HJ 831-2017 淡水水生生物水质基准制定技术指南.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准中华人民共和国国家环境保护标准HJ 831-2017淡水水生生物水质基准制定淡水水生生物水质基准制定技术指南技术指南Technical Guideline for Deriving Water Quality Criteria forthe Protection of Freshwater Aquatic Organisms2017-05-11 发布发布2017-09-01 实施实施环 境 保 护 部环 境 保 护 部发布发布i目目次次前言.ii1 适用范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 水质基准的制定程序.25 水质基准污染物质的确定.36 毒性数据收集和筛选.37 物种筛选.58 水质基准的推导.69 水质基准的审核.810 基准的应用.8附录 A（规范性附录）时间加权平均值的算法.10附录 B（资料性附录）国际通用毒性测试淡水水生生物名.11附录 C（资料性附录）中国本土敏感淡水水生生物推荐名录（2016 年）.12附录 D（规范性附录）SSD 模型与拟合优度评价准则.16附录 E（资料性附录）淡水水生生物水质基准技术报告编制大纲.19ii前言为贯彻中华人民共和国环境保护法中华人民共和国水污染防治法和水污染防治行动计划，科学、规范地制定淡水水生生物水质基准，制定本标准。本标准规定了淡水水生生物水质基准制定程序、方法与技术要求。本标准附录 A、附录 D 为规范性附录。本标准附录 B、附录 C、附录 E 为资料性附录。本标准为首次发布。本标准为指导性标准。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准主要起草单位：中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室、中国科学院生态环境研究中心。本标准由环境保护部年 月 日批准。本标准自 2017 年 9 月 1 日起实施。本标准由环境保护部解释。1淡水水生生物水质基准制定技术指南1 适用范围本标准规定了淡水水生生物水质基准制定的程序、方法与技术要求。本标准适用于我国淡水水生生物水质基准的制定。本标准不适用于内分泌干扰物及高富集性有机物等物质的淡水水生生物水质基准制定。2 规范性引用文件本标准内容引用下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 13266 水质物质对蚤类（大型蚤）急性毒性测定方法GB/T 13267 水质物质对淡水鱼（斑马鱼）急性毒性测定方法GB/T 21766 化学品生殖/发育毒性筛选试验方法GB/T 21805 化学品藻类生长抑制试验GB/T 21806 化学品鱼类幼体生长试验GB/T 21830 化学品藻类急性活动抑制试验GB/T 21854 化学品鱼类早期生活阶段毒性试验GB/T 29763 化学品稀有鮈鲫急性毒性试验GB/T 29764 化学品青鳉鱼早期生命阶段毒性试验3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1 水质基准 water quality criteria水环境中的污染物质或有害因素对人体健康和水生态系统不产生有害效应的最大剂量或水平。3.2 淡水水生生物水质基准 freshwater quality criteria for the protection of aquatic organisms能够保护淡水水生生物及其生态功能的水质基准，包括短期水质基准和长期水质基准。3.3 短期水质基准 short-term water quality criteria2短期暴露（暴露时间小于等于 4 天）下能够保护淡水水生生物及其生态功能的水质基准。3.4 长期水质基准 long-term water quality criteria长期暴露（暴露时间大于等于21天）下能够保护淡水水生生物及其生态功能的水质基准。3.5 中国本土物种 Chinese native species不受人类干扰，完全靠自然因素栖息在中国或中国某一特定区域的生物类群。3.6 物种敏感度分布 species sensitivity distribution，SSD描述不同物种对环境因子敏感性相互关系的数据分布，本标准采用环境因子的效应浓度与受影响物种累积概率之间的关系曲线来表示。3.7 5%物种危害浓度 hazardous concentration for 5%of species，HC5受影响物种的累积概率达到5%时的污染物质浓度，或95%的物种能够得到有效保护的污染物质浓度。3.8 评价因子 assessment factor，AF从HC5外推来获得水质基准所需的调整数值。3.9 急慢性比 acute-chronic ratio，ACR污染物质急性毒性与慢性毒性数值的比值。3.10 半数致死浓度 50%of lethal concentration，LC50引起一组受试实验生物半数死亡的浓度。3.11 半数效应浓度 50%of effective concentration，EC50引起一组受试实验生物半数出现某种生物效应的浓度。3.12 无观察效应浓度 no observed effect concentration，NOEC在规定的暴露条件下，通过实验和观察，一种外源污染物质不引起生物任何有害作用的最高浓度。3.13 最低观察效应浓度 lowest observed effect concentration，LOEC在规定的暴露条件下，通过实验和观察，一种外源污染物质引起生物某种有害作用的最低浓度。3.14 最终毒性值 final toxicity value某物种对某一污染物质所有急性/慢性毒性值的几何平均值。4 水质基准的制定程序水质基准值的推导主要包括 5 个步骤（图 1），具体如下：（1）水质基准污染物质的确定；（2）毒性数据收集和筛选；3（3）物种筛选；（4）水质基准的推导；（5）水质基准的审核。数据收集毒性数据水环境理化数据环境分布数据数据评价物种筛选水质基准的推导水质基准的审核水质基准污染物质的确定图 1淡水水生生物水质基准制定流程5 水质基准污染物质的确定用于制定淡水水生生物水质基准的污染物质，其筛选确定应满足以下要求：（1）该物质在多数自然水体中能够检出，或通过模型方法预测其可能普遍存在，并具有潜在的生态危害或风险；（2）该物质的化学性质及其环境行为参数具有可得性；（3）该物质具有有效的分析检测方法；（4）当物质在水中以多种离子形式存在时，应视为同一种物质；（5）当污染物质较多时，应进行优先度排序。6 毒性数据收集和筛选46.1 数据来源数据主要包括淡水水生生物毒性数据、水体理化参数数据、物质固有的理化性质数据和环境分布数据等。数据来源主要有：（1）国内外毒性数据库；（2）本土物种实测数据；（3）公开发表的文献或报告。6.2 数据可靠性判断与分级为了保证水质基准的科学性，需要对数据的可靠性进行评价。数据可靠性的判断依据主要包括：（1）是否使用国际、国家标准测试方法和行业技术标准，操作过程是否遵循良好实验室规范（Good Laboratory Practice，GLP）；（2）对于非标准测试方法的实验，所用实验方法是否科学合理；（3）实验过程和实验结果的描述是否详细；（4）文献是否提供了原始数据。可靠性数据分为4个等级：（1）无限制可靠数据：数据来自GLP体系，或数据产生过程完全符合实验准则（参照GB/T 13266，GB/T 13267，GB/T 21766，GB/T 21805，GB/T 21806，GB/T 21830，GB/T 21854，GB/T 29763，GB/T 29764）；（2）限制性可靠数据：数据产生过程不完全符合实验准则，但有充足的证据证明数据可用；（3）不可靠数据：数据产生过程与实验准则有冲突或矛盾，没有充足的证据证明数据可用，实验过程不能令人信服或被判断专家所接受；（4）不确定数据：没有提供足够的实验细节，无法判断数据可靠性。6.3 可靠性数据筛选方法用于水质基准制定的数据，应采用无限制可靠数据和限制性可靠数据，其筛选应符合以下规定：（1）实验过程中应严格控制实验条件，宜维持在受试物种的最适生长范围之内，其中，溶解氧饱和度大于 60%，总有机碳或颗粒物的浓度不超过 5 mg/L；（2）实验用水应采用标准稀释水，不能使用蒸馏水或去离子水；（3）实验必须设置对照组（空白对照组、助溶剂对照组等），如果对照组中的物种出现胁迫、疾病和死亡的比例超过 10%，不得采用该数据；（4）优先采用流水式实验获得的物质毒性数据，其次采用半静态或静态实验数据；5（5）一般情况下，污染物质的实测浓度与理论浓度的偏差须小于 20%。对于偏差大于20%的数据，可采用经时间加权平均法（见附录 A）处理的数据；（6）以单细胞动物作为受试物种的实验数据不得采用；（7）急性毒性效应测试终点（主要包括 LC50和 EC50）数据宜使用暴露时间小于等于 4天的毒性数据；（8）慢性毒性效应测试终点（主要包括 NOEC 和 LOEC）数据宜使用暴露时间大于等于 21 天的毒性数据；（9）涉及的物种应符合本标准第 7 章的规定；（10）当同一物种的同一毒性终点实验数据相差 10 倍以上时，应剔除离群值。（11）对于一些重要的污染物质，如果硬度、有机质（主要为富里酸、腐殖酸、有机小分子等）、pH 值等水环境要素对其毒性有显著影响，在基准确定时应充分考虑水环境要素的影响，依据水质条件或建立生物配体等模型进行修正。7 物种筛选7.1 物种来源基准受试物种应包含不同营养级别和生物类别，主要包括三类：（1）国际通用物种（见附录 B），并在我国自然水体中有广泛分布；（2）本土物种，敏感的本土物种见附录 C；（3）引进物种。针对我国珍稀或濒危物种、特有物种，应根据国家野生动物保护的相关法规选择性使用作为受试物种。7.2 受试物种筛选原则受试物种筛选原则包括：（1）受试物种在我国地理分布较为广泛，在纯净的养殖条件下能够驯养、繁殖并获得足够的数量，或在某一地域范围内有充足的资源，确保有均匀的群体可供实验；（2）受试物种对污染物质应具有较高的敏感性及毒性反应的一致性；（3）受试物种的毒性反应有规范的测试终点和方法；（4）受试物种应是生态系统的重要组成部分和生态类群代表，并能充分代表水体中不同生态营养级别及其关联性；（5）受试物种应具有相对丰富的生物学资料；（6）应考虑受试物种的个体大小和生活史长短；（7）受试物种在人工驯养、繁殖时，应保持遗传性状稳定；6（8）当采用野外捕获物种进行毒性测试时，应确保该物种未曾接触过污染物质。7.3 推导水质基准的物种和数据要求在确定水质基准的过程中，应尽可能收集相关数据，用于水质基准推导的毒性数据需要满足以下要求：（1）物种应该至少涵盖 3 个营养级：水生植物/初级生产者、无脊椎动物/初级消费者、脊椎动物/次级消费者；（2）物种应该至少包括 5 个：1 种硬骨鲤科鱼、1 种硬骨非鲤科鱼、1 种浮游动物、1种底栖动物、1 种水生植物。当毒性数据不满足以上最低数据要求时，可采用以下处理：（1）进行相应的环境毒理学实验补充相关数据；（2）对于模型预测获得的毒性数据，经验证后可作为参照数据；（3）当慢性毒性数据不足时，可采用急慢性比推导长期基准值。急慢性比数据的获得至少应包括同样实验条件下 3 个物种（一种鱼类、一种无脊椎动物、一种对急性暴露敏感的淡水物种）的急、慢性毒性数据。8 水质基准的推导8.1 水质基准推导方法推荐采用物种敏感度分布法推导淡水水生生物水质基准。示意图如图 2 所示：图 2应用物种敏感度分布法推导 HC5的示意图具体推导步骤如下：7（1）毒性数据分布检验将筛选获得的污染物质的所有毒性数据进行正态分布检验（如 K-S 检验、t 检验）；若不符合正态分布，应进行数据变换（例如对数变换）后重新检验。（2）累积概率计算将所有已筛选物种的最终毒性值按从小到大的顺序进行排列，并且给其分配等级 R，最小的最终毒性值的等级为 1，最大的最终毒性值等级为 N，依次排列。如果有两个或者两个以上物种的毒性值是相等的，那么将其任意排成连续的等级，计算每个物种的最终