綜合評分法篩選水污染物排放控制因子

韓 絮，吳建民，劉新會，方 莉

（1.環境保護部對外合作中心，北京 100035；2.北京師范大學環境學院，北京 100875）

工業是我國水污染物的主要排放源。2010年我國廢水排放量617.3億噸，其中工業廢水排放量237.5億噸，約占廢水總排放量的38.5%[1]。工業水污染物排放標準是評價水環境質量和企業環境污染程度的重要依據，也是控制污染物進入水環境的重要手段。水污染物排放標準的制定是關系到排放標準的實用性和可操作性的重要環節，而控制因子篩選是標準制定的重要環節。在我國現有水污染物排放標準的編制過程中，對控制因子的篩選多為直接提出，并未給出充分的依據。本研究旨在建立工業水污染物排放標準編制的篩選控制因子的方法和程序，指導標準的制修訂工作。

1 控制因子及其篩選原則

工業水污染物一般可分為3類：1）有毒有害污染物，尤其是被列入優先控制名錄的污染物；2）常規污染物，包括生化需氧量、大腸桿菌、油脂、總懸浮固體和pH值等；3）非常規污染物，指既未列入有毒物質名錄，又未列為常規污染物的污染物，包括非毒性無機化合物、色度、熱等[2]。美國在確定某行業或某行業子類需要控制的污染物時，在大量文獻調研、數據評價和測試分析的基礎上，先列出該行業或者行業子類排放廢水中可能存在的污染物，然后根據監測得到的各類污染物的平均濃度、總量以及污染物對環境的影響程度評估，最終確定列入控制清單的污染物。

國內目前針對控制因子篩選的研究多集中在對環境優先污染物的篩選，其篩選原則如下[3]：

（1）化合物毒性效應大：毒性效應包括急性毒性、慢性毒性、特殊毒性等因素。急性毒性指標常見的參數是LD50（半致死劑量）和LC50（半致死濃度）。慢性毒性則一般選用比較直觀和易于比較的參數TDL0（最低中毒濃度）[4]。

（2）生物累積性：對污染物毒性的考慮，還包括由于它的毒性而產生的環境效應、生物效應對人體的危害。因此，富集性及水生生物毒性也列為篩選優先污染物的重要指標。

（3）具有一定基礎條件，易于監測。基礎條件包括具有采樣、分析方法，可獲得標準物質，具有分析儀器等；有國家監測方法的可以應用國家監測方法。

控制因子篩選過程所需要的毒性數據多通過動物實驗獲得，數據的有效性和可靠性對其影響較大，對于數據缺失的污染物評估困難，也曾因篩選過程缺乏統一標準而受到質疑[5]。并且，國內控制因子的篩選評價指標較少，標準中存在缺項、漏項的問題，制定過程未形成科學的程序，篩選的依據也并不充分。

2 控制因子篩選方法和程序

2.1 控制因子篩選方法

綜合評分法是在篩選污染物時，對各種參數和因素設定評分標準和權重，對備選的污染物進行綜合評分，并按照得分的多少確定優先等級。在評分前，首先要設定評價系統和權重，給評價標準中的各個參數分別設定一個權重。在篩選時，對污染物逐一就各個參數進行打分，并輔之以權重計算得分，各個參數得出的分數相加即為這一污染物得到的總分值。將各污染物得分從高到低進行排序，確定其需要進行污染物控制的輕重緩急。綜合評分法在篩選水環境優先污染物中已有廣泛的應用[6-7]，但在篩選工業水污染物控制因子中尚屬首次。

采用綜合評分法確定化學污染物的篩選，在篩選指標上，主要采用毒性和暴露水平兩大類指標描述污染物對環境的危害。毒性主要采用美國國家環保局工業環境實驗室得出潛在危害指數作為衡量指標，潛在危害指數即考慮了化學污染物的一般毒性和“三致”性，也考慮了累積性和慢性毒性，可綜合評價污染物對環境的生態影響。暴露水平選擇年排放量和檢出頻率為衡量指標，體現污染物控制的經濟技術條件，重點考慮量大面廣的污染物。

控制因子篩選指標見圖1。

（1）潛在危害指數的計算

潛在危害指數計算式如下：

圖1 控制因子篩選指標

式中：N —— 潛在危害指數；A —— 某化學物質的AMEG所對應的值；B —— 潛在“三致”化學物質的AMEG所對應的值；a、a，、b為常數。

A、B值及a、a，和b的確定原則如下[6-7]：a、a，和b的確定原則：可以找到B值時a = 1，無B值時a = 2；污染物有積蓄或慢性毒性時a，= 1.25，僅有急性毒性時a， = 1；可以找到A值，b = 1，找不到A值時，b = 1.5。

（2）指標分值

潛在危害指數分值[6]：化學物質潛在危害指數數值分值（以Aa表示）范圍在1～30，將其劃分為5個區間，見表1。

表1 潛在危害指數分值

潛在危害指數大于25時，此范圍內的化合物多為國際上公認的強致癌物質。

污染物年排放量作為指標體系的參數，體現控制因子篩選時對行業污染物排放量的考量。其分值按下表進行確定[8]：污染物年排放量（b、t/a）分值（以Ab表示）見表2。

表2 年排放量分值

污染物檢出頻率（以c表示，%）綜合考量污染物在各重點流域的檢出率，將檢出率分為0～1、1～10、10～30、30～50、50～70、70～100六個區間，并根據落入不同區間的檢出率賦予其分值（以Ac表示，%），見表3。

表3 污染物檢出頻率分值

對各單項指標的分值，引入權重系數，進行加權計算，因此要確定各因子的權重。對重要的因子要制定比較而言更大的權重，使其在確定最后分數時能夠產生最大的影響。在對水環境污染物制定排放標準時，對環境的潛在危害指數應該是最重要的因子，其涵蓋污染物的毒性、“三致”性和累積性，所以將其權重定為3；將其年排放量和檢出率分別定為1。則總分值（T）計算如下：

在綜合計算得出污染物總分值后，根據排放標準實際制定中的需要確定需要列入控制因子的總分值下限。

2.2 控制因子篩選程序

對控制因子的篩選應綜合考慮污染物毒性勢和暴露勢兩方面的因素，即標準制定中需要考慮的環境影響、技術條件，并結合經濟條件，采用傳統的“三步法”，最終確定選入標準的控制因子。

（1）初選

在確定某行業或某行業子類需要控制的污染物時,在做大量的文獻調研、數據評價和測試分析的基礎上，通過進行工藝分析，包括對所用原材料進行精細分析，列出該行業或者行業子類排水中可能存在的污染物。在此階段參照工業發達國家（美國、德國）相關行業的控制名單，中國優先控制污染物名單、《國家危險廢棄物名錄》等。

我怎么能走開呢？我不相信浪漫，是因為我多年以來一直渴望浪漫，而生活總是無情地嘲笑我。今天的邂逅是我多年來的夢想。雖然我對羅馬充滿戒心，但如果此時我就這樣走開，那么我會遺憾一生。我不是一個膽小鬼，也不是一個恐懼美麗的人。雖然，我的指尖在微微顫抖。

（2）精選

初選名單中的有毒污染物或行業特征污染物，按照綜合評分指標體系進行評分，并將各污染物按照所得分數從高到低排列，選出需要在標準中優先控制的污染物。

（3）復核

經過綜合評分，列入標準控制因子備選名單的污染物，調研其治理技術情況、國內監測條件以及企業控制此污染物排放的成本情況，以及國內現有法律法規、行業發展規劃的政策條件，最終確定標準中污染物排放控制名單。

在最終確定控制因子時，遵照幾點原則：1）在現有治理技術無法有效去除污染物時，在一般地區可不進行控制；但是在環境敏感地區可進行排放控制；2）在國內有監測技術，但是其日常監測成本高于普通污染物監測成本時，可按年限滾動執行，對現源暫不控制，但是對新源要加以排放控制；3）在國內外環境政策管制重點的污染物，要列入控制因子；4）對污染物排放控制成本過高時，在一般地區可不進行控制；但是在環境敏感地區可進行排放控制。

控制因子篩選程序如圖2所示。

圖2 控制因子篩選程序

3 綜合評分法篩選感光材料工業水污染物排放標準控制因子

感光材料是照相中使用的膠片、膠卷、相紙以及印刷中使用的板材等材料的總稱，制造各種感光材料的企業包括膠片生產廠、相紙生產廠、膠印版材生產廠等。環境保護部于2007年啟動了感光材料工業污染物排放標準的制訂工作。在本標準制定過程中，應用了綜合評分法篩選水污染物排放標準控制因子。

3.1 建立初始名單

感光材料生產過程一般包括片基或紙基的制造、照相乳劑制備、涂布、干燥、收片和整理包裝。感光材料生產過程中產生的主要污染物來自于不同工序的排污節點。乳劑制備，由于乳劑種類多樣，不同的原料會產生不同的污染物，但是廢水中的主要成分相似，主要有：Ag+、、、OH-、Na+（K+）、等；涂布過程沖洗乳劑配置鍋排出的廢水中主要含有Ag+、、OH-、、、酚類、成色劑等。成色劑是感光材料感光后在顯影過程中與顯影劑氧化物發生耦合反應，生成彩色染料而得到彩色影像的有機化合物，其污染控制主要體現在對BOD5的控制中。

對于印刷感光材料的生產，在化學法處理鋁板基的生產過程中，將產生大量的廢液，其pH值、SS、COD等污染物含量嚴重超標，性質復雜多變。堿洗除油階段，由于配制長效堿需要添加檸檬酸鹽等有機物，因此排出的廢堿液，其特點是含堿量高，含鋁離子，除了pH值、懸浮物等污染因子外，廢堿液中還含有較高濃度的有機物、油類和磷等污染物質，有機物主要包括甲醇、乙醇、丁醇、丙酮、二甲酯、異丙醇、明膠、二氯甲烷及醛類[9]。電解工序排出的廢液，鹽酸的含量在2000～4000mg/L，還含有氯化鈉、氯化銨、胺類、醛類、有機酸等不同成分的腐蝕抑制劑和穩定劑。

通過對感光材料制造工業所用原料的分析，以及水中檢測成分分析顯示，照相感光材料和印刷感光材料生產產生的污染物相似程度高，制定統一的排放標準加以控制。控制因子初始名單共包含19項：Ag、Al、LAS、pH、NH3-N、NH4+、磷、懸浮物、甲醇、乙醇、丁醇、丙酮、揮發酚類、乙二醇、二甲酯、異丙醇、明膠、二氯甲烷、醛類。

分析初始名單顯示：1）pH值、NH3-N、NH4+、磷、懸浮物為常規監測污染物，且氨氮為國家污染物總量控制重點污染物，因此將pH值、氨氮、總氮、總磷和懸浮物列入本標準的常規控制因子；2）乙醇、丁醇、乙二醇、二甲酯、異丙醇和明膠等有機物結構相似，無毒性作用且易被氧化，列入CODCr、BOD5控制項目；3）Ag、Al、LAS、甲醇、丙酮、二氯甲烷、醛類和揮發酚8項需要通過綜合評分確定其是否列入控制因子。

3.2 綜合評分篩選

計算以上8種污染物的潛在危害指數、年排放量和檢出頻率得分，計算其總分并排序。根據企業分布情況，重點查閱有文獻報道的黃河、珠江、遼河、渤海、長江上海段、太湖幾大水域的檢出情況，確定8種污染物檢出率（見表4）。

表4 8種污染物總得分

從表4可以看出，8種污染物按照綜合評分得分從高到低分別為銀、LAS、揮發酚、醛類、鋁、丙酮、甲醇和二氯甲烷。其中醛類、鋁、丙酮、甲醇和二氯甲烷5種污染物得分均在10以下，且因行業年排放量低、非感光材料行業特征污染物，經征求行業內專家意見，暫不列為本標準的控制因子。

3.3 確定控制因子

經過初始篩選和綜合評分篩選，確定感光材料工業污染物排放標準控制因子如表5所示，其中銀列入有害控制項目，其余9項列入常規控制項目。

表5 主要控制項目

為了控制排入水中污染物的總量，同時也體現對污染物排放總量的控制，標準中也將單位產品基準排水量列為控制項目，以防止企業發生稀釋排放行為。

4 結論

綜合評分法篩選工業水污染物排放標準控制因子，可選擇污染物的潛在危害指數、年排放量和環境檢出率，從毒性勢和暴露勢兩方面考量污染物對環境的影響。在感光材料工業水污染物排放標準的制定中，首次應用綜合評分法進行控制因子的篩選，得出Ag、LAS及揮發酚三項指標需在標準中控制，結合初選結果，選定10項污染物控制指標。在綜合評分法應用于水污染物排放標準制定過程中，應加強綜合得分控制閾值的研究，以更加科學地對不需控制的因子加以排除。

[1] 國家環保部.2011中國環境狀況公報[Z].

[2] 王曦. 美國環境法概論[M].武漢：武漢大學出版社，1992.

[3] 侯娟. 感光材料沖洗行業污染物排放標準研究[Z].2005.

[4] Epa U.Technical Support Document for Water Quality-Based Toxics Control[Z].1985.

[5] Lapatra S E. The lack of scientific evidence to support the development of effluent limitations guidelines for aquatic animal pathogens[J].Aquaculture-Management of Aquaculture Effluents. 2003， 226（1-4）： 191-199.

[6] 王莉，等.遼河流域渾河沈陽段地表水重點控制有機污染物的篩選[J].中國環境監測，2005，21（6）: 59-62.

[7] 崔建升，徐富春，劉定，等.優先污染物篩選方法進展[C].中國環境科學學會學術年會論文集，2009（6）：831－834.

[8] 張云田. 關于制定排放標準的原則和方法[J]. 環境保護科學，1982（3）： 73-80.

[9] 韓沛，范鵬.接觸氧化法處理印刷膠片廢水存在問題與改進研究[J].環境工程，1999，17（3）：22-24.