摘要:水環(huán)境質量是水體質量學研究領域內的一個重要問題,區(qū)域水環(huán)境質量研究能夠為區(qū)域的水環(huán)境政策制定提供依據。水環(huán)境質量研究是水域綜合體研究中的一個重要方面,通過定性和定量分析為區(qū)域水域環(huán)境治理提供幫助.水環(huán)境質量評價始于本世紀初,60年代以后,在我國水環(huán)境質量得到了廣泛的應用和發(fā)展。目前對水環(huán)境進行評價的方法眾多,每一種方法都有其優(yōu)缺點、適應性.在汾河水庫被列為飲用水源保護區(qū),為太原市、晉中和呂梁工農業(yè)生產做出了巨大貢獻。至汾河水庫運營50年以來,尤其是最近十幾年,隨著流域工業(yè)的發(fā)展,政策、環(huán)保措施的滯后,極有可能會對汾河水庫水質造成進一步的污染。因此,研究流域水環(huán)境質量顯得極其重要。
關鍵詞:流域水環(huán)境;復合污染;生態(tài)風險評估
引言
河流污染問題是除大氣復合污染外,另一個關乎居民生活質量的全國性難題。我國河流污染治理起步相對較晚,1973年起我國開始有針對性地保護和治理河流污染,相繼出臺了《清潔生產促進法》《地表水環(huán)境質量標準》《水污染防治行動計劃》等法律法規(guī),雖然河流污染治理取得了顯著效果,但由于我國能源消耗和資源開發(fā),水環(huán)境污染事件仍頻發(fā),其中2013年我國水環(huán)境污染事件就多達322起,嚴重制約了生態(tài)環(huán)境和社會經濟的持續(xù)發(fā)展,同時也造成了巨大的經濟損失。
1流域水環(huán)境主要污染源
1.1點源污染情況
點源污染包括排放口直排污廢水、雨污合流管道雨季溢流、雨水管網初期雨水污染等。受城區(qū)居民生活習性影響,及部分尚未開展雨污分流改造小區(qū)的合流制排放,主城區(qū)市政管網存在雨污混接問題。
1.2內源污染情況
內源污染包括水體底泥污染物、水中漂浮物和懸浮物、岸邊歷史遺留垃圾及未清理的植物和藻類。
1.3其他污染源情況
其他污染源包括企業(yè)事故排放、季節(jié)性或臨時性污染源等。
2證據權重法識別流域風險區(qū)域
概括而言,證據權重分析框架包括8個方面:(1)基本3要素:關鍵物種(個體、種群或群落)、生態(tài)系統(tǒng)質量(過去、現(xiàn)在和未來)、脅迫表征與暴露動力學;(2)模型:包含上述基本3要素及可能的自然或人為影響因素;(3)測量終點:毒性測試(多物種/多效應終點)和化學分析(環(huán)境外暴露濃度/生物體內暴露濃度);(4)參考位點:具有代表性、相似性且風險較低;(5)證據鏈:涉及生物和化學不同層面的多證據鏈;(6)因果關系:借助于統(tǒng)計分析、邏輯推理、專業(yè)判斷等方法,討論各證據鏈間的相互關系,確定暴露和效應是否相關;(7)不確定性分析:綜合考慮多種影響因素;(8)綜合各證據鏈并建立WoE框架:匯總各證據鏈信息,得出評估結論。
證據權重法被廣泛應用于流域生態(tài)風險評估,常用的證據鏈就是化學分析、生物毒性測試和生態(tài)調查,用于識別風險區(qū)域或特別針對某一污染物開展區(qū)域生態(tài)風險評估。隨著研究需求和分析方法的發(fā)展,證據權重法證據鏈的選擇也趨向多元化,如采用多種生物測試和多種毒性終點、結合污染物的生物可利用性、利用原位暴露和原位效應評估、采用新型評估技術(如環(huán)境DNA宏條形碼技術等)等,為獲得更具有環(huán)境相關性和更全面的評估結果。
識別流域高風險區(qū)域主要采用實驗室離線/原位在線化學分析(商值法)和生物效應評估,綜合各證據鏈,利用證據權重法進行綜合評估。流域高風險區(qū)域識別階段,通常關注目標化合物(常規(guī)監(jiān)測化合物)的毒性風險,非目標化合物(非常規(guī)監(jiān)測和未知化合物)的毒性風險往往因無法檢測而被忽略。復合污染的流域水環(huán)境中污染物種類繁多,受關注的目標化合物僅占小部分,且可能不是主要致毒物,因此,非常有必要對流域高風險區(qū)域的污染物進行全面篩查,甄別關鍵危害物。
3關鍵危害物的多級生態(tài)風險評估
流域水環(huán)境復合污染風險評估,首先根據目標污染物的預測風險和實際生物效應確定高風險區(qū)域,進一步細化甄別高風險區(qū)域的關鍵危害物,最后有針對性地利用多級生態(tài)風險評估方法綜合評估關鍵危害物的水生態(tài)風險。
利用蒙特卡洛等統(tǒng)計方法模擬風險商分布曲線并計算超出指定風險商的概率,綜合評估風險區(qū)域關鍵危害物的生態(tài)風險。
多級生態(tài)風險評估方法在流域風險評估中的應用主要是針對區(qū)域特定污染物開展,包括已知某種污染源或通過毒性識別技術獲得的關鍵致毒物等需要特別關注的污染物.用于評估的效應終點有兩種,一是特定生物的特定毒性終點,利用概率風險評估法評估了中國河流水體中內分泌干擾物鄰苯二甲酸酯對魚類繁殖的綜合風險。二是針對整體生態(tài)效應或某一群落的質量基準,如利用多級概率評估法評估我國河流水體和沉積物中有機氯、多氯聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚的整體生態(tài)風險;美國農業(yè)和非農業(yè)使用新煙堿類農藥吡蟲啉對無脊椎動物群落的整體風險。常用的概率風險評估使用實測或預測環(huán)境暴露濃度結合SSD曲線進行風險預測,而實際毒性數(shù)據或其他效應數(shù)據的驗證步驟卻往往被忽略。利用多級概率評估方法對珠三角城市水體高風險重點防控區(qū)域的關鍵危害物之一氯氰菊酯的生態(tài)風險進行綜合評估,并通過水體對鉤蝦的實測毒性數(shù)據驗證了多級生態(tài)風險評估結果。
4流域水環(huán)境保護措施
4.1完善實施細則
要通過立法的形式規(guī)范水環(huán)境監(jiān)測質量控制,確定具體的監(jiān)測目標、要求、內容及相關的監(jiān)測指標等,明確各級部門在此項工作開展中的權責,確保嚴格按照程序進行全過程質量監(jiān)控。此外,各地區(qū)應當結合實際情況,采取更有針對性的精細化質量監(jiān)控舉措,加強與其他相關部門的業(yè)務協(xié)同等,借助現(xiàn)代技術等構建完善的質量監(jiān)控網絡,提升水環(huán)境監(jiān)測質量控制效果。
4.2加強水環(huán)境監(jiān)測技術人員素質和能力培訓
要不斷提升檢測人員的綜合素質,定期開展技能、業(yè)務培訓等,同時完善相應的考核機制,提高檢測工作的規(guī)范性。積極探索水環(huán)境監(jiān)測質量控制新技術、新方法,全面提升監(jiān)測效率和質量。
4.3做好實驗室質量控制,完善基礎工作
要不斷引進現(xiàn)代化質量控制新技術、新設備,優(yōu)化實驗室操作環(huán)境,規(guī)范監(jiān)測儀器的檢查、維護和保養(yǎng)程序,做好實驗室質量控制,對全過程進行全面質量監(jiān)督,層層檢查,確保監(jiān)測到位;另一方面要加強基礎體系建設,進行試劑純度、效能分析,根據不同的監(jiān)測項目選擇不同的監(jiān)測模式,加強基礎檔案建設,切實做到有據可查,發(fā)現(xiàn)問題及時糾偏,提升質量控制效果。
4.4人工智能技術的應用
人工智能(AI)在水質監(jiān)測領域是新時代水環(huán)境防治的必然趨勢,現(xiàn)階段我國對人工智能(AI)領域的發(fā)展已經具有一定的技術儲備,同時也有相當?shù)膽煤彤a業(yè)化基礎,但是總體而言仍存在一些尚未解決的問題,需要完善。這些問題的解決需要政府、企業(yè)、科研部門以及各個行業(yè)的共同努力。水源監(jiān)測的人工智能化發(fā)展是一個持續(xù)長效的工程,在各方力量的不懈努力下必將把水環(huán)境污染治理防治問題做到最好,共建我國和諧生態(tài)水環(huán)境。
結語
綜上,流域水環(huán)境中污染物的概率風險評估主要集中在水體,對沉積物的評估很少,主要受限于沉積物毒性數(shù)據缺乏,而且污染物可利用性顯著影響其毒性,亟須對不同物種建立基于生物可利用性的毒性閾值,為沉積物概率風險評估提供基礎數(shù)據。