10章-污染生态风险评价

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(一)环境影响评价与环境风险评价
（1）环境影响评价 环境影响评价(environmental impact assessment， EIA)是对某项人类活动将来所可能产生的环境 影响(环境质量变化)进行的预测和评估。 目的：为全面规划、合理布局、防治污染和其 他公害提供科学依据。 目前在进行项目开发或工程建设时，都要求进 行环境影响评价。
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2. 化学品
引发生态风险的重要源头是化学品的环境危害。 化学品广泛应用于工业、农业和人们生活中，而 其中被研究的只有几百种，仅局限于致畸、致癌
方面，有关内分泌、代谢和遗传的方面不多。
在人们日常所接触的大量化学品中，如抗氧化剂、
洗涤剂、塑料制品等，它们含有环境激素，对生
物体内的正常激素功能产生影响。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(二)生态风险评价
生态风险评价(ecological risk assessment，ERA) 是评价所有人类活动对生态系统可能带来的影响， 它主要研究各种灾害(包括环境污染)对生态系统 及其组分的可能影响。 这一研究从关注人类本身扩展到生态系统，对环 境整治、自然保护和生物多样性保护等都具有重 要意义。
(三)暴露分析
暴露分析主要包括两方面的内容：一方面是分 析进入环境的有害物质的迁移转化过程，以及 在不同环境介质中的分布和归趋；另一方面是 受体的暴露途径、暴露方式和暴露量。 最主要的信息是受体接触量的大小、时间选择 和持续时间。 对于还没有释放到环境中的物质，用模型模拟 方法进行预测。对环境中已存在的物质，用环 境分析方法进行监测，理想的方法是模拟和监 测结合起来。
第十章 污染生态风险评价
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生态风险评价是生态毒理学的前沿领域之一，是 一个预测人类活动对不同水平的生态系统产生有 害影响可能性的过程。 美国EPA(1992)定义为：生态风险评价是研究一 种或多种压力形成或可能形成的不利生态效应的 可能性的过程。 它应用数学、计算机等技术手段，结合生态毒理 学等多学科研究结果，预测污染物对生态系统的 有害影响。
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度量终点是生态学效应的表征过程中实际用到 的终点。 在某些情况下，评价和度量终点可能是相同的。 如果评价终点是某一濒危物种，那么，度量它 们可能是不切实际的，因此可选取与这个物种 密切相关或相似的物种作为替代种和度量终点。 Suter推荐下列条件作为终点的标准：①可预测 性和响应；②易度量；③适当的干扰尺度；④ 适当的接触途径；⑤适当的短暂动态；⑥较低 的自然变异；⑦所度量效应的表征；⑧可广泛 的应用；⑨标准的度量；⑩包括现存的数据。
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第二节
一、概 述
风险评价的生态毒理学基础
生态风险评价是一门多学科交叉的知识与技术， 它包括环境化学、生物学和生态毒理学。
其目的是使用有效的毒理学与生态学信息，估计 有害的生态事件发生的可能性。 生态风险评价不仅仅局限于对化学物质影响的评 价，还包括其他内容。 目前有关化学品的生态风险评价工作占主要地位。
生态风险评价是近十几年逐渐兴起并得到发展的 一个研究新领域。 在20世纪70年代，各工业化国家的环境管理政策 是“零风险”的环境管理。 在进入80年代后，产生了风险管理。 风险管理观念着重权衡风险级别与减少风险的成 本，着重解决风险级别与一般社会所能接受的风 险之间的关系。 生态风险评价为风险管理提供科学依据和技术支 持，因而得到了迅速发展。
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污染源排放 利用模型预测化学品水环境暴露浓度（EEC） 进行鱼（f）、浮游动物（c）、藻类（a）的毒性试验，获得LC50或EC50
Q(f,c)>0.1,Q(a)>0.3
高风险
低风险
风险指数（Q）=EEC/ LC50(EC50)
Q(f,c) ≤0.001,Q(a) ≤0.003 0.001<Q(f,c) ≤0.1 ,0.003<Q(a) ≤0.3
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二、毒理学数据的作用
化学品生态风险评价的过程实际上就是对毒性 试验结果以及环境污染状况的比较和解释。 某种化学物质在环境中要产生危害，必须具备 两个条件： ①它本身具有对生物产生伤害的性质，也就是 属于“有毒”或“有害”的特性； ②它在环境中的量必须达到一定水平，而且与 生物发生接触并被吸收，而导致生物的不良效 应。
2．风险表征方法
风险表征的方法分为定性风险表征和定量风险表 征两种 。 定性风险表征要回答的问题是有无不可接受的风 险，以及风险属于什么性质，便于管理和决策者 做出进一步的决定，一般不需要复杂的数学模型。
定量风险表征不但有无不可接受的风险及风险的 性质，而且要从定量角度给出风险值的大小。
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(1)定性风险表征
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（2）环境风险评价
环境风险评价，是对某建设项目或区域开发行 为诱发的灾害以及自然灾害，对人体健康、经 济发展、工程设施、生态系统等可能带来的损 失进行识别、度量和管理。 这些灾害具有一个重要的特点—不确定性。 环境风险评价就是要对这些具有不确定性的灾 害事件可能造成的环境后果，及可能给人类造 成的损失进行度量和评价。 根据环境风险评价中的风险承受者(即风险受体) 的不同，可以分为对人的健康风险评价(health risk assessment)和对生态系统的生态风险评价 (ecological risk assessment)。
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二、生态风险评价的程序
受体分析 建立评价目标（终点），确定存在问题
危害分析 即接触-效应分析，就是根据危害识别确定的主要有害物质、评价受体、评价终点，研究在 不同暴露水平下，受体影响或暴露的危害效应
暴露分析 暴露分析主要包括两方面的内容：一方面是分析进入环境的有害物质的迁移转化过程，以 及在不同环境介质中的分布和归趋；另一方面是受体的暴露途径、暴露方式和暴露量
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(四)风险表征
风险表征是危害分析和暴露分析的综合，它表示有 毒有害化学物质对生物个体、种群、群落或生态系统是 否存在不利影响(危害)和这种不利影响(危害)出现的可 能性判断和大小的表达。 1．风险表征内容 确定表征方法：根据评价项目的性质、目的和要求，确 定风险表征的方法。 综合分析：主要比较暴露与剂量-效应、浓度-效应关系， 分析暴露量相应的生态效应，即风险的大小。 不确定性分析：分析整个评价过程中产生不确定性的 环节，不确定性的性质及其在评价过程中的传播，如有 可能，对不确定性的大小进行定量的评价。 风险评价结果描述：对评价进行文字、图表的陈述。 22
ERA要考虑个体、种群、群落和生态系统等若干 层次的不良效应。 ERA的关键问题是确定要保护的目标和对象，即 评价终点。
ERA的终点分为评价终点和度量终点。
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评价终点是环境价值，指要保护的对象及ERA 的目标或焦点。 评价终点的样本包括濒危物种的保护(如大熊猫、 白鳍豚)、有经济价值的资源保护(如各类渔场)， 或水质(特别是饮用水水源)的保护。 在选择评价终点时，Suter建议遵循以下标准： ①社会重要意义；②生物重要意义；③意义明 确的可操作性定义；④预测和度量的可评价性； ⑤危险的可疑性。
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第四节 生态风险评价的发展
一、生态风险评价展望 美国环保局1996年制定出生态风险评估准则，指出了 ERA的研究方向从传统的人类健康风险评估扩展到包 括气候变化、生物多样性丧失、多种化学品对生物影 响的风险评估。 现在，ERA的研究重点主要放在生态系统对环境干扰 的敏感性上。 分子生态学能从本质上说明生物在自然界的变化，今 后必将在生态风险评估研究中发挥重要作用。 航空遥感、卫星数据和GIS等技术的应用，为生态风 险评价提供了更为科学和精确的手段。
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生态风险评价的未来发展方向将主要集中在 以下几个方面： 1)评价终点的选择取向群落和生态系统水平。这 种评价终点更复杂，但是在生态学上更真实，因 为它反映了群落之间、生物与环境之间相互作用 的复杂性。 2)生物物种的选择集中于濒危和较敏感物种。 3)模拟生态系统的毒性试验是野外群落毒性试验 和单种室内毒性试验的过渡，模拟生态系统的空 间尺度、生物数量、多样性和物理控制是需要解 决的问题。
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暴露分析包括以下几个步骤：




1)有害物质生态过程分析。了解化学物质在环境中的迁 移、转化和归宿的主要过程和机制。 2)建立模型。首先，选择或建立模拟有害物质在环境中 的转归过程的数学模型或其他物理模型，并确定模型参 数的种类和估算方法；其次，借助计算机研究模型方程 的计算方法；最后，校验模型，选择独立于模型参数估 算使用过的资料和其他实例资料进行验证。 3)转归分析。利用计算机数学模型和污染源强资料，分 析有害物质在环境中的转归过程和时空分布结果。 4)暴露分析。包括暴露途径分析、暴露方式分析和暴露 量计算。
风险表征 风险表征是危害分析和暴露分析的综合，它表示有毒有害化学品对生物个体、种群、群落或 生态系统是否存在不利影响(危害)，以及这种不利影响(危害)出现的可能性判断和大小的表达
风险管理 综合其他标准（经济、法律和社会的），制定防止或减少环境危害的措施
图2 生态风险评价程序图
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(一)问题的提出(受体分析)
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(二)危害分析(接触-效应分析、危害评价、生态危险) 接触-效应分析，是根据危害识别确定的主要有害 物质、评价受体、评价终点，研究在不同的暴露 水平下，受体响应或暴露的危害效应。 有许多评价危害的度量方法，首先进行的往往是 对死亡影响的实验，主要是通过急性毒性实验。 单个种的测定并不能用于评价生态系统的影响， 因此要选择适当的替代种，鉴别出直接和间接的 影响，再通过外推方法进行进一步的评价。 选择的替代种应是自然界存在物种的代表，替代 种的选择首先考虑的是这些种易于培养、敏感、 容易获得，并且有现成的数据库。
研究长期毒性 计算t时间后的环境暴露浓度EEC （0，t） 进行慢性毒理实验，观测不可见效应浓度（NOEC）
Q>0.1 计算Q=EEC(0,t)/NOEC Q ≤0.001 0.001<Q ≤0.001
高风险 低风险 中等风险
图1.化学品对水生生物生态风险评价决策树
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第三节
生态风险评价及其程序
一、生态风险评价的发展史
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二、生态风险及其特点
生态风险就是生态系统及其组分所承受 的风险。是指在一定区域内，具有不确定性 的事故或灾害对生态系统及其组分可能产生 的作用。这些作用的结果可能导致生态系统 结构和功能的损伤，从而危及生态系统的安 全和健康。
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生态风险除了具有一般意义上“风险” 的涵义外，还具有如下特点：
不确定性； 危害性； 内在价值性； 客观性。
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第一节 环境污染与生态风险 一、环境激素与其他化学品污染问题
1. 环境激素
最近几年，环境激素问题开始引起世界关注，西 方国家将其与臭氧层破坏及温室效应相提并论。 环境激素的污染范围广、影响大，直接威胁人类 和动物的生存、生长和发育。
关于环境激素的影响不断有新的发现和报道，特 别是针对于某种生物，但是很少有对其进行综合 的生态风险评价。
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接触-效应分析的主要程序包括：




1)资料调研，调查、收集与所研究内容有关的暴露 剂量-效应方面的资料。 2)方案设计，根据评价终点设计实验方案。 3)进行实验。 4)结果分析，要求提供与某种可接受的生态效应相 应的有害物质的剂量或浓度阈值，或提供剂量-效应、 浓度-效应、时间-剂量-效应、或时间-浓度-效应等 关系。 5)外推分析，有三种不同性质的外推：一种是根据 同类有害物质已有的实验资料和已建立的外推关系； 一种是把实验室分析建立的关系外推到自然环境或 生态系统中；还有一种是由一类终点的分析结果外 推到另一类终点。 19
定性的风险表征只是定性地描述风险，用“高”、 “中”、“低”等描述性语言表达，或者说明有 无不可接受的风险。 主要方法: 专家判断法 风险分级法 敏感环境距离法 比较评价法
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(2)定量风险表征
定量风险表征要给出不利影响的概率，它是受体 暴露于有害环境，造成不利后果的可能性的度量。 常用不利事件出现的后果的数学期望值来估算， 风险(R)等于事件出现的概率(P)和事件后果或严重 性(S)的乘积：R=P×S。 在实际评价时，常用的方法有商值法、连续法、 外推误差法、错误树法、层次分析法和系统不确 定性分析等。其中，最普遍、最广泛应用的风险 表征方法为商值法 。