淡水水生生物水質基準技術報告—氨氮
作者：lfb 時間：2022-11-23 來源：互聯網
1 概述
氨氮對水生生物毒性效應明顯，是我國地表水環境質量標準（GB 3838-2002）的基本項目之一，也是我國水環境主要污染物排放總量控制的約束性指標之一[1]。“淡水水生生物水質基準—氨氮”依據《淡水水生生物水質基準制定技術指南》（HJ 831-2017）制定，反映現階段水環境中氨氮對 95%的中國淡水水生生物及其生態功能不產生有害效應的大劑量， 可為制修訂相關水生態環境質量標準、預防和控制氨氮對水生生物及生態系統的危害提供科學依據。
基準推導過程中，共納入4669篇中英文文獻、4330條毒理數據庫數據和5條自測急、慢性毒性數據，經質量評價后307條數據為無限制可靠數據和限制性可靠數據，涉及61種淡水水生生物，基本涵蓋了青魚、草魚、鰱魚和鳙魚等我國淡水水生生物優勢種。在對急性毒性值（ATV）、慢性毒性值（CTV）進行水體溫度和pH值校正后，基于物種敏感度分布法推導得到短期水質基準（SWQC）和長期水質基準（LWQC），用總氨氮表示，單位mg/L，保留兩位有效數字。
2研究進展
氨的水質基準研究進展對比見表1。美國是早開始水質基準研究的國家，其水質基準研究始于20世紀中葉。1976年，基于評估因子法，美國首次發布了總氨的國家水質基準（由非離子氨基準換算而得），繼而根據新科學進展分別于1985年、1999年和2013年基于毒性百分數排序法進行了修訂，氨的水質基準形式也由非離子氨和/或總氨逐漸轉變為氨氮。繼美國之后，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氨的水質基準（多以總氨或氨氮表示）。我國近年才開始氨的水質基準研究，起步較晚， 且基準推導以借鑒、引用發達國家水質基準理論和方法為主。
由于水質基準推導方法和表征形式、使用的物種均存在差異，導致不同國家、同一國家在不同時期制訂的氨的基準均存在一定差異（表2）。以美國為例：
1976年，美國先發現非離子氨對不同魚類的致死濃度在0.2～2.0 mg/L范圍內，其中虹鱒敏感，利用評估因子法（取評估因子為10）推導得到保護水生生物的非離子氨水質基準為0.02 mg/L，繼而根據非離子氨在氨的水溶液中的百分比推導出不同水體溫度和pH值條件下的總氨基準。
1986年，美國在修訂氨的水質基準時，進一步豐富了氨的毒性數據，短期基準推導納入了48個物種的急性毒性數據，長期基準推導納入了11個物種的慢性毒性數據，采用毒性百分數排序法分別推導了非離子氨和總氨的水質基準。
1999年，美國開始以氨氮的形式表示氨水質基準。基準修訂時，慢性毒性數據增至14個物種，并基于當時的科學認知，考慮了水體pH值對氨氮短期基準的影響，長期水質基準則同時考慮了水體溫度和pH值的影響。
鑒于后續研究發現貝類對氨氮具有高敏感性，美國于2013年再次修訂發布了新的氨氮水質基準，短期基準推導納入了100個物種的急性毒性數據，長期基準推導納入了21個物種的慢性毒性數據，氨氮基準值也發生了相應改變。
除美國外，未見各國制定氨的短期水質基準。在條件允許的情況下，各國應根據國情開展水質基準研究，并制定水質基準。
表 1 氨的水質基準研究進展
項 目 | 發達國家 | 中 國 |
起始時間 | 20世紀70年代 | 近 年 |
基準推導方法 | 評價因子法、物種敏感度分布法、毒性百分數排序法 | 對評價因子法、物種敏感度分布法、毒性百分數排序法均進行研究，并在《淡水水生生物水質基準指定技術指南》（HJ 831-2017） 中確定使用修正的物種敏感度分布法 |
物種來源 | 本土物種、引進物種、國際通用物種 | 本土物種、引進物種、在中國水體中廣泛分布的國際通用物種 |
物種選擇與數據要求 | 基于各個國家生物區系的差異，各個國家物種選擇與數據要求不同。例如：美國要求不少于3門8科動物；加拿大要求不少于3種及以上魚類、3種及以上水生或半水生無脊椎動物 | 物種及數據量滿足HJ 831-2017中規定的物種和數據要求 |
毒性測試方法 | 參照采用國際標準化組織（ISO）、經濟合作與發展組織（OECD）等規定的水生生物毒性測試方法；部分發達國家采用本國制訂的水生生物毒性測試方法 | 參照采用國際標準化組織（ISO）、經濟合作與發展組織（OECD）等規定的水生生物毒性測試方法；采用國家標準方法 |
相關毒性數據庫 | 美國生態毒理數據庫（ECOTOX） | 無 |
基準制修訂? | 適時修訂 | 2019年首次制定 |
表2 國外氨的淡水水生生物水質基準匯總表
3氨氮化合物的環境問題?
3.1 理化性質
自然界中氨的來源包括有機廢料的分解、大氣氣體交換、森林火災、動物糞便、生物群落釋放以及生物固氮過程。工業生產中，氨可在高溫高壓下由甲烷與氮氣反應生成。氨可以通過人為活動以及固氮和動物排泄等自然來源進入水環境。
氨氮是指水中以非離子氨（NH3）和銨離子（NH+）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，本報告中氨氮化合物的可靠數據絕大部分來自氯化銨，個別數據來自硫酸銨、碳酸氫銨和磷酸氫二銨，這4種化合物的理化性質見表3。
表3 部分氨氮化合物的理化性質
物質名稱 | 氯化銨 | 硫酸銨 | 碳酸氫銨 | 磷酸氫二銨 |
分子式 | NH4Cl | 2SO4 | NH4HCO3 | 2HPO4 |
CAS 號 | 12125-02-9 | 7783-20-2 | 1066-33-7 | 7783-28-0 |
EINECS 號 | 235-186-4 | 231-98?4-1 | 213-911-5 | 231-987-8 |
UN 編號 | 9085 | 無 | 9081 | 無 |
熔點（℃） | 340 | 280 | 105 | 155 |
沸點（℃） | 520 | 330（760 mm Hg） | 169.8 | 158（760 mm Hg） |
水溶性 | 易溶于水 | 較易溶于水 | 易溶于水 | 易溶于水 |
用 途 | 電鍍、染織、鑄造、植絨、氮肥等 | 焊藥、防火劑、電鍍浴添加劑等 |
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