淡水水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告—氨氮
作者：lfb 時(shí)間：2022-11-21 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)
1 概述
氨氮對(duì)水生生物毒性效應(yīng)明顯，是我國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）的基本項(xiàng)目之一，也是我國(guó)水環(huán)境主要污染物排放總量控制的約束性指標(biāo)之一[1]?！兜锼|(zhì)基準(zhǔn)—氨氮》（2020 年版）是在我國(guó)氨氮水質(zhì)基準(zhǔn)前期研究的基礎(chǔ)上[2-8]，依據(jù)《淡水水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)制定技術(shù)指南》（HJ 831-2017）制定，反映現(xiàn)階段水環(huán)境中氨氮對(duì) 95%的中國(guó)淡水水生生物及其生態(tài)功能不產(chǎn)生有害效應(yīng)的大濃度，可為制修訂相關(guān)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)防和控制氨氮對(duì)水生生物及生態(tài)系統(tǒng)的危害提供科學(xué)依據(jù)。
基準(zhǔn)推導(dǎo)過(guò)程中，共納入3694篇中英文文獻(xiàn)、4330條毒性數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)和5條實(shí)驗(yàn)室自測(cè)毒性數(shù)據(jù)，經(jīng)質(zhì)量評(píng)價(jià)后303條數(shù)據(jù)為無(wú)限制可靠數(shù)據(jù)和限制性可靠數(shù)據(jù)，可用于基準(zhǔn)推導(dǎo)， 涉及61種淡水水生生物，基本涵蓋了青魚(yú)、草魚(yú)、鰱魚(yú)和鳙魚(yú)等我國(guó)淡水水生生物優(yōu)勢(shì)種。本基準(zhǔn)推導(dǎo)依據(jù)我國(guó)地表水質(zhì)狀況等將水體溫度分為6個(gè)等級(jí)，將水體pH值分為12個(gè)等級(jí)， 組成72組水質(zhì)條件。在對(duì)急性毒性值（ATV）、慢性毒性值（CTV）進(jìn)行水體溫度和水體pH值校正后，基于物種敏感度分布法分別推導(dǎo)得到72組水質(zhì)條件下的短期水質(zhì)基準(zhǔn)（SWQC） 和長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)（LWQC），用總氨氮濃度表示，單位為mg/L，保留兩位有效數(shù)字。
2 研究進(jìn)展
環(huán)境水質(zhì)基準(zhǔn)研究中氨的表征形式有非離子氨、總氨和（總）氨氮等，三者可以相互轉(zhuǎn)換。氨的環(huán)境水質(zhì)基準(zhǔn)研究進(jìn)展對(duì)比見(jiàn)表1。美國(guó)是較早開(kāi)始水質(zhì)基準(zhǔn)研究的國(guó)家， 1976年，基于評(píng)價(jià)因子法，美國(guó)首次發(fā)布了總氨的國(guó)家環(huán)境水質(zhì)基準(zhǔn)（由非離子氨基準(zhǔn)換算而得），繼而根據(jù)新科學(xué)進(jìn)展分別于1985年、1999年和2013年基于毒性百分?jǐn)?shù)排序法進(jìn)行了修訂，氨的環(huán)境水質(zhì)基準(zhǔn)形式也由非離子氨和/或總氨逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡?。繼美國(guó)之后，加拿大、澳大利亞和新西蘭也都分別基于物種敏感度分布法制定頒布了本國(guó)氨的環(huán)境水質(zhì)基準(zhǔn)（多以總氨或氨氮表示）。
由于水質(zhì)基準(zhǔn)推導(dǎo)方法、物種使用和表征形式的差異，不同國(guó)家甚至同一國(guó)家在不同時(shí)期制定的氨的水質(zhì)基準(zhǔn)也存在較大差異（表2）。以美國(guó)為例：
1976年，美國(guó)發(fā)現(xiàn)非離子氨對(duì)不同魚(yú)類的致死濃度在0.2～2.0 mg/L范圍內(nèi)，其中虹鱒敏感，利用評(píng)價(jià)因子法（取評(píng)價(jià)因子為10）推導(dǎo)得到保護(hù)水生生物的非離子氨水質(zhì)基準(zhǔn)為0.02 mg/L，繼而根據(jù)非離子氨在氨的水溶液中的百分比推導(dǎo)出不同水體溫度和pH值條件下的總氨基準(zhǔn)。
1986年，美國(guó)在修訂氨的環(huán)境水質(zhì)基準(zhǔn)時(shí)，進(jìn)一步豐富了氨的毒性數(shù)據(jù)，短期基準(zhǔn)推導(dǎo)納入了48個(gè)物種的急性毒性數(shù)據(jù)，長(zhǎng)期基準(zhǔn)推導(dǎo)納入了11個(gè)物種的慢性毒性數(shù)據(jù)，采用毒性百分?jǐn)?shù)排序法推導(dǎo)了總氨環(huán)境水質(zhì)基準(zhǔn)。
1999年，美國(guó)修訂氨的環(huán)境水質(zhì)基準(zhǔn)時(shí)，開(kāi)始以氨氮的形式表示氨的基準(zhǔn)，慢性毒性數(shù)據(jù)增至14個(gè)物種，并基于當(dāng)時(shí)的科學(xué)認(rèn)知，考慮了水體pH值對(duì)氨氮短期基準(zhǔn)的影響，長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)則同時(shí)考慮了水體溫度和水體pH值的影響。
鑒于后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)貝類對(duì)氨氮具有高敏感性，美國(guó)于2013年修訂氨氮環(huán)境水質(zhì)基準(zhǔn)時(shí)， 短期基準(zhǔn)推導(dǎo)納入了100個(gè)物種的急性毒性數(shù)據(jù)，長(zhǎng)期基準(zhǔn)推導(dǎo)納入了21個(gè)物種的慢性毒性數(shù)據(jù)，氨氮基準(zhǔn)值也發(fā)生了相應(yīng)改變。
除美國(guó)外，未見(jiàn)各國(guó)制定氨的短期水質(zhì)基準(zhǔn)。
表 1 氨的環(huán)境水質(zhì)基準(zhǔn)研究進(jìn)展
內(nèi)容 | 發(fā)達(dá)國(guó)家 | 中國(guó) |
基準(zhǔn)推導(dǎo)方法 | 主要包括評(píng)價(jià)因?子法、物種敏感度分布法、毒性百分?jǐn)?shù)排序法 | 對(duì)評(píng)價(jià)因子法、物種敏感度分布法、毒性百分?jǐn)?shù)排序法均進(jìn)行了研究，并在HJ 831—2017中確定使用物種敏感度分布法 |
物種來(lái)源 | 本土物種、引進(jìn)物種、國(guó)際通用物種 | 本土物種、國(guó)際通用且在中國(guó)水體中廣泛分布的物種、引進(jìn)物種 |
物種選擇 | 基于不同國(guó)家生物區(qū)系的差異，各個(gè)國(guó)家物種選擇要求不同。例如：美國(guó)要求物種不少于3門(mén)8 科；加拿大要求3種及以上魚(yú)類、3種及以上水生或半水生無(wú)脊椎動(dòng)物 | 依據(jù)HJ 831—2017，基準(zhǔn)推導(dǎo)至少需要5個(gè)淡水水生生物物種，覆蓋3個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí) |
毒性測(cè)試方法 | 參照采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織等規(guī)定的水生生物毒性測(cè)試方法；部分發(fā)達(dá)國(guó)家采用本國(guó)制訂的水生生物毒性測(cè)試方法 | 參照采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織等規(guī)定的水生生物毒性測(cè)試方法； 采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法 |
相關(guān)毒性數(shù)據(jù)庫(kù) | 生態(tài)毒性數(shù)據(jù)庫(kù)（ECOTOX） PAN農(nóng)藥行動(dòng)網(wǎng)絡(luò) （http://www.pesticideinfo.org/） | 中國(guó)知識(shí)基礎(chǔ)設(shè)施工程、萬(wàn)方知識(shí)服務(wù)平臺(tái)、維普網(wǎng)等文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。無(wú)生態(tài)毒性數(shù)據(jù)庫(kù) |
3 氨氮化合物的環(huán)境問(wèn)題
3.1 理化性質(zhì)
自然界中氨的來(lái)源包括有機(jī)廢料的分解、大氣氣體交換、森林火災(zāi)、動(dòng)物糞便、生物群落釋放以及生物固氮過(guò)程。工業(yè)生產(chǎn)中，氨可在高溫高壓下由甲烷與氮?dú)夥磻?yīng)生成。氨可以通過(guò)人為活動(dòng)以及固氮和動(dòng)物排泄等自然來(lái)源進(jìn)入水環(huán)境。
氨氮是指水中以非離子氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮。氨氮主要的化合物形式有氯化銨、硫酸銨、磷酸銨、碳酸氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硝酸銨、碳酸銨和氫氧化銨等，本報(bào)告中氨氮化合物的可靠數(shù)據(jù)絕大部分來(lái)自氯化銨，個(gè)別數(shù)據(jù)來(lái)自硫酸銨、碳酸氫銨和磷酸氫二銨，這4種化合物的理化性質(zhì)見(jiàn)表3。
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