流域水环境复合污染生态风险评估的研究进展

发布时间：2020-03-31    作者：   来源：

　　北极星环境修复网讯:摘要：水环境质量是水体质量学研究领域内的一个重要问题，区域水环境质量研究能够为区域的水环境政策制定提供依据。水环境质量研究是水域综合体研究中的一个重要方面，通过定性和定量分析为区域水域环境治理提供帮助.水环境质量评价始于本世纪初，60年代以后，在我国水环境质量得到了广泛的应用和发展。目前对水环境进行评价的方法众多，每一种方法都有其优缺点、适应性.在汾河水库被列为饮用水源保护区，为太原市、晋中和吕梁工农业生产做出了巨大贡献。至汾河水库运营50年以来，尤其是最近十几年，随着流域工业的发展，政策、环保措施的滞后，极有可能会对汾河水库水质造成进一步的污染。因此，研究流域水环境质量显得极其重要。

　　关键词：流域水环境；复合污染；生态风险评估

　　引言

　　河流污染问题是除大气复合污染外，另一个关乎居民生活质量的全国性难题。我国河流污染治理起步相对较晚，1973年起我国开始有针对性地保护和治理河流污染，相继出台了《清洁生产促进法》《地表水环境质量标准》《水污染防治行动计划》等法律法规，虽然河流污染治理取得了显著效果，但由于我国能源消耗和资源开发，水环境污染事件仍频发，其中2013年我国水环境污染事件就多达322起，严重制约了生态环境和社会经济的持续发展，同时也造成了巨大的经济损失。

　　1流域水环境主要污染源

　　 1.1点源污染情况

　　点源污染包括排放口直排污废水、雨污合流管道雨季溢流、雨水管网初期雨水污染等。受城区居民生活习性影响，及部分尚未开展雨污分流改造小区的合流制排放，主城区市政管网存在雨污混接问题。

　　 1.2内源污染情况

　　内源污染包括水体底泥污染物、水中漂浮物和悬浮物、岸边历史遗留垃圾及未清理的植物和藻类。

　　 1.3其他污染源情况

　　其他污染源包括企业事故排放、季节性或临时性污染源等。

　　 2证据权重法识别流域风险区域

　　概括而言，证据权重分析框架包括8个方面：（1）基本3要素：关键物种（个体、种群或群落）、生态系统质量（过去、现在和未来）、胁迫表征与暴露动力学；（2）模型：包含上述基本3要素及可能的自然或人为影响因素；（3）测量终点：毒性测试（多物种/多效应终点）和化学分析（环境外暴露浓度/生物体内暴露浓度）；（4）参考位点：具有代表性、相似性且风险较低；（5）证据链：涉及生物和化学不同层面的多证据链；（6）因果关系：借助于统计分析、逻辑推理、专业判断等方法，讨论各证据链间的相互关系，确定暴露和效应是否相关；（7）不确定性分析：综合考虑多种影响因素；（8）综合各证据链并建立WoE框架：汇总各证据链信息，得出评估结论。

　　证据权重法被广泛应用于流域生态风险评估，常用的证据链就是化学分析、生物毒性测试和生态调查，用于识别风险区域或特别针对某一污染物开展区域生态风险评估。随着研究需求和分析方法的发展，证据权重法证据链的选择也趋向多元化，如采用多种生物测试和多种毒性终点、结合污染物的生物可利用性、利用原位暴露和原位效应评估、采用新型评估技术（如环境DNA宏条形码技术等）等，为获得更具有环境相关性和更全面的评估结果。

　　识别流域高风险区域主要采用实验室离线/原位在线化学分析（商值法）和生物效应评估，综合各证据链，利用证据权重法进行综合评估。流域高风险区域识别阶段，通常关注目标化合物（常规监测化合物）的毒性风险，非目标化合物（非常规监测和未知化合物）的毒性风险往往因无法检测而被忽略。复合污染的流域水环境中污染物种类繁多，受关注的目标化合物仅占小部分，且可能不是主要致毒物，因此，非常有必要对流域高风险区域的污染物进行全面筛查，甄别关键危害物。

　　 3关键危害物的多级生态风险评估

　　流域水环境复合污染风险评估，首先根据目标污染物的预测风险和实际生物效应确定高风险区域，进一步细化甄别高风险区域的关键危害物，最后有针对性地利用多级生态风险评估方法综合评估关键危害物的水生态风险。

　　利用蒙特卡洛等统计方法模拟风险商分布曲线并计算超出指定风险商的概率，综合评估风险区域关键危害物的生态风险。

　　多级生态风险评估方法在流域风险评估中的应用主要是针对区域特定污染物开展，包括已知某种污染源或通过毒性识别技术获得的关键致毒物等需要特别关注的污染物.用于评估的效应终点有两种，一是特定生物的特定毒性终点，利用概率风险评估法评估了中国河流水体中内分泌干扰物邻苯二甲酸酯对鱼类繁殖的综合风险。二是针对整体生态效应或某一群落的质量基准，如利用多级概率评估法评估我国河流水体和沉积物中有机氯、多氯联苯和多溴联苯醚的整体生态风险；美国农业和非农业使用新烟碱类农药吡虫啉对无脊椎动物群落的整体风险。常用的概率风险评估使用实测或预测环境暴露浓度结合SSD曲线进行风险预测，而实际毒性数据或其他效应数据的验证步骤却往往被忽略。利用多级概率评估方法对珠三角城市水体高风险重点防控区域的关键危害物之一氯氰菊酯的生态风险进行综合评估，并通过水体对钩虾的实测毒性数据验证了多级生态风险评估结果。

　　4流域水环境保护措施

　　 4.1完善实施细则

　　要通过立法的形式规范水环境监测质量控制，确定具体的监测目标、要求、内容及相关的监测指标等，明确各级部门在此项工作开展中的权责，确保严格按照程序进行全过程质量监控。此外，各地区应当结合实际情况，采取更有针对性的精细化质量监控举措，加强与其他相关部门的业务协同等，借助现代技术等构建完善的质量监控网络，提升水环境监测质量控制效果。

　　 4.2加强水环境监测技术人员素质和能力培训

　　要不断提升检测人员的综合素质，定期开展技能、业务培训等，同时完善相应的考核机制，提高检测工作的规范性。积极探索水环境监测质量控制新技术、新方法，全面提升监测效率和质量。

　　 4.3做好实验室质量控制，完善基础工作

　　要不断引进现代化质量控制新技术、新设备，优化实验室操作环境，规范监测仪器的检查、维护和保养程序，做好实验室质量控制，对全过程进行全面质量监督，层层检查，确保监测到位；另一方面要加强基础体系建设，进行试剂纯度、效能分析，根据不同的监测项目选择不同的监测模式，加强基础档案建设，切实做到有据可查，发现问题及时纠偏，提升质量控制效果。

　　 4.4人工智能技术的应用

　　人工智能（AI）在水质监测领域是新时代水环境防治的必然趋势，现阶段我国对人工智能（AI）领域的发展已经具有一定的技术储备，同时也有相当的应用和产业化基础，但是总体而言仍存在一些尚未解决的问题，需要完善。这些问题的解决需要政府、企业、科研部门以及各个行业的共同努力。水源监测的人工智能化发展是一个持续长效的工程，在各方力量的不懈努力下必将把水环境污染治理防治问题做到最好，共建我国和谐生态水环境。

　　 结语

　　综上，流域水环境中污染物的概率风险评估主要集中在水体，对沉积物的评估很少，主要受限于沉积物毒性数据缺乏，而且污染物可利用性显著影响其毒性，亟须对不同物种建立基于生物可利用性的毒性阈值，为沉积物概率风险评估提供基础数据。

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