水體沉積物質(zhì)量基準研究現(xiàn)狀

鐘文玨，曾毅，祝凌燕

南開大學環(huán)境科學與工程學院教育部環(huán)境污染過程與基準重點實驗室天津城市生態(tài)環(huán)境修復與污染防治重點實驗室，天津300071

沉積物是水體的重要組成部分，也是水體中有機污染物、重金屬和營養(yǎng)鹽等的主要蓄積場所，其污染問題普遍存在于全球的淡水和海洋生態(tài)系統(tǒng)當中。受污染的沉積物不僅直接危害底棲生物，其中蓄積的污染物在適當?shù)沫h(huán)境條件下會釋放到上覆水中，進一步危害到水生生態(tài)系統(tǒng)甚至人類健康［1］。為了能科學有效地評價和治理沉積物污染，北美一些國家于20世紀80年代開始提出了沉積物質(zhì)量基準的概念并對其進行研究。沉積物質(zhì)量基準(sediment quality criteria，SQC)是指特定的化學物質(zhì)在沉積物中不對底棲水生生物或其他有關(guān)水體功能產(chǎn)生危害的實際允許值。沉積物質(zhì)量基準是對水質(zhì)基準的補充，是客觀進行沉積物和水環(huán)境質(zhì)量評價的依據(jù)，對底質(zhì)疏浚及制定污染排放標準具有十分重要的指導意義。隨后，歐洲一些國家也逐漸開始重視沉積物基準研究，但其研究較為分散，到目前為止受到普遍認可和應用的沉積物質(zhì)量基準方法主要源于北美地區(qū)［2］。相對水質(zhì)基準而言，沉積物質(zhì)量基準的研究還不夠完善，對許多問題仍然存在爭議。由于各國家和地區(qū)的研究背景、研究條件、可用數(shù)據(jù)、環(huán)境條件等存在一定的差異，國際上尚沒有建立沉積物環(huán)境質(zhì)量基準的統(tǒng)一方法。因此，國際上對沉積物質(zhì)量基準一般不使用“criteria”一詞，而是用諸如“benchmark”、“guideline”和“screening level”等來描述［3-4］。

筆者的主要目的是，結(jié)合歐美等國家關(guān)于沉積物質(zhì)量基準研究的歷史和現(xiàn)狀，對現(xiàn)有沉積物質(zhì)量基準推算方法的分類、發(fā)展和應用方面進行梳理和分析，并結(jié)合我國實際情況，對我國沉積物環(huán)境質(zhì)量基準體系建立提出相關(guān)建議。至于各種基準計算方法的具體操作及其優(yōu)缺點，已有大量相關(guān)文獻報道［4-9］，筆者不再做重復闡述。

1 常用沉積物質(zhì)量基準計算方法及分類

目前受到認可并應用較為廣泛的沉積物質(zhì)量基準研究方法有十余種，分別為:篩選水平濃度法(screening level concentration approach，SLCA);效應范圍法(effect range approach，ERA);效應水平法(effect level approach，ELA);表觀效應閾值法(apparent effect threshold approach，AETA);一致法(consensus approach，CA);沉積物質(zhì)量三元法(sediment quality triad approach，SQTA);生物效應數(shù)據(jù)庫法(biological effect database for sediment，BEDS);相平衡分配法(equilibrium partitioning approach，EqPA);組織殘留法(tissue residue approach，TRA);加標沉積物毒性測試法(spike-sediment toxicity approach，STA);背景值法(background approach，BA);權(quán)重法(weight of evidence approach，WEA);水質(zhì)基準法(water quality standard approach，WQSA)等等。這些方法的理論基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)需求、統(tǒng)計方法和適用范圍等信息列于表1中。表中，AVS(acid volatile sulfides)表示酸可揮發(fā)性硫化物，SEM(simultaneously extracted metal)表示同步提取金屬元素，SSLC表示目標污染物對某底棲生物的篩選水平濃度，SLC(screening level concentration)表示篩選水平濃度，AET(apparent effect threshold)表示表觀效應閾值，ESBs(equilibrium partitioning sediment benchmarks)表示相平衡沉積物基準。

根據(jù)各種方法的理論基礎(chǔ)，本研究認為可將常用的沉積物基準建立方法分為兩大類:一類是以生物效應數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的生物效應數(shù)據(jù)庫法;第二類是以相平衡分配原理為依據(jù)的相平衡分配法。這與澳大利亞和新西蘭環(huán)保署的分類方法相近。澳大利亞和新西蘭環(huán)保署在2000年的報告中指出，將沉積物質(zhì)量基準的推算方法分為3類［10］，即以污染沉積物的實驗室或者野外暴露實驗為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫法;以相平衡原理為基礎(chǔ)，將現(xiàn)行水質(zhì)基準應用于沉積物孔隙水的方法和背景值法。其中背景值法由于缺乏有力的理論基礎(chǔ)，雖然仍有所應用，但是不再受到推薦。由于在同一理論基礎(chǔ)下推導出的基準值更具可比性，以理論基礎(chǔ)為原則進行分類也受到了普遍認同。因此，本研究推薦以理論基礎(chǔ)為原則將沉積物質(zhì)量基準建立方法進行分類。

生物效應數(shù)據(jù)庫法通過收集污染物的生物效應數(shù)據(jù)建立生物效應數(shù)據(jù)庫，借助簡單的統(tǒng)計分析手段建立沉積物環(huán)境質(zhì)量基準。在以往的研究中，生物效應數(shù)據(jù)庫法特指一種基準建立方法，而在本文則是一類基準建立方法的總稱，凡是需要大量收集與生物效應有關(guān)數(shù)據(jù)的方法均屬于生物效應數(shù)據(jù)庫法。SLCA、ELA、ERA、AETA和BEDS等方法均屬于生物效應數(shù)據(jù)庫法的范疇，它們的主要區(qū)別在于數(shù)據(jù)庫或最終統(tǒng)計方法不同。例如，在數(shù)據(jù)范圍方面，SLCA法只收入監(jiān)測區(qū)域底棲生物的毒性數(shù)據(jù)，ERA法則要收入研究區(qū)域加標毒性實驗數(shù)據(jù)、野外調(diào)查數(shù)據(jù)和通過公式直接計算得到的數(shù)值型沉積物質(zhì)量基準值。各種方法所需的數(shù)據(jù)已列入表1中。根據(jù)統(tǒng)計方法不同(表1)，生物效應數(shù)據(jù)庫法又可分為3類，即單值基準、雙值基準和三軸圖。單值基準法包括SLCA和AETA法，它們運用簡單的統(tǒng)計方法推算出一個單一閾值，當沉積物中的污染物濃度超過閾值時，則認為該污染物對水環(huán)境造成了威脅。這種單一基準值相對簡單，方便使用，但可能會引起保護不足或過保護的結(jié)果。雙值基準法包括ERA、ELA、BEDS、WEA和CA等。雙值法是用2個閾值給出3個范圍，當污染物濃度低于雙值中的低值時，認為產(chǎn)生危害的可能性很小，幾乎可以忽略;當污染物濃度高于雙值中的高值時，則認為危害發(fā)生的可能性很高;如果污染物濃度在二者之間，則為灰色區(qū)域，表示會產(chǎn)生和不會產(chǎn)生不良生物效應的概率接近。使用雙值法評價沉積物質(zhì)量基準避免了統(tǒng)計方法過于簡單導致單值基準不準確的問題，并且可以根據(jù)評價目標選擇基準值。如有需要還可以根據(jù)評價目標，對灰色區(qū)域進行更詳細的劃分，使評價結(jié)果更加可靠合理。三軸圖法只包括SQTA法。這種方法雖然融合了沉積物化學分析結(jié)果、生物測試結(jié)果和現(xiàn)場生物調(diào)查結(jié)果3方面的數(shù)據(jù)，使得評價結(jié)果更加客觀真實，但是數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換和分析處理難度很大，操作性不高。因此，目前其應用實例并不多見。因此，在使用生物效應數(shù)據(jù)庫法推算沉積物質(zhì)量基準時，我們更推薦使用雙值基準法。

表1 常見沉積物質(zhì)量基準計算方法概況Table 1 Overview of common methods for deriving sediment quality criteria

相平衡分配法以熱力學動態(tài)平衡分配原理為基礎(chǔ)，認為當水體中某污染物濃度達到水質(zhì)基準時，沉積物中該污染物的濃度即為沉積物質(zhì)量基準。這類方法具有可靠的理論基礎(chǔ)，充分利用水環(huán)境質(zhì)量基準，間接考慮了污染物的生物有效性，而且不需要大量的生物效應數(shù)據(jù)，具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ饕薊qPA和TRA兩種方法。這兩種方法的基本原理相同，其主要區(qū)別在于保護的目標不同，EqPA法以保護底棲生物為目標，而TRA法則是在EqPA的基礎(chǔ)上考慮生物積累和生物放大作用，以保護野生動物或人類為目標。由于不同地區(qū)沉積物性質(zhì)相差較大，美國環(huán)保局(EPA)在進行沉積物質(zhì)量基準計算時建議用有機碳含量進行標準化，以避免沉積物類型差異所帶來的不確定性。同時，還需要進一步深入研究污染物的吸附解吸行為，從而能夠更準確地分析分配平衡時污染物在固-液間的分配行為。

2 兩類沉積物質(zhì)量基準方法在各國的應用概況

發(fā)達國家對沉積物質(zhì)量基準的研究始于20世紀80年代。1983年，美國環(huán)保局水質(zhì)條例與標準辦公室成立了一個研究小組，開展建立沉積物質(zhì)量基準方法的研究。1984年11月，在意大利佛羅倫薩市召開“沉積物中的化學物質(zhì)在水系統(tǒng)中的歸宿和影響”學術(shù)討論會上，來自歐美等國家的科研人員一起討論了沉積物質(zhì)量基準的概念和方法，表明對沉積物質(zhì)量基準的研究取得了初步進展［11］。隨后，各國積極展開了沉積物質(zhì)量基準研究，下面將對各國沉積物質(zhì)量基準的發(fā)展及應用進行概述。

2．1 相平衡分配法的應用

美國是最早開始關(guān)注水體沉積物質(zhì)量的國家。美國環(huán)保局從1985年就開始利用“儲存與修復系統(tǒng)”(storage and retrieval system)數(shù)據(jù)庫中的沉積物監(jiān)測數(shù)據(jù)評估沉積物污染問題，其評估閾值是將當時的水質(zhì)基準用有機碳含量歸一化后，通過相平衡分配法計算［12］。1986年，EPA正式成立了“沉積物基準技術(shù)咨詢委員會”(Sediment Criteria TechnicalAdvisory Committee)，專門研究推算沉積物質(zhì)量基準的方法。1988年，為了全面管理控制沉積物污染問題，EPA又成立了2個監(jiān)督委員會，即主要負責項目管理的“沉積物監(jiān)督指導委員會”(Sediment Oversight Steering Committee)和負責技術(shù)支撐的“沉積物技術(shù)監(jiān)督委員會”(Sediment Oversight Technical Committee)。這些委員會聯(lián)合推出了一系列沉積物管理政策，并于1998年正式頒布了“污染沉積物管理政策”［13］。該委員會繼1993 年推出苊［14］、熒蒽［15］和菲［16］的相平衡沉積物基準(equilibrium partitioning sediment benchmarks，ESBs)之后，提出應繼續(xù)應用相平衡分配法制定更多的非離子有機污染物的ESBs。為滿足“污染沉積物管理政策”的要求，EPA于2003年提出了混合多環(huán)芳烴［17］、殺蟲劑狄氏劑［18］、異狄氏劑［19］的 ESBs。同年還提出了用相平衡法計算非離子有機污染物的標準方法，并提出了苯、林丹等32種非離子有機污染物的ESBs值［3］。隨后于2005年，又出臺了6種重金屬混合物的ESBs［20］。表2對美國各項沉積物質(zhì)量基準的研究區(qū)域和研究方法進行了總結(jié)，其中包括非美國人對美國區(qū)域進行的研究以及部分研究區(qū)域?qū)儆诿绹难芯俊？梢姡嗥胶夥峙浞ㄊ荅PA推薦的沉積物質(zhì)量基準計算方法，這種方法具有可靠的理論基礎(chǔ);充分利用水環(huán)境質(zhì)量基準，間接考慮了污染物的生物有效性，有利于評估污染物與生物效應之間的關(guān)系;而且不需要大量的生物效應數(shù)據(jù)，具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ诔练e物質(zhì)量基準研究初期，生物效應數(shù)據(jù)較少時，相平衡分配法是較為可行的計算沉積物質(zhì)量基準的方法。

表2 美國沉積物質(zhì)量基準研究Table 2 Researches on sediment quality criteria of USA

荷蘭對土壤質(zhì)量基準有較長時間的研究，為沉積物質(zhì)量基準的研究奠定了堅實基礎(chǔ)。1991年，Van der van der Kooij等［29］等在相平衡分配原理上建立了荷蘭沉積物質(zhì)量基準。這套基準包含兩方面的基準值，一方面為基于水生態(tài)毒理數(shù)據(jù)的基準，另一方面為基于生物累積效應的基準值。兩者之中較低的值則為最終基準值。目前，荷蘭已經(jīng)制定了120種污染物的沉積物質(zhì)量基準，并且已經(jīng)被荷蘭運輸與市政工程部所采用［30］。荷蘭對相平衡分配法的應用與EPA有所區(qū)別。EPA應用的相平衡分配法是以熱力學動態(tài)平衡分配原理為基礎(chǔ)，利用污染物的沉積物-水平衡分配系數(shù)和水質(zhì)基準中污染物的最終慢性毒性值計算沉積物質(zhì)量基準。而荷蘭除了用EPA的方法計算沉積物質(zhì)量基準值之外，還要在一般的相平衡分配法基礎(chǔ)上引入生物富集因子計算另一套基準值(將最終慢性毒性值修正為魚類或人類健康基準值除以生物富集因子)。荷蘭這種將生物富集因子引入相平衡分配法的做法在其他國家并不多見。他們建立的基準體系不僅包括以保護底棲生物為目的的基準，還包括了保護其他動物和人類為目的的基準。與美國環(huán)保局的相平衡分配法相比，荷蘭的基準體系更加健全，但是荷蘭卻存在著毒性數(shù)據(jù)缺乏的問題。在相平衡分配法中，需要用到水生生物的慢性毒性數(shù)據(jù)，最理想的狀況是使用無觀察效應濃度(NOEC)作為慢性毒性值。當NOEC值缺乏時，荷蘭選擇用LC50除以100替代。以100作為評估因子，存在很大的不確定性，不同的國家和不同研究選擇的因子不同，沒有明確的規(guī)定，這就使得最終基準值的不確定性增大。另外，荷蘭用相平衡分配法獲得的基準值為懸浮沉積物的質(zhì)量基準，為獲得底層沉積物質(zhì)量基準還要乘以一個轉(zhuǎn)換系數(shù)。當計算重金屬底層沉積物質(zhì)量基準時轉(zhuǎn)換系數(shù)為1．5，計算有機物沉積物質(zhì)量基準時轉(zhuǎn)換系數(shù)為2。由于該方法與經(jīng)典的相平衡方法不同，所獲得的基準值明顯與其他方法推算出的基準值不同。例如，荷蘭鈣的底層沉積物基準值為8．7 mg·kg-1，明顯高于其他國家和地區(qū)的基準值。

英國最早關(guān)心沉積物質(zhì)量基準也是從解決沉積物疏浚和污水廠污泥處置問題開始的。英國漁業(yè)研究理事會海洋污染監(jiān)測管理組對沉積物疏浚和污水處理廠污泥處置基準問題進行了長期研究，從1989年到1993年之間提出了5份研究報告［31-35］。英國沉積物質(zhì)量基準也是應用相平衡分配法推算而得到的，其中一部分基準值是建立在美國的數(shù)據(jù)之上，還有一些基準值應用歐洲水體數(shù)據(jù)進行了修正［36］。

2．2 生物效應數(shù)據(jù)庫法的應用

除EPA之外，美國還有很多環(huán)保組織和地方環(huán)保局對沉積物質(zhì)量基準進行了大量研究，其中最為突出的是國家海洋與大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA)和佛羅里達州環(huán)保局。1990年，NOAA提出利用生物效應數(shù)據(jù)庫推算沉積物質(zhì)量基準的方法，由于該方法由國家現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢項目組(National Status and Trends Program，NSTP)實施完成，所以被簡稱為 NSTP法［5］。這種方法以生物效應數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，收集北美地區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括通過相平衡分配法獲得的毒性數(shù)據(jù)，通過加標沉積物生物實驗獲得的毒性數(shù)據(jù)以及可靠的野外調(diào)查的生物化學資料。把毒性數(shù)據(jù)從小到大進行排序，將效應范圍低值(ER-L，10%分位值)和效應范圍中值(ER-M，50%分位值)作為評估沉積物質(zhì)量的基準值。NSTP法屬于生物效應數(shù)據(jù)庫法的一種，融合了廣泛多樣的生物效應數(shù)據(jù)，克服了相平衡分配法中相平衡分配常數(shù)Kp值影響因素過多、忽略除間隙水外的暴露途徑等影響基準準確性和可靠性的因素，因此受到了世界各國的普遍認可。美國的多個州、加拿大、澳大利亞和新西蘭以及我國香港地區(qū)等用于計算沉積物質(zhì)量基準的方法都是由NSTP法衍生而來。1996年，美國佛羅里達州采用該方法計算了內(nèi)陸水體沉積物和近海沉積物質(zhì)量基準。美國用生物效應數(shù)據(jù)庫法建立沉積物質(zhì)量基準的研究列于表2中。

經(jīng)過長期的研究，美國在沉積物質(zhì)量基準方面的工作已碩果累累。但是，美國環(huán)保局和各地方政府間產(chǎn)生了脫離現(xiàn)象，環(huán)保局在推導沉積物質(zhì)量基準時均采用EqP法，而地方政府除了紐約州之外，卻均使用了生物效應數(shù)據(jù)庫類的方法，這就使得結(jié)果難于比較，也造成了無法推出普遍適用于全國范圍的基準值的問題。

加拿大是使用生物效應數(shù)據(jù)庫法推導沉積物質(zhì)量基準的典型國家。1988年，加拿大安大略省環(huán)境保護局對疏浚沉積物質(zhì)量基準進行了研究，提出了推導三段式沉積物質(zhì)量基準的方法，即用2個基準閾值將沉積物質(zhì)量分為3個水平的方法，這是加拿大較早對沉積物質(zhì)量基準的研究［37］。隨后多個地區(qū)先后提出了沉積物質(zhì)量基準導則，1991年，Bennett和Cubbage［38］對加拿大各地區(qū)的沉積物質(zhì)量基準推導方法進行了綜述，可供參考。隨著研究的深入，不斷有新版沉積物質(zhì)量基準計算導則推出，但是其基本原則并沒有改變，均是以生物效應數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，用2個基準值(效應低值和效應高值)將污染物對底棲生物的長期慢性毒性效應分為3個水平，即無效應水平、最低效應水平和篩選水平。其中篩選水平濃度(相當于效應高值)表示對底棲生物具有顯著危害的濃度水平，最低效應水平濃度(相當于效應低值)表示能夠保護大多數(shù)底棲生物的濃度水平。1992年，加拿大環(huán)境部頒布了海洋環(huán)境質(zhì)量基準導則，詳細闡述了各種沉積物質(zhì)量基準計算方法，并推薦應用生物效應數(shù)據(jù)庫方法推導海洋沉積物質(zhì)量基準［39］。該報告總體上支持將沉積物質(zhì)量分為3個水平的理論，并認為直接應用劑量效應關(guān)系和更多相關(guān)的生態(tài)數(shù)據(jù)得出的基準值要比通過間接生物效應獲得基準值(比如相平衡法)更合理。1995年，加拿大環(huán)境部長理事會(Canadian Council of Ministers of the Environment，CCME)頒布了沉積物質(zhì)量基準計算導則，并于1999年進行了修改。該方法雖然與美國佛羅里達州沉積物質(zhì)量基準建立方法相同，但由于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)不同，2個地區(qū)最終獲得的重金屬和有機污染物的基準值存在明顯差異。同時，比較海洋沉積物質(zhì)量基準和淡水沉積物質(zhì)量基準發(fā)現(xiàn)兩者差異并不明顯［40］。縱觀加拿大頒布的各種沉積物質(zhì)量基準發(fā)現(xiàn)，用閾值效應水平(threshold effect level，TEL)和可能效應水平(probably effect level，PEL)雙基準將沉積物質(zhì)量分為3個水平來評估沉積物質(zhì)量的方法在加拿大受到了普遍認可。雖然加拿大魁北克市提出了應用5個基準值評價沉積物質(zhì)量［41］，在TEL和PEL的基礎(chǔ)上還增加了頻繁效應水平(frequent effect level，F(xiàn)EL)、偶然效應水平(occasional effect level，OEL)和罕見效應水平(rare effect level，REL)，但實際還是根據(jù)不同的評價目標，應用雙值基準作為評價標準。例如，當以防止工業(yè)排放污染為目的時，用REL和TEL值作基準值;當以管理疏浚沉積物為目的時，應用OEL和FEL作為基準值;當以修復污染點為目的時，則以PEL和FEL作為基準值。魁北克市的這種做法非常值得借鑒。通常認為，生物效應數(shù)據(jù)庫法由于統(tǒng)計方法簡單，很可能會造成過保護現(xiàn)象。如果將灰色區(qū)域和很可能發(fā)生危害的區(qū)域進行再次劃分，則可以根據(jù)研究目的、保護目標和研究區(qū)域的實際情況選擇不同的基準值，使得評價工作更加合理可行。

澳大利亞和新西蘭環(huán)境保護委員會(ANZECC)推薦的沉積物質(zhì)量基準計算方法也是生物效應數(shù)據(jù)庫法。ANZECC使用的主要是北美的生物效應數(shù)據(jù)庫，增加了一些污染點篩選數(shù)據(jù)和一些用相平衡分配法預測的數(shù)據(jù)。ANZECC認為在現(xiàn)有數(shù)據(jù)條件下，引入無效應數(shù)據(jù)會對基準值造成更大的偏差，因此其生物數(shù)據(jù)庫只包括有效應數(shù)據(jù)。為了降低只使用有效應數(shù)據(jù)計算沉積物基準而帶來的偏差，ANZECC采取了一系列措施。例如，在計算重金屬沉積物質(zhì)量基準時，充分考慮生物可利用性問題，去掉了不可被生物利用的部分(用酸可揮發(fā)性硫化物AVS表示)。在研究毒性效應時，ANZECC還考慮了氧化還原電位和pH值對生物可利用性的影響。另外，需要對計算得到的ER-L和ER-M評估其合理性。例如，用生物效應數(shù)據(jù)庫法計算出的砷的ER-L值，比砷在澳大利亞很多區(qū)域沉積物背景值還要低，顯然不合理。因此，砷的ER-L值并沒有被定義為臨時沉積物質(zhì)量基準低值(ISQG-L)，而是把將其修正為20 mg·kg-1(以樣品干質(zhì)量計)。

為了彌補數(shù)據(jù)不足的問題，ANZECC開展了多項研究，補充沉積物對底棲生物的毒性數(shù)據(jù)，并且不斷進行更新，以更準確評估沉積物質(zhì)量基準［10］。

3 我國沉積物質(zhì)量基準發(fā)展概況

我國在沉積物質(zhì)量基準方面的研究起步較晚，到目前為止，只有零星的重金屬沉積物質(zhì)量基準研究，關(guān)于有機污染物沉積物質(zhì)量基準的研究鮮有報道。香港是我國沉積物質(zhì)量基準研究起步最早的地區(qū)。20世紀90年代初，為了大規(guī)模底泥疏浚工程的需要，香港地方政府急需查明港灣沉積物污染的危害程度，需要有適合當?shù)貤l件的沉積物質(zhì)量基準作為識別和管理的手段。為了解決這個問題，香港委托加拿大EVS環(huán)境咨詢委員會建立了重金屬的初步沉積物質(zhì)量基準［42］。除香港之外，我國還有一些零星的重金屬沉積物質(zhì)量基準的研究。例如，20世紀80年代，湖南省環(huán)保所等單位在開展湘江重金屬水環(huán)境容量研究時，曾用生物毒理學方法進行了株洲江段底泥重金屬標準的研究。20世紀90年代以來，張曙光等［43］、霍文毅等［44］先后討論了長江、黃河泥沙重金屬質(zhì)量基準的制定。劉文新等［45-46］結(jié)合鄱陽湖水系樂安河沉積物質(zhì)量評價工作，探討了應用沉積物質(zhì)量三元法和平衡分配法建立河流沉積物重金屬質(zhì)量基準的可能性。國家海洋局海洋環(huán)境監(jiān)測中心根據(jù)國際文獻和我國近海沉積物性質(zhì)和污染現(xiàn)狀，嘗試討論了海洋沉積物中幾種污染物的質(zhì)量管理標準［47］。這些研究對我國重金屬沉積物質(zhì)量基準研究具有一定參考價值。但從總體上說，我國在沉積物質(zhì)量基準領(lǐng)域的研究工作還十分薄弱，急待開展系統(tǒng)深入研究，尤其是在有機污染物沉積物質(zhì)量基準方面。有毒有機物是環(huán)境中種類最多、影響范圍最廣的一類污染物，其對沉積物質(zhì)量的影響不容忽視。為了能夠更準確地評估沉積物質(zhì)量，建立沉積物質(zhì)量基準，在今后的工作中，科研工作者可從這兩方面入手，對有機物的沉積物質(zhì)量基準進行深入研究。

4 展望

雖然歐美一些國家對沉積物質(zhì)量基準的研究已經(jīng)開展了很多年，但是仍存在很多問題。與水質(zhì)基準的研究相比，沉積物質(zhì)量基準的研究還落后很多。沉積物中的有機碳含量、沉積物性質(zhì)、酸可揮發(fā)性硫化物等因素對沉積物基準的影響還不明確。迄今為止，還不能通過任何一種方法，建立具有普遍意義的沉積物質(zhì)量基準。雖然相平衡分配法和生物效應數(shù)據(jù)庫法在國際上被認為是具有很大發(fā)展前途的方法，但是依然很難僅依靠一種方法建立可靠的基準。今后的研究重點應放在建立多種基準建立方法相結(jié)合的基準體系，確定統(tǒng)一的分析方法，綜合運用沉積物化學分析、生物調(diào)查和毒理學實驗手段評價沉積物質(zhì)量等方面。當數(shù)據(jù)充足時，可考慮使用SQTA建立更加直觀可視的三軸圖來評價沉積物質(zhì)量。

生物效應數(shù)據(jù)庫法由于能夠充分利用廣泛多樣的生物效應數(shù)據(jù)，并且能夠隨著數(shù)據(jù)庫的擴大和更新而不斷改進，受到了國際上的廣泛關(guān)注。但是這些方法均依賴于大量的生物效應數(shù)據(jù)，以我國目前的研究狀態(tài)，很難獲得充足的數(shù)據(jù)支撐。同時對于各種數(shù)據(jù)的甄別、篩選和校正也存在一定的困難。因此，利用基于生物效應的方法建立沉積物質(zhì)量基準，目前在我國的適用范圍有限。相平衡分配法具有可靠的理論基礎(chǔ);充分利用水環(huán)境質(zhì)量基準，間接考慮了污染物的生物有效性，有利于評估污染物與生物效應之間的關(guān)系;而且不需要大量的生物效應數(shù)據(jù)，具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼耍瑢τ谀壳俺练e物質(zhì)量基準研究處于初級階段的我國，更適合使用相平衡分配法計算污染物沉積物質(zhì)量基準。但是相平衡分配法的關(guān)鍵因子(相平衡分配常數(shù)Kp)由于影響因素過多而很難獲得準確值，而且相平衡分配法忽略了除間隙水外其他暴露途徑對沉積物質(zhì)量基準的影響。隨著研究的深入，我國應大量開展關(guān)于污染沉積物生物效應的研究，彌補生物效應數(shù)據(jù)不足的缺點，為應用生物效應數(shù)據(jù)庫法建立沉積物質(zhì)量基準奠定基礎(chǔ)。在目前的沉積物質(zhì)量基準研究中，建議采用2種方法推算沉積物質(zhì)量基準值，并建立多元評價標準。研究相平衡分配法計算的基準值與用生物效應數(shù)據(jù)庫法計算的基準值的符合程度，從可比性、可靠性和可預測性3方面綜合分析兩種方法推算出的沉積物質(zhì)量基準的合理性和可用性，從而獲得最終的污染物沉積物質(zhì)量基準值，為全面評價水環(huán)境生態(tài)風險提供可靠依據(jù)。

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