;
b)受試物種能夠被馴養(yǎng)、繁殖并獲得足夠的數(shù)量,優(yōu)先選擇能夠從國家級種質(zhì)資源庫、權(quán)威學(xué)術(shù)
科研機構(gòu)或具有相關(guān)資質(zhì)的機構(gòu)獲取的受試物種;或在某一海域范圍內(nèi)有充足的資源,確保有
個體均勻的群體可供試驗;
c)受試物種對污染物應(yīng)具有較高的敏感性及毒性反應(yīng)的一致性;
d)污染物對受試物種的毒性效應(yīng)有標準的測試方法或測試方法較為成熟;
e)受試物種在人工馴養(yǎng)、繁殖時能保持遺傳性狀穩(wěn)定;
f)當采用野外捕獲物種進行毒性測試時,應(yīng)通過專業(yè)的物種鑒定準確識別物種,并確保采用的生
物個體未曾接觸過目標污染物;
g)外來入侵物種不應(yīng)作為受試物種(參見附錄C),除附錄C中所列物種外,其他對我國海洋生
態(tài)系統(tǒng)有明確危害的海洋生物也不應(yīng)作為受試物種;
h)對于我國珍稀或瀕危物種、特有物種,應(yīng)根據(jù)國家野生動物保護的相關(guān)法律法規(guī)選擇性使用作
為受試物種;
i)微生物(微藻除外)不應(yīng)作為受試物種。
6.3.2毒性數(shù)據(jù)篩選
毒性數(shù)據(jù)分類
篩選時根據(jù)不同的毒性效應(yīng)終點對毒性數(shù)據(jù)進行分類,主要包括以下類別:
a)急性毒性數(shù)據(jù)一般分為生長(體重、體長、生長率、生物量等)和存活(存活率、死亡率)兩
類,效應(yīng)指標包括EC50和LC50等;
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b)慢性毒性數(shù)據(jù)一般分為生長(體重、體長、生長率、生物量等)、繁殖(孵化率、孵化時間、
性別比等)和存活(存活率、死亡率)三類,效應(yīng)指標包括EC10、EC20、MATC、NOEC、LOEC、
EC50和LC50等。
試驗設(shè)計要求
試驗設(shè)計一般遵循如下原則:
a)試驗設(shè)計應(yīng)依據(jù)國家或國際標準毒性測試方法(GB17378.7、GB30980、GB/T18420.2、
GB/T21807、GB/T21854、HY/T147.5、ISO10253等),其次可參考其他標準組織或國家的相
關(guān)文獻,否則應(yīng)對試驗設(shè)計進行詳細說明;
b)試驗應(yīng)設(shè)置空白對照組,必要時需設(shè)置陽性對照組;應(yīng)盡量避免使用助溶劑或分散劑,如需使
用,則應(yīng)設(shè)置溶劑對照組,其濃度一般不超過0.1mL/L,且在所有容器中濃度保持一致,同時
助溶劑或分散劑不能對試驗結(jié)果有顯著影響;
c)試驗組濃度應(yīng)按照標準毒性測試方法的要求進行設(shè)定,急性毒性試驗濃度間隔系數(shù)(幾何級數(shù))
一般不超過2.2,慢性毒性試驗濃度間隔系數(shù)(幾何級數(shù))一般不超過3.2;
d)急、慢性毒性試驗應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的平行,平行數(shù)量一般按照受試生物標準毒性測試方法的相
關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
受試物要求
受試物一般遵循如下原則:
a)應(yīng)明確受試物的準確名稱及CAS號,當受試物為無機鹽時,應(yīng)說明試驗結(jié)果的受試物化學(xué)形
態(tài)或名稱;
b)受試物純度一般大于95%,否則應(yīng)進行專家判斷,并根據(jù)受試物純度對試驗數(shù)據(jù)進行校正或
采用以受試物表征的實測濃度。
受試生物要求
受試生物一般遵循如下原則:
a)應(yīng)說明受試生物的拉丁名、開展暴露試驗的生命階段、來源(實驗室、養(yǎng)殖基地、野外),野
外獲取的應(yīng)說明獲取物種的具體地理位置;
b)試驗開始前,應(yīng)將受試生物在試驗條件下進行馴養(yǎng),標準受試生物在馴養(yǎng)期間的死亡率應(yīng)符合
測試方法要求,非標準受試生物的馴養(yǎng)死亡率應(yīng)≤10%。
暴露條件要求
暴露條件一般遵循如下原則:
a)對于高揮發(fā)性、易于水解或降解的受試物,應(yīng)使用實測濃度毒性數(shù)據(jù);對于其他物質(zhì)可以使用
實測濃度或理論濃度數(shù)據(jù),但在未使用助溶劑/分散劑或使用理論濃度的情況下,受試物的暴
露濃度應(yīng)低于其水中溶解度;
b)試驗系統(tǒng)應(yīng)符合受試生物的生存特點,水質(zhì)條件應(yīng)根據(jù)受試生物的生存要求穩(wěn)定在一定范圍內(nèi),
溶解氧飽和度應(yīng)大于60%;
c)試驗稀釋用水應(yīng)采用過濾后的天然海水或人工海水;
d)毒性試驗系統(tǒng)的生物負荷應(yīng)符合標準毒性測試方法的規(guī)定;
e)在急性毒性試驗期間,一般受試生物無需喂食,糠蝦類生物除外;
f)急性毒性試驗可采用流水式、半靜態(tài)或靜態(tài)暴露方式,慢性毒性試驗一般使用流水式或半靜態(tài)
暴露方式,微藻一般適合靜態(tài)或半靜態(tài)暴露方式;
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g)對于急性毒性試驗,微藻的暴露時間一般不大于24h,輪蟲一般不大于48h,其他海洋生物(如
大型藻類、環(huán)節(jié)動物、軟體動物、節(jié)肢動物、棘皮動物、脊索動物等)一般不大于96h(詳見
附錄D中表D.1);
h)對于慢性毒性試驗,微藻的暴露時間一般不少于3d,輪蟲一般不少于4d,枝角類一般不少于
5d,其他生命周期較短的海洋生物一般不少于7d,生命周期較長的海洋生物一般不少于21d
(詳見附錄D中表D.2)。
數(shù)據(jù)分析要求
數(shù)據(jù)分析一般遵循如下原則:
a)對照組的生長率(如藻類)、死亡率(如魚類、貝類等)或活動抑制率(如浮游動物)等變化
范圍應(yīng)符合標準毒性測試方法的規(guī)定,對照組微藻在72h內(nèi)的生長率通常不應(yīng)低于16倍,動
物存活率通常應(yīng)≥90%;
b)應(yīng)選用與生物生長、繁殖、存活等具有生態(tài)相關(guān)性的毒性效應(yīng)終點相關(guān)的試驗數(shù)據(jù),不應(yīng)使用
與組織、細胞或分子水平等個體以下水平的毒性效應(yīng)終點相關(guān)的試驗數(shù)據(jù);
c)針對不同的效應(yīng)指標應(yīng)選擇相應(yīng)的統(tǒng)計分析方法,并詳細說明統(tǒng)計學(xué)參數(shù),試驗結(jié)果應(yīng)具有統(tǒng)
計學(xué)意義;
d)當同一物種的同一毒性終點試驗數(shù)據(jù)之間相差10倍以上時,結(jié)合專業(yè)判斷剔除離群值,當無
法判斷離群值時,棄用全部相關(guān)數(shù)據(jù);必要時也可使用適用的統(tǒng)計方法判斷離群值。
數(shù)據(jù)優(yōu)先性
判斷數(shù)據(jù)優(yōu)先性時一般遵循如下原則:
a)效應(yīng)指標:急性毒性數(shù)據(jù)通常為LC50或EC50,不區(qū)分優(yōu)先性;慢性毒性數(shù)據(jù)的優(yōu)先性為EC10
>EC20>MATC>NOEC>LOEC>EC50>LC50;
b)生命階段:對于急性毒性數(shù)據(jù),明確報道物種暴露初始生命階段的數(shù)據(jù)>未報道物種暴露初始
生命階段的數(shù)據(jù),相對敏感生命階段毒性數(shù)據(jù)>相對不敏感生命階段毒性數(shù)據(jù);對于慢性毒性
數(shù)據(jù),全生命周期>部分生命周期>單一生命階段;
c)受試物溶液濃度化學(xué)分析情況:實測濃度毒性數(shù)據(jù)>理論濃度暴露毒性數(shù)據(jù)。
d)暴露方式:流水式暴露毒性數(shù)據(jù)>半靜態(tài)暴露毒性數(shù)據(jù)>靜態(tài)暴露毒性數(shù)據(jù);
對于某組數(shù)據(jù),當不同的數(shù)據(jù)優(yōu)先性判定原則出現(xiàn)交叉時,一般按照效應(yīng)指標、生命階段、溶液濃
度實測情況、暴露方式的順序,結(jié)合專家經(jīng)驗綜合確定數(shù)據(jù)優(yōu)先性,判斷為非優(yōu)先的數(shù)據(jù)不能用于推導(dǎo)
基準。
6.4數(shù)據(jù)評價
6.4.1評價內(nèi)容
對篩選后的毒性數(shù)據(jù)進行評價,評價內(nèi)容包括:
a)一般使用國際標準、國家標準或行業(yè)標準毒性測試方法開展測試;
b)對于使用非標準毒性測試方法的測試,所用試驗方法應(yīng)科學(xué)合理;
c)試驗過程和試驗結(jié)果的描述應(yīng)詳細;
d)毒性數(shù)據(jù)一般應(yīng)包括幼體等相對敏感生命階段。
6.4.2最少毒性數(shù)據(jù)需求
用于海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)的海洋受試物種應(yīng)涵蓋生產(chǎn)者、初級消費者和次級消費者3個營養(yǎng)級,
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以及以下門類中的至少5科8種:
a)微藻或大型藻類(如硅藻、金藻、綠藻、紅藻等)中的1科;
b)節(jié)肢動物門甲殼類(如對蝦科、鹵蟲科、猛水蚤科、蜾蠃蜚科、方蟹科等)中的2科;
c)脊索動物門硬骨魚類(如牙鲆科、鰈科、鯛科、鰕虎魚科、怪頜鳉科等)中的1科;
d)其他生物門類,如軟體動物門(如貽貝科、牡蠣科、簾蛤科、鮑科等)、環(huán)節(jié)動物門(如沙蠶
科等)、棘皮動物門(如長海膽科、球海膽科、刺參科等)、輪蟲動物門(如臂尾輪科等)等中
的1科,或是甲殼類和硬骨魚類中未使用的1科。
6.4.3評價結(jié)果
數(shù)據(jù)可靠性
依據(jù)數(shù)據(jù)可靠性評價,將毒性數(shù)據(jù)分為4類:
a)無限制可靠數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)產(chǎn)生過程完全符合標準毒性測試方法;
b)限制性可靠數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)產(chǎn)生過程不完全符合a)中試驗準則,但試驗程序翔實、可靠,有充足
的證據(jù)證明數(shù)據(jù)可用;
c)不可靠數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)產(chǎn)生過程與a)中試驗準則有沖突或矛盾,試驗設(shè)計不科學(xué),沒有充足的證
據(jù)證明數(shù)據(jù)可用,試驗過程不能令人信服或不為專家所接受;
d)不確定數(shù)據(jù):沒有提供足夠的試驗細節(jié),無法判斷數(shù)據(jù)可靠性。
可靠性數(shù)據(jù)不足時處理方式
無限制可靠數(shù)據(jù)和限制性可靠數(shù)據(jù)可用于推導(dǎo)基準,當可靠數(shù)據(jù)不滿足6.4.2時,應(yīng)開展相應(yīng)的生
態(tài)毒理學(xué)試驗補充毒性數(shù)據(jù),可以使用但不限于本標準推薦的受試物種(參見附錄B)。一般使用幼體
等相對敏感生命階段的受試物種開展試驗,試驗方法參見國際標準、國家標準或行業(yè)標準毒性測試方法
或文獻。
7基準推導(dǎo)
7.1推導(dǎo)程序
采用SSD法推導(dǎo)海洋生物水質(zhì)基準,利用適宜的模型對物種敏感度的分布進行擬合后,計算出能
保護95%生物的污染物濃度,經(jīng)評估因子外推后獲得基準,包括毒性數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型擬合與評價、
物種危害濃度確定和基準定值等步驟,推導(dǎo)程序見圖3。
8
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滿足最少毒
否補充數(shù)據(jù)
性數(shù)據(jù)需求
是
數(shù)據(jù)校正是毒性受水質(zhì)參數(shù)影響
否
SSD法推導(dǎo)短期、長期基準
AVE計算CVE計算
lgAVE計算lgCVE計算
SSD模型擬合
正態(tài)分布模型邏輯斯諦分布模型
擬合優(yōu)度評價
最優(yōu)擬合模型
物種危害濃度計算
短期基準定值長期基準定值
圖3海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)程序
7.2毒性數(shù)據(jù)預(yù)處理
7.2.1海水水質(zhì)參數(shù)對污染物生物毒性的影響分析
分析并確定影響污染物毒性效應(yīng)的主要海水水質(zhì)參數(shù),如鹽度、溫度、pH、溶解氧或溶解有機碳
等。根據(jù)污染物的理化特性和毒性研究結(jié)果構(gòu)建模型,以水質(zhì)參數(shù)或其對數(shù)等轉(zhuǎn)換形式為自變量x,以
對應(yīng)的毒性值或其對數(shù)等轉(zhuǎn)換形式為因變量y,進行回歸分析,確定水質(zhì)參數(shù)對污染物毒性的影響。當
水質(zhì)參數(shù)對污染物毒性影響顯著且影響規(guī)律明確時,須建立或利用相關(guān)模型對毒性數(shù)據(jù)進行校正。
7.2.2同效應(yīng)急性值的計算
分物種將EC50作為生長類ATV,將LC50作為存活類ATV,分別代入公式(1)計算各物種的生長
9
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類AVE和存活類AVE。
m
AVEi,k=ATVi,k,1×ATVi,k,2×…×ATVi,k,m(1)
式中:AVE——同效應(yīng)急性值,μg/L或mg/L;
i——某一物種,無量綱;
k——急性毒性效應(yīng)種類,一般分為生長類和存活類,無量綱;
m——ATV數(shù)量,個;
ATV——急性毒性值,μg/L或mg/L。
取生長類AVE和存活類AVE中數(shù)值較小的AVE納入后續(xù)計算,如果只獲得1個AVE,則直接納
入后續(xù)計算。
7.2.3同效應(yīng)慢性值的計算
對于從同一暴露試驗中獲得的某物種某個毒性效應(yīng)的NOEC和LOEC,將NOEC和LOEC代入公
式(2)計算獲得該物種該效應(yīng)的MATC。
MATCi,z=NOECi,z×LOECi,z(2)
式中:MATC——最大容許毒物濃度,μg/L或mg/L;
NOEC——無觀察效應(yīng)濃度,μg/L或mg/L;
LOEC——最低觀察效應(yīng)濃度,μg/L或mg/L;
i——某一物種,無量綱;
z——某一毒性效應(yīng),無量綱。
每類慢性效應(yīng)(分類見)作為一類同效應(yīng)指標用于計算同效應(yīng)慢性值。
分物種按不同效應(yīng)類別(生長或繁殖)將慢性毒性數(shù)據(jù)(MATC、NOEC、LOEC、EC10、EC20和
EC50等,其優(yōu)先序見的規(guī)定)作為生長類或繁殖類CTV,將LC50作為存活類CTV,分別代入
公式(3)計算各物種的生長類CVE、繁殖類CVE和存活類CVE。
n
CVEi,j=CTVi,j,1×CTVi,j,2×…×CTVi,j,n(3)
式中:CVE——同效應(yīng)慢性值,μg/L或mg/L;
i——某一物種,無量綱;
j——慢性毒性效應(yīng)種類,一般分為生長類、存活類和繁殖類,無量綱;
n——CTV數(shù)量,個;
CTV——慢性毒性值,μg/L或mg/L。
如果獲得多個CVE,則取最小的CVE納入后續(xù)計算,如果只獲得1個CVE,則直接納入后續(xù)計算。
7.2.4同效應(yīng)急性值和同效應(yīng)慢性值的對數(shù)轉(zhuǎn)換
將納入計算的AVE和CVE分別取常用對數(shù),得到lgAVE和lgCVE。
7.3模型擬合與評價
7.3.1累積頻率計算
將lgAVE和lgCVE分別從小到大進行排序,確定其秩次R(毒性值最小的秩次為1,次之秩次為2,
依次排列,如果有兩個或兩個以上物種的毒性值相同,將其任意排成連續(xù)秩次),分別計算物種的急性
和慢性累積頻率FR,計算方法見公式(4)。
10
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R
1f
FR=×100%(4)
+1
式中:FR——累積頻率;?
R——毒性值的秩次,無量綱;
f——頻數(shù),指毒性值秩次R對應(yīng)的物種數(shù),個;
N——所有頻數(shù)之和,個。
7.3.2模型擬合
分別以lgAVE和lgCVE作為自變量x,以對應(yīng)的累積頻率FR為因變量y,利用正態(tài)分布模型和邏
輯斯諦分布模型進行SSD模型擬合,擬合軟件推薦使用“國家生態(tài)環(huán)境基準計算軟件物種敏感度分布
法”1。
7.3.3模型評價
根據(jù)模型擬合優(yōu)度評價參數(shù)評價模型的擬合度,評價參數(shù)包括:
a)均方根誤差(RMSE):RMSE越接近于0,表明模型擬合的精確度越高;
b)概率P值(Anderson-Darling檢驗):P>0.05,表明擬合通過A-D檢驗,模型符合理論分布。
根據(jù)擬合優(yōu)度評價結(jié)果,結(jié)合專業(yè)判斷,在P>0.05的擬合模型中,選擇RMSE最小的模型作為
最優(yōu)擬合模型。最優(yōu)擬合模型得出的曲線應(yīng)與參與擬合的數(shù)據(jù)點吻合良好,確保根據(jù)擬合的SSD曲線
外推得出的水質(zhì)基準在統(tǒng)計學(xué)上具有合理性和可靠性。
7.4物種危害濃度確定
7.4.1確定方法
依據(jù)確定的最優(yōu)擬合模型,取y值為某一累積頻率數(shù)值,計算獲得對應(yīng)的x值,則x的反對數(shù)(10x)
為對應(yīng)的物種危害濃度。
7.4.2危害濃度的種類和用途
計算的物種危害濃度包括累積頻率分別為5%、10%、25%、50%、75%、90%和95%時對應(yīng)的長期
和短期物種危害濃度HC5、HC10、HC25、HC50、HC75、HC90和HC95,其中HC5用于基準定值,其他物
種危害濃度供管理決策參考。
7.5基準定值
利用公式(5)和公式(6)進行基準外推,分別計算獲得短期和長期水質(zhì)基準。
SHC
SWQC=5(5)
SAF
式中:SWQC——水生生物短期水質(zhì)基準,μg/L或mg/L;
SHC5——基于急性毒性數(shù)據(jù)推導(dǎo)的5%物種危害濃度,μg/L或mg/L;
SAF——水生生物短期水質(zhì)基準的評估因子,無量綱。
1國家生態(tài)環(huán)境基準專家委員會.國家生態(tài)環(huán)境基準計算軟件物種敏感度分布法[CP/OL].
/ywgz/fgbz/hjjzgl/mxrj/.
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LHC
LWQC=5(6)
LAF
式中:LWQC——水生生物長期水質(zhì)基準,μg/L或mg/L;
LHC5——基于慢性毒性數(shù)據(jù)推導(dǎo)的5%物種危害濃度,μg/L或mg/L;
LAF——水生生物長期水質(zhì)基準的評估因子,無量綱。
AF(SAF或LAF)的數(shù)值根據(jù)推導(dǎo)基準所用數(shù)據(jù)的數(shù)量、受試物種涵蓋范圍和數(shù)據(jù)擬合分布等情
況綜合確定,一般取值為2~5。當有效毒性數(shù)據(jù)包括的物種數(shù)量大于15時,AF一般取值為2;有效
毒性數(shù)據(jù)包括的物種數(shù)量小于等于15時,AF一般取值為3。特殊情況下(如藻類所占比例超過50%、
SSD曲線尾部擬合較差等)由專家判斷確定。
7.6基準確定與表述
基準的確定和表述遵守以下規(guī)定:
a)按照本標準推導(dǎo)出的水質(zhì)基準包括水生生物短期水質(zhì)基準和水生生物長期水質(zhì)基準;
b)結(jié)合專業(yè)判斷,確保水生生物短期水質(zhì)基準和水生生物長期水質(zhì)基準分別小于所有重要海洋物
種(經(jīng)濟價值高或生態(tài)學(xué)意義突出)的最小的AVE和CVE,否則,應(yīng)以最敏感的重要海洋物
種的最小的AVE或CVE作為短期水質(zhì)基準或長期水質(zhì)基準;
c)海洋生物水質(zhì)基準取值依據(jù)污染物毒性和儀器檢出限等信息綜合確定,一般保留2~4位有效
數(shù)字,單位為μg/L或mg/L;特殊情況下根據(jù)實際情況處理,必要時,可采用科學(xué)計數(shù)法進行
表達;
d)海洋生物水質(zhì)基準表述內(nèi)容包括水質(zhì)基準值、HC5和評估因子,若污染物毒性受海水水質(zhì)參數(shù)
影響,表述內(nèi)容還應(yīng)包括與其相關(guān)的海水水質(zhì)參數(shù)信息。
8質(zhì)量保證與質(zhì)量評價
8.1質(zhì)量保證
8.1.1方案制定階段
通過資料調(diào)研、專家咨詢等方式確定工作方案,基準推導(dǎo)人員應(yīng)熟悉本標準。
8.1.2數(shù)據(jù)獲取階段
數(shù)據(jù)獲取階段的質(zhì)量保證主要包括以下內(nèi)容:
a)對數(shù)據(jù)檢索人員進行數(shù)據(jù)檢索知識和技能的培訓(xùn),包括數(shù)據(jù)的類別、含義、毒性數(shù)據(jù)庫和文獻
數(shù)據(jù)庫的使用、數(shù)據(jù)篩選方法等;
b)確定數(shù)據(jù)篩選結(jié)果時,全面展示所獲得的本標準規(guī)定的各類數(shù)據(jù)信息,并說明數(shù)據(jù)剔除的方法
和原則以及每類或每條數(shù)據(jù)被剔除的原因;
c)對于影響基準定值的關(guān)鍵數(shù)據(jù),至少由2人對數(shù)據(jù)的來源和可靠性進行核實;
d)基準推導(dǎo)過程中,通過補充開展生物毒性試驗獲取毒性數(shù)據(jù)時,遵照標準毒性測試方法,并對
試驗人員進行培訓(xùn),包括試驗設(shè)計、試驗過程和結(jié)果的質(zhì)量控制以及對試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析方
法等。
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8.1.3基準推導(dǎo)階段
基準推導(dǎo)階段的質(zhì)量保證主要包括以下內(nèi)容:
a)對基準推導(dǎo)人員進行基準推導(dǎo)方法的培訓(xùn),使其熟知基準推導(dǎo)的原理并掌握SSD擬合模型軟
件的使用方法;
b)對于因毒性受水質(zhì)參數(shù)影響而需要進行數(shù)據(jù)校正的污染物,對不同水質(zhì)條件下的長期和短期物
種危害濃度以及基準進行對比分析,原則上在相同水質(zhì)條件下不宜出現(xiàn)長期物種危害濃度或基
準大于短期物種危害濃度或基準的現(xiàn)象。
8.2質(zhì)量評價
質(zhì)量評價主要包括以下內(nèi)容:
a)基準推導(dǎo)的步驟和方法應(yīng)完全符合本標準的要求,包括納入物種的營養(yǎng)級和類群、基準推導(dǎo)方
法和模型等;
b)采用的毒性數(shù)據(jù)應(yīng)全部真實、有效、可靠,符合本標準中6.2至6.4的規(guī)定,并說明用于基準
推導(dǎo)的每一條毒性數(shù)據(jù)的測試方法(國際標準、國家標準、行業(yè)標準或非標方法)和可靠性評
價結(jié)果(無限制可靠數(shù)據(jù)、限制性可靠數(shù)據(jù));
c)補充的生物毒性試驗應(yīng)參照國際標準、國家標準、行業(yè)標準毒性測試方法或文獻開展,試驗結(jié)
果具有統(tǒng)計學(xué)意義且符合測試方法中試驗有效性的相關(guān)規(guī)定,并充分展示試驗質(zhì)量控制和有效
性評價結(jié)果。
9不確定性分析
對基準推導(dǎo)過程中的不確定性進行定性分析,不確定性的產(chǎn)生涉及數(shù)據(jù)獲取、模型選擇、基準推導(dǎo)
等相關(guān)步驟,具體包括但不限于數(shù)據(jù)來源、檢索方案、數(shù)據(jù)篩選與評價、受試物種的代表性、毒性數(shù)據(jù)
校正、SSD擬合模型評價以及評估因子取值等。
10報告編制
基準推導(dǎo)應(yīng)附技術(shù)報告描述基準推導(dǎo)過程,技術(shù)報告的主要內(nèi)容包括概述、國內(nèi)外研究進展、目標
污染物的環(huán)境問題、毒性數(shù)據(jù)篩選與評價、基準推導(dǎo)、質(zhì)量評價、不確定性分析、參考文獻和附錄等,
技術(shù)報告大綱和相關(guān)要求參見附錄E。
13
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附錄A
(資料性附錄)
數(shù)據(jù)收集參考表
推導(dǎo)海洋生物水質(zhì)基準的數(shù)據(jù)類別主要包括污染物的基本信息、理化特性數(shù)據(jù)、海水環(huán)境暴露數(shù)據(jù)、
毒性數(shù)據(jù)、受試生物信息以及相關(guān)海水水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)收集主要依據(jù)GB/T34666.1、GB/T34666.2
和HJ831,具體要求參見表A.1。
表A.1數(shù)據(jù)收集參考表
數(shù)據(jù)類別具體指標
名稱*中英文名稱
污染物基本分子式*化學(xué)分子式或結(jié)構(gòu)式
信息編號*CAS編號、EINECS編號、UN編號等
其他商業(yè)名稱、俗名和用途等
3
相對分子質(zhì)量:Mw;密度:ρ(g/cm);熔點:Tm(℃);沸點:Tb
(℃);溶解度:Sw(mg/L);蒸氣壓:Pv(Pa)等
污染物理化特性分配參數(shù):亨利定律常數(shù)(KH)、辛醇-空氣分配系數(shù)(KOA)、辛醇-
水分配系數(shù)(KOW)、有機碳分配系數(shù)(KOC)、解離常數(shù)(pKa)等
降解特性:光降解、生物降解等半衰期
所屬海域、站位名稱、站位經(jīng)緯度、采樣時間、采樣介質(zhì)、水體采樣層
采樣信息
污染物海水次等
環(huán)境暴露數(shù)樣品分析信息濃度值、濃度單位、分析方法等
據(jù)海水水質(zhì)參數(shù)溫度、pH、鹽度、溶解氧和溶解有機碳等
數(shù)據(jù)來源國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫、公開發(fā)表的文獻或報告等
急性毒性試驗、慢性毒性試驗(單一生命階段試驗、部分生命周期試驗、
試驗類型
*全生命周期試驗、多世代試驗等)
試驗位置自然野外試驗、人工野外試驗或室內(nèi)試驗等
試驗方法*標準毒性測試方法名稱及方法編號、非標準毒性測試方法
污染物純度類型優(yōu)級純(GR)、分析純(AR)或色譜純等
污染物純度值污染物純度值或有效成分的百分比
暴露方式*流水式、半靜態(tài)、靜態(tài)
污染物毒性試驗條試驗負荷單位體積海水中暴露的生物數(shù)量或質(zhì)量
數(shù)據(jù)件暴露濃度*暴露濃度值(實測/理論)和單位
試驗基質(zhì)類型天然海水、人工海水、半咸水等
試驗設(shè)計*對照組的設(shè)置、平行試驗的數(shù)量等
助溶劑、乳化劑、分散劑等,如有使用則填入該溶劑的中文名稱、英文
溶劑
名稱、CAS號、純度、純度值和最終濃度等信息
試驗海水水質(zhì)參數(shù)溫度、pH、鹽度、溶解氧等
暴露光照時間及強度光暗周期、光照強度、光照強度單位等
暴露時間*暴露時間值、暴露時間單位(天或小時等)等
14
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續(xù)表
數(shù)據(jù)類別具體指標
生長(體重、體長、生長率、生物量等)、繁殖(孵化率、孵化時間、
毒性終點
*性別比等)、存活(存活率、死亡率)等
污染物毒試驗結(jié)果急性:LC50、EC50等
效應(yīng)指標*
性數(shù)據(jù)慢性:EC10、EC20、NOEC、LOEC、MATC、EC50、LC50等
效應(yīng)濃度*效應(yīng)濃度值和單位
毒性數(shù)據(jù)來源*國內(nèi)外毒性數(shù)據(jù)庫、自測毒性數(shù)據(jù)、公開發(fā)表的文獻或報告等
受試生物名稱*受試生物中文學(xué)名、常用名和拉丁名
生物分類*門、科等
生物來源商業(yè)購買(野外捕撈或養(yǎng)殖場)、野外采集及地點或?qū)嶒炇遗囵B(yǎng)
暴露初始生物生命階段胚胎、幼體或成體等
受試生物
暴露初始生物齡期、重量、長度齡期值、齡期單位;重量值、重量單位;長度值、長度單位
生物性別雄性、雌性或兩性等
地理分布棲息地特征、地理分布區(qū)域等
其他生物生活習(xí)性等
采樣站位所屬海域、站位名稱、站位經(jīng)緯度等
我國海域采樣數(shù)據(jù)采樣時間、采樣介質(zhì)、水體采樣層次等
相關(guān)水質(zhì)水質(zhì)參數(shù)(溫度、、鹽度、溶解氧和溶解有機碳等)、水質(zhì)參數(shù)值、
水質(zhì)參數(shù)分析pH
參數(shù)單位、分析方法等
數(shù)據(jù)來源國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫、公開發(fā)表的文獻或報告等
注:帶“*”的項目為必填項。
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附錄B
(資料性附錄)
中國海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)受試物種推薦名錄
表B.1中國海洋生物水質(zhì)基準推導(dǎo)受試物種推薦名錄
序號物種名稱物種拉丁名分類地位
微藻和大型藻類
1中肋骨條藻Skeletonemacostatum硅藻門骨條藻科
2假微型海鏈藻Thalassiosirapseudonana硅藻門海鏈藻科
3牟氏角毛藻Chaetocerosmuelleri硅藻門角毛藻科
4三角褐指藻Phaeodactylumtricornutum硅藻門褐指藻科
5新月菱形藻Nitzschiaclosterium硅藻門菱形藻科
6湛江等鞭金藻Isochrysiszhanjiangensis金藻門等鞭金藻科
7亞心形扁藻Platymonassubcordiformis單細胞綠藻門衣藻科
8小球藻Chlorellavulgaris單細胞綠藻門小球藻科
9龍須菜Gracilarialemaneiformis紅藻門江蘺科
10環(huán)節(jié)藻Champiaparvula紅藻門環(huán)節(jié)藻科
11海帶Laminariajaponica褐藻門海帶科
12羊棲菜Hizikiafusiforme褐藻門馬尾藻科
13裂片石莼Ulvafasciata綠藻門石莼科
14石莼Ulvalactuca綠藻門石莼科
15孔石莼Ulvapertusa綠藻門石莼科
動物
16海蜇Rhopilemaesculentum腔腸動物門根口水母科
褶臂尾輪蟲
輪蟲動物門臂尾輪科
17(褶皺臂尾輪蟲)Brachionusplicatilis
18小頭蟲Capitellacapitata環(huán)節(jié)動物門小頭蟲科
19日本刺沙蠶Neanthesjaponica環(huán)節(jié)動物門沙蠶科
20雙齒圍沙蠶Perinereisaibuhitensis環(huán)節(jié)動物門沙蠶科
21多齒圍沙蠶Perinereisnuntia環(huán)節(jié)動物門沙蠶科
22可口革囊星蟲Phascolosomaesculenta星蟲動物門革囊星蟲科
23皺紋盤鮑Haliotisdiscus軟體動物門鮑科
24雜色鮑Haliotisdiversicolor軟體動物門鮑科
25馬蹄螺Trochusmaculatus軟體動物門馬蹄螺科
Reishiaclavigera
26疣荔枝螺軟體動物門骨螺科
(Thaisclavigera)
27方斑東風(fēng)螺Babyloniaareolata軟體動物門
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