1 概述
鎘具有高毒性、易解離、易殘留等特點(diǎn),達到一定濃度后會(huì )對水生生物及生態(tài)系統產(chǎn)生有害影響。許多國家和國際組織(國際標準化組織、歐洲標準化委員會(huì )、美國國家標準學(xué)會(huì )等)將其納入水體基本監測指標,也是我國地表水環(huán)境質(zhì)量標準等水質(zhì)標準的控制項目?!兜锼|(zhì)基準—鎘》(2020年版)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,反映現階段地表水環(huán)境中鎘對95%的中國淡水水生生物及其生態(tài)功能不產(chǎn)生有害效應的最大濃度,可為制修訂相關(guān)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量標準、預防和控制鎘對水生生物及生態(tài)系統的危害提供科學(xué)依據。
基準推導過(guò)程中,共納入1137篇中英文文獻和7907條毒性數據庫數據,經(jīng)質(zhì)量評價(jià)后344 條數據為可靠數據,涉及65種淡水水生生物,基本代表了我國淡水水生生物區系特征,涵蓋了草魚(yú)、鳙魚(yú)等我國淡水水生生物優(yōu)勢種。在對急性毒性值(ATV)和慢性毒性值(CTV) 進(jìn)行水體硬度校正后,基于物種敏感度分布法,推導出鎘的短期水質(zhì)基準(SWQC)和長(cháng)期水質(zhì)基準(LWQC),用總鎘濃度表示,單位為mg/L,基準值保留2位有效數字。
2 國內外研究進(jìn)展
表1對比了國內外鎘環(huán)境水質(zhì)基準研究進(jìn)展狀況。美國是較早開(kāi)始水質(zhì)基準研究的國家, 于1980年發(fā)布了單獨成冊的國家鎘環(huán)境水質(zhì)基準文件,并根據最新科學(xué)研究進(jìn)展分別于1985 年、1995年、2001年和2016年進(jìn)行了4次修訂。繼美國之后,加拿大、澳大利亞先后發(fā)布了國家鎘環(huán)境水質(zhì)基準。我國鎘環(huán)境水質(zhì)基準研究始于20世紀末,雖然起步較晚,但進(jìn)展較快, 在借鑒、引用發(fā)達國家水質(zhì)基準理論方法的基礎上,有所創(chuàng )新和突破[1-4],于2020年首次發(fā)布淡水水生生物鎘水質(zhì)基準(表2)。
由于水質(zhì)基準推導方法、物種使用的差異,不同國家甚至同一國家在不同時(shí)期制定的鎘水質(zhì)基準也存在較大差異(表2)。例如:美國1980年發(fā)布淡水水生生物鎘水質(zhì)基準時(shí),短期水質(zhì)基準推導納入了29個(gè)物種的急性毒性數據,長(cháng)期水質(zhì)基準推導納入了13個(gè)物種的慢性毒性數據,鯉魚(yú)急性毒性數據只有1條;在2016年進(jìn)行鎘水質(zhì)基準更新時(shí),短期水質(zhì)基準推導納入了101個(gè)物種的急性毒性數據,長(cháng)期水質(zhì)基準推導納入了27個(gè)物種的慢性毒性數據,鯉魚(yú)急性毒性數據增加至7條。在條件允許的情況下,各國、各地區應根據本國或本地區生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)開(kāi)展基準相關(guān)研究,制定水質(zhì)基準[5]。
表 1 國內外鎘環(huán)境水質(zhì)基準研究進(jìn)展
| 發(fā)達國家 | 中國 |
基準推導方法 |
主要包括評價(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、國際通用物種 | 本土物種、國際通用且在中國水體中廣泛分布的物種、引進(jìn)物種 |
國家 |
制修訂時(shí)間 |
SWQC (μg/L) |
LWQC (μg/L) | 水體硬度 (以CaCO3 計,mg/L) | 物種數(個(gè)) |
推導方法 |
發(fā)布部門(mén) | |
SWQC |
LWQC | |||||||
美國 |
1980 年 | 1.5 | 0.012 | 50 |
29 |
13 |
毒性百分數排序法 |
美國環(huán)境保護局 |
3.0 | 0.025 | 100 | ||||||
6.3 | 0.051 | 200 | ||||||
1985 年 | 1.8 | 0.66 | 50 |
52 |
16 | |||
3.9 | 1.1 | 100 | ||||||
8.6 | 2.0 | 200 | ||||||
1995 年 | 2.067 | 1.4286 | 50 | 不詳 | 不詳 | |||
2001 年 | 2.0 | 0.25 | 100 | 65 | 21 | |||
2016 年 | 1.8 | 0.72 | 100 | 101 | 27 | |||
加拿大 | 1996 年 |
- |
0.018 |
50 |
不詳 |
不詳 | 評價(jià) 因子法 |
加拿大環(huán)境部長(cháng)理事會(huì ) |
2014 年 | 1.2 | 0.10 | 60 |
62 |
36 | 物種敏感度分布法 | ||
2.2 | 0.18 | 120 | ||||||
3.8 | 0.26 | 180 | ||||||
澳大利亞和新西蘭 |
2000 年 |
- |
0.2 |
30 |
不詳 |
不詳 |
物種敏感度分布法 | 澳大利亞和新西蘭環(huán)境保護委員會(huì )、農業(yè)與資源管理委 員會(huì ) |
中國 |
2020 年 | 2.1 | 0.15 | 50 |
57 |
23 |
物種敏感度分布法 |
中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部 |
4.2 | 0.23 | 100 | ||||||
6.5 | 0.29 | 150 | ||||||
8.7 | 0.35 | 200 | ||||||
11 | 0.39 | 250 | ||||||
13 | 0.44 | 300 | ||||||
16 | 0.48 | 350 | ||||||
20 | 0.55 | 450 |
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