1 概述
氨氮對水生生物毒性效應明顯，是我國地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB 3838-2002）的基本項目之一，也是我國水環(huán)境主要污染物排放總量控制的約束性指標之一[1]?！暗锼|(zhì)基準—氨氮”依據《淡水水生生物水質(zhì)基準制定技術(shù)指南》（HJ 831-2017）制定，反映現階段水環(huán)境中氨氮對 95%的中國淡水水生生物及其生態(tài)功能不產(chǎn)生有害效應的最大劑量， 可為制修訂相關(guān)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量標準、預防和控制氨氮對水生生物及生態(tài)系統的危害提供科學(xué)依據。
基準推導過(guò)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(jīng)質(zhì)量評價(jià)后307條數據為無(wú)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(yú)、草魚(yú)、鰱魚(yú)和鳙魚(yú)等我國淡水水生生物優(yōu)勢種。在對急性毒性值（ATV）、慢性毒性值（CTV）進(jìn)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(zhì)基準（SWQC）和長(cháng)期水質(zhì)基準（LWQC），用總氨氮表示，單位mg/L，保留兩位有效數字。
2 國內外研究進(jìn)展
國內外氨的水質(zhì)基準研究進(jìn)展對比見(jiàn)表1。美國是最早開(kāi)始水質(zhì)基準研究的國家，其水質(zhì)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(fā)布了總氨的國家水質(zhì)基準（由非離子氨基準換算而得），繼而根據最新科學(xué)進(jìn)展分別于1985年、1999年和2013年基于毒性百分數排序法進(jìn)行了修訂，氨的水質(zhì)基準形式也由非離子氨和/或總氨逐漸轉變?yōu)榘钡?。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(zhì)基準（多以總氨或氨氮表示）。我國近年才開(kāi)始氨的水質(zhì)基準研究，起步較晚， 且基準推導以借鑒、引用發(fā)達國家水質(zhì)基準理論和方法為主。
由于水質(zhì)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(shí)期制訂的氨的基準均存在一定差異（表2）。以美國為例：
1976年，美國最先發(fā)現非離子氨對不同魚(yú)類(lèi)的致死濃度在0.2～2.0 mg/L范圍內，其中虹鱒最敏感，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(zhì)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(zhì)基準時(shí)，進(jìn)一步豐富了氨的毒性數據，短期基準推導納入了48個(gè)物種的急性毒性數據，長(cháng)期基準推導納入了11個(gè)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(zhì)基準。
1999年，美國開(kāi)始以氨氮的形式表示氨水質(zhì)基準?；鶞市抻啎r(shí)，慢性毒性數據增至14個(gè)物種，并基于當時(shí)的科學(xué)認知，考慮了水體pH值對氨氮短期基準的影響，長(cháng)期水質(zhì)基準則同時(shí)考慮了水體溫度和pH值的影響。
鑒于后續研究發(fā)現貝類(lèi)對氨氮具有高敏感性，美國于2013年再次修訂發(fā)布了新的氨氮水質(zhì)基準，短期基準推導納入了100個(gè)物種的急性毒性數據，長(cháng)期基準推導納入了21個(gè)物種的慢性毒性數據，氨氮基準值也發(fā)生了相應改變。
除美國外，未見(jiàn)各國制定氨的短期水質(zhì)基準。在條件允許的情況下，各國應根據國情開(kāi)展水質(zhì)基準研究，并制定水質(zhì)基準。
表 1 國內外氨的水質(zhì)基準研究進(jìn)展
項 目 | 發(fā)達國家 | 中 國 |
起始時(shí)間 | 20世紀70年代 | 近 年 |
基準推導方法 |
評價(jià)因子法、物種敏感度分布法、毒性百分數排序法 | 對評價(jià)因子法、物種敏感度分布法、毒性百分數排序法均進(jìn)行研究，并在《淡水水生生物水質(zhì)基準指定技術(shù)指南》（HJ 831-2017） 中確定使用修正的物種敏感度分布法 |
物種來(lái)源 | 本土物種、引進(jìn)物種、國際通用物種 | 本土物種、引進(jìn)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(gè)國家生物區系的差異，各個(gè)國家物種選擇與數據要求不同。例如：美國要求不少于3門(mén)8科動(dòng)物；加拿大要求不少于3種及以上魚(yú)類(lèi)、3種及以上水生或半水生無(wú)脊椎動(dòng)物 | 物種及數據量滿(mǎn)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(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）等規定的水生生物毒性測試方法；部分發(fā)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(jīng)濟合作與發(fā)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(guān)毒性數據庫 | 美國生態(tài)毒理數據庫（ECOTOX） |
無(wú) |
基準制修訂? | 適時(shí)修訂 | 2019年首次制定 |
表2 國外氨的淡水水生生物水質(zhì)基準匯總表
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)源包括有機廢料的分解、大氣氣體交換、森林火災、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氣反應生成。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（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(lái)自氯化銨，個(gè)別數據來(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。
表3 部分氨氮化合物的理化性質(zhì)
物質(zhì)名稱(chēng) | 氯化銨 | 硫酸銨 | 碳酸氫銨 | 磷酸氫二銨 |
分子式 | NH4Cl | (NH4)2SO4 | NH4HCO3 | (NH4)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(wú) | 9081 | 無(wú) |
熔點(diǎn)（℃） | 340 | 280 | 105 | 155 |
沸點(diǎn)（℃） | 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 | 氮肥、食品發(fā)酵劑、膨脹劑等 | 阻燃劑、水質(zhì)軟化劑、肥料等 |
3.2 氨氮對淡水水生生物的毒性
3.2.1 急性毒性
基于急性毒性效應測試終點(diǎn)不同，急性毒性值（ATV）包括半數致死濃度（LC50）、半數效應濃度（EC50）和半數抑制濃度（IC50）。本技術(shù)報告篩選獲得的 ATV 都是 LC50，推導種平均急性值（SMAV）時(shí)，均以 LC50 作為 ATV 計算 SMAV。
3.2.2 慢性毒性
慢性毒性值（CTV）包括無(wú)觀(guān)察效應濃度（NOEC）、 最低觀(guān)察效應濃度（LOEC）、無(wú)觀(guān)察效應水平（NOEL）、 最低觀(guān)察效應水平（LOEL）和最大允許濃度（MATC）。MATC是 NOEC 和 LOEC（或 NOEL 和 LOEL）的幾何平均值。本基準推導種平均慢性值（SMCV） 時(shí)，以基于生長(cháng)和生殖毒性等效應指標獲得的 MATC 作為 CTV 計算 SMCV。
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