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流域水環(huán)境復(fù)合污染生態(tài)風(fēng)險評估的研究進(jìn)展

作者:張書晴  
評論: 更新日期:2020年04月06日

摘要:水環(huán)境質(zhì)量是水體質(zhì)量學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)的一個重要問題,區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量研究能夠為區(qū)域的水環(huán)境政策制定提供依據(jù)。水環(huán)境質(zhì)量研究是水域綜合體研究中的一個重要方面,通過定性和定量分析為區(qū)域水域環(huán)境治理提供幫助.水環(huán)境質(zhì)量評價始于本世紀(jì)初,60年代以后,在我國水環(huán)境質(zhì)量得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。目前對水環(huán)境進(jìn)行評價的方法眾多,每一種方法都有其優(yōu)缺點、適應(yīng)性.在汾河水庫被列為飲用水源保護(hù)區(qū),為太原市、晉中和呂梁工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)。至汾河水庫運營50年以來,尤其是最近十幾年,隨著流域工業(yè)的發(fā)展,政策、環(huán)保措施的滯后,極有可能會對汾河水庫水質(zhì)造成進(jìn)一步的污染。因此,研究流域水環(huán)境質(zhì)量顯得極其重要。

關(guān)鍵詞:流域水環(huán)境;復(fù)合污染;生態(tài)風(fēng)險評估

引言

河流污染問題是除大氣復(fù)合污染外,另一個關(guān)乎居民生活質(zhì)量的全國性難題。我國河流污染治理起步相對較晚,1973年起我國開始有針對性地保護(hù)和治理河流污染,相繼出臺了《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》《水污染防治行動計劃》等法律法規(guī),雖然河流污染治理取得了顯著效果,但由于我國能源消耗和資源開發(fā),水環(huán)境污染事件仍頻發(fā),其中2013年我國水環(huán)境污染事件就多達(dá)322起,嚴(yán)重制約了生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,同時也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1流域水環(huán)境主要污染源

1.1點源污染情況

點源污染包括排放口直排污廢水、雨污合流管道雨季溢流、雨水管網(wǎng)初期雨水污染等。受城區(qū)居民生活習(xí)性影響,及部分尚未開展雨污分流改造小區(qū)的合流制排放,主城區(qū)市政管網(wǎng)存在雨污混接問題。

1.2內(nèi)源污染情況

內(nèi)源污染包括水體底泥污染物、水中漂浮物和懸浮物、岸邊歷史遺留垃圾及未清理的植物和藻類。

1.3其他污染源情況

其他污染源包括企業(yè)事故排放、季節(jié)性或臨時性污染源等。

2證據(jù)權(quán)重法識別流域風(fēng)險區(qū)域

概括而言,證據(jù)權(quán)重分析框架包括8個方面:(1)基本3要素:關(guān)鍵物種(個體、種群或群落)、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量(過去、現(xiàn)在和未來)、脅迫表征與暴露動力學(xué);(2)模型:包含上述基本3要素及可能的自然或人為影響因素;(3)測量終點:毒性測試(多物種/多效應(yīng)終點)和化學(xué)分析(環(huán)境外暴露濃度/生物體內(nèi)暴露濃度);(4)參考位點:具有代表性、相似性且風(fēng)險較低;(5)證據(jù)鏈:涉及生物和化學(xué)不同層面的多證據(jù)鏈;(6)因果關(guān)系:借助于統(tǒng)計分析、邏輯推理、專業(yè)判斷等方法,討論各證據(jù)鏈間的相互關(guān)系,確定暴露和效應(yīng)是否相關(guān);(7)不確定性分析:綜合考慮多種影響因素;(8)綜合各證據(jù)鏈并建立WoE框架:匯總各證據(jù)鏈信息,得出評估結(jié)論。

證據(jù)權(quán)重法被廣泛應(yīng)用于流域生態(tài)風(fēng)險評估,常用的證據(jù)鏈就是化學(xué)分析、生物毒性測試和生態(tài)調(diào)查,用于識別風(fēng)險區(qū)域或特別針對某一污染物開展區(qū)域生態(tài)風(fēng)險評估。隨著研究需求和分析方法的發(fā)展,證據(jù)權(quán)重法證據(jù)鏈的選擇也趨向多元化,如采用多種生物測試和多種毒性終點、結(jié)合污染物的生物可利用性、利用原位暴露和原位效應(yīng)評估、采用新型評估技術(shù)(如環(huán)境DNA宏條形碼技術(shù)等)等,為獲得更具有環(huán)境相關(guān)性和更全面的評估結(jié)果。

識別流域高風(fēng)險區(qū)域主要采用實驗室離線/原位在線化學(xué)分析(商值法)和生物效應(yīng)評估,綜合各證據(jù)鏈,利用證據(jù)權(quán)重法進(jìn)行綜合評估。流域高風(fēng)險區(qū)域識別階段,通常關(guān)注目標(biāo)化合物(常規(guī)監(jiān)測化合物)的毒性風(fēng)險,非目標(biāo)化合物(非常規(guī)監(jiān)測和未知化合物)的毒性風(fēng)險往往因無法檢測而被忽略。復(fù)合污染的流域水環(huán)境中污染物種類繁多,受關(guān)注的目標(biāo)化合物僅占小部分,且可能不是主要致毒物,因此,非常有必要對流域高風(fēng)險區(qū)域的污染物進(jìn)行全面篩查,甄別關(guān)鍵危害物。

3關(guān)鍵危害物的多級生態(tài)風(fēng)險評估

流域水環(huán)境復(fù)合污染風(fēng)險評估,首先根據(jù)目標(biāo)污染物的預(yù)測風(fēng)險和實際生物效應(yīng)確定高風(fēng)險區(qū)域,進(jìn)一步細(xì)化甄別高風(fēng)險區(qū)域的關(guān)鍵危害物,最后有針對性地利用多級生態(tài)風(fēng)險評估方法綜合評估關(guān)鍵危害物的水生態(tài)風(fēng)險。

利用蒙特卡洛等統(tǒng)計方法模擬風(fēng)險商分布曲線并計算超出指定風(fēng)險商的概率,綜合評估風(fēng)險區(qū)域關(guān)鍵危害物的生態(tài)風(fēng)險。

多級生態(tài)風(fēng)險評估方法在流域風(fēng)險評估中的應(yīng)用主要是針對區(qū)域特定污染物開展,包括已知某種污染源或通過毒性識別技術(shù)獲得的關(guān)鍵致毒物等需要特別關(guān)注的污染物.用于評估的效應(yīng)終點有兩種,一是特定生物的特定毒性終點,利用概率風(fēng)險評估法評估了中國河流水體中內(nèi)分泌干擾物鄰苯二甲酸酯對魚類繁殖的綜合風(fēng)險。二是針對整體生態(tài)效應(yīng)或某一群落的質(zhì)量基準(zhǔn),如利用多級概率評估法評估我國河流水體和沉積物中有機(jī)氯、多氯聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚的整體生態(tài)風(fēng)險;美國農(nóng)業(yè)和非農(nóng)業(yè)使用新煙堿類農(nóng)藥吡蟲啉對無脊椎動物群落的整體風(fēng)險。常用的概率風(fēng)險評估使用實測或預(yù)測環(huán)境暴露濃度結(jié)合SSD曲線進(jìn)行風(fēng)險預(yù)測,而實際毒性數(shù)據(jù)或其他效應(yīng)數(shù)據(jù)的驗證步驟卻往往被忽略。利用多級概率評估方法對珠三角城市水體高風(fēng)險重點防控區(qū)域的關(guān)鍵危害物之一氯氰菊酯的生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行綜合評估,并通過水體對鉤蝦的實測毒性數(shù)據(jù)驗證了多級生態(tài)風(fēng)險評估結(jié)果。

4流域水環(huán)境保護(hù)措施

4.1完善實施細(xì)則

要通過立法的形式規(guī)范水環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制,確定具體的監(jiān)測目標(biāo)、要求、內(nèi)容及相關(guān)的監(jiān)測指標(biāo)等,明確各級部門在此項工作開展中的權(quán)責(zé),確保嚴(yán)格按照程序進(jìn)行全過程質(zhì)量監(jiān)控。此外,各地區(qū)應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況,采取更有針對性的精細(xì)化質(zhì)量監(jiān)控舉措,加強(qiáng)與其他相關(guān)部門的業(yè)務(wù)協(xié)同等,借助現(xiàn)代技術(shù)等構(gòu)建完善的質(zhì)量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),提升水環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制效果。

4.2加強(qiáng)水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)人員素質(zhì)和能力培訓(xùn)

要不斷提升檢測人員的綜合素質(zhì),定期開展技能、業(yè)務(wù)培訓(xùn)等,同時完善相應(yīng)的考核機(jī)制,提高檢測工作的規(guī)范性。積極探索水環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制新技術(shù)、新方法,全面提升監(jiān)測效率和質(zhì)量。

4.3做好實驗室質(zhì)量控制,完善基礎(chǔ)工作

要不斷引進(jìn)現(xiàn)代化質(zhì)量控制新技術(shù)、新設(shè)備,優(yōu)化實驗室操作環(huán)境,規(guī)范監(jiān)測儀器的檢查、維護(hù)和保養(yǎng)程序,做好實驗室質(zhì)量控制,對全過程進(jìn)行全面質(zhì)量監(jiān)督,層層檢查,確保監(jiān)測到位;另一方面要加強(qiáng)基礎(chǔ)體系建設(shè),進(jìn)行試劑純度、效能分析,根據(jù)不同的監(jiān)測項目選擇不同的監(jiān)測模式,加強(qiáng)基礎(chǔ)檔案建設(shè),切實做到有據(jù)可查,發(fā)現(xiàn)問題及時糾偏,提升質(zhì)量控制效果。

4.4人工智能技術(shù)的應(yīng)用

人工智能(AI)在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域是新時代水環(huán)境防治的必然趨勢,現(xiàn)階段我國對人工智能(AI)領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)具有一定的技術(shù)儲備,同時也有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用和產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),但是總體而言仍存在一些尚未解決的問題,需要完善。這些問題的解決需要政府、企業(yè)、科研部門以及各個行業(yè)的共同努力。水源監(jiān)測的人工智能化發(fā)展是一個持續(xù)長效的工程,在各方力量的不懈努力下必將把水環(huán)境污染治理防治問題做到最好,共建我國和諧生態(tài)水環(huán)境。

結(jié)語

綜上,流域水環(huán)境中污染物的概率風(fēng)險評估主要集中在水體,對沉積物的評估很少,主要受限于沉積物毒性數(shù)據(jù)缺乏,而且污染物可利用性顯著影響其毒性,亟須對不同物種建立基于生物可利用性的毒性閾值,為沉積物概率風(fēng)險評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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