課題背景

環(huán)境基準(zhǔn)是制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)基礎(chǔ)，是環(huán)境管理的基石。國家水專項“流域水環(huán)境基準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)制定方法技術(shù)集成”課題針對我國環(huán)境保護對環(huán)境基準(zhǔn)理論技術(shù)的重大需求，圍繞我國水環(huán)境基準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)制定的技術(shù)難題，系統(tǒng)研究探索流域水環(huán)境基準(zhǔn)方法體系相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)?；谖覈饔蛩h(huán)境特征和人群暴露參數(shù)，基本構(gòu)建了包括水環(huán)境基準(zhǔn)制定、流域區(qū)域基準(zhǔn)校驗及基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化等過程的流域水環(huán)境基準(zhǔn)“制定-校驗-轉(zhuǎn)化”方法體系框架，初步提出了具有我國特色的保護流域水生生物、水生態(tài)系統(tǒng)完整性、底泥沉積物及人體健康等四類水環(huán)境基準(zhǔn)技術(shù)方法，為建立完善我國流域水質(zhì)基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)體系提供了技術(shù)支持。

課題還進一步研究構(gòu)建了流域水環(huán)境基準(zhǔn)研發(fā)試驗技術(shù)平臺，基本提出了4類30余項適合我國實際的水質(zhì)基準(zhǔn)閾值，并在部分重點流域校驗應(yīng)用，初步研究提出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范15項，積極支持了我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和新環(huán)境保護法的修訂工作，并應(yīng)用于太湖、遼河和鄱陽湖等流域的水環(huán)境管理，得到地方生態(tài)環(huán)境部門認(rèn)可。

我國水環(huán)境基準(zhǔn)研究基礎(chǔ)相對薄弱，尚未對水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制修訂形成全面支撐，水質(zhì)基準(zhǔn)向水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化研究處于創(chuàng)新探索階段

我國系統(tǒng)的水環(huán)境基準(zhǔn)研究較發(fā)達國家晚起步約30年~50年，基礎(chǔ)相對薄弱，且環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與基準(zhǔn)之間的管理運行機制在我國尚未明確，還需相關(guān)管理部門與科研人員一起結(jié)合國情特色，借鑒國際經(jīng)驗，考慮將環(huán)境基準(zhǔn)納入環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系，科學(xué)制定環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的管理條例，現(xiàn)階段我國水質(zhì)基準(zhǔn)向水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的研究處于創(chuàng)新探索階段，尚未對水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制修訂形成全面支撐，我國現(xiàn)行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)主要參照發(fā)達國家的水環(huán)境基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)成果制定，對我國水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)及飲用水水源安全保護的科學(xué)性有一定限制。針對新時期我國環(huán)境保護對環(huán)境基準(zhǔn)的重大需求，約在“十一五”期間國家制定了“科學(xué)確定基準(zhǔn)”的國家戰(zhàn)略，啟動了我國流域水環(huán)境基準(zhǔn)理論方法與應(yīng)用技術(shù)的系統(tǒng)研究。

環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)境管理的依據(jù)，同時也是環(huán)境質(zhì)量評價、環(huán)境風(fēng)險控制、應(yīng)急事故管理及整個環(huán)境管理體系的基礎(chǔ)，是國家環(huán)境保護和環(huán)境管理的基石與根本。水質(zhì)基準(zhǔn)是制訂水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，水質(zhì)基準(zhǔn)制定后，需開展水質(zhì)基準(zhǔn)向水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)化研究，才能更好地為環(huán)境管理提供技術(shù)支撐。

近年來，國家相關(guān)部門重視環(huán)境基準(zhǔn)研究，在2005年《關(guān)于落實科學(xué)發(fā)展觀加強環(huán)境保護的決定（國發(fā)〔2005〕39號）》中明確提出了“科學(xué)確定基準(zhǔn)”的國家戰(zhàn)略目標(biāo)。環(huán)境基準(zhǔn)按照環(huán)境介質(zhì)的不同可分為水環(huán)境基準(zhǔn)、土壤環(huán)境基準(zhǔn)和空氣環(huán)境基準(zhǔn)。其中，水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)按照保護對象的不同可以分為保護水生態(tài)系統(tǒng)完整性和保護人體健康水質(zhì)基準(zhǔn)等，它們構(gòu)成了水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)的核心。考慮到我國國情，水質(zhì)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)才具有法律效力。水質(zhì)基準(zhǔn)是制訂水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)依據(jù)，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是水環(huán)境質(zhì)量評價、環(huán)境風(fēng)險評價、環(huán)境損害鑒定評估、水環(huán)境管理和相關(guān)政策、法律法規(guī)的重要依據(jù)。

我國現(xiàn)行的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）采取的是高功能水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)于低功能水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的原則，便于操作管理，但由于保護對象較多且不夠明確，在實際情況下不同功能的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)并不能完全相互涵蓋。如地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)各自側(cè)重于對自然保護區(qū)、飲用水水源地、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和漁業(yè)用水等多類水功能的保護，對水生態(tài)系統(tǒng)的安全保護不足，尚未系統(tǒng)體現(xiàn)對水生生物的保護目標(biāo)。

據(jù)了解，我國近年來已開展了一系列關(guān)于水質(zhì)基準(zhǔn)方面的研究，如國家水專項課題“流域水質(zhì)基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究”、“重點流域優(yōu)控污染物水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)研究”、973計劃項目“湖泊水環(huán)境質(zhì)量演變與水環(huán)境基準(zhǔn)研究”、環(huán)保公益項目“我國環(huán)境基準(zhǔn)技術(shù)框架與典型案例預(yù)研究”等?；谘芯砍晒?，我國于2017年9月頒布了《淡水水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)制定技術(shù)指南》《人體健康水質(zhì)基準(zhǔn)制定技術(shù)指南》《湖泊營養(yǎng)物基準(zhǔn)制定技術(shù)指南》等，對我國的淡水水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)、水體沉積物基準(zhǔn)、水生態(tài)學(xué)（含營養(yǎng)物）基準(zhǔn)和人體健康水質(zhì)基準(zhǔn)的制定工作起到了很好的指導(dǎo)作用。相對于水質(zhì)基準(zhǔn)取得的成果，我國在水質(zhì)基準(zhǔn)向水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化方面的研究仍然處于創(chuàng)新探索階段。水質(zhì)基準(zhǔn)主要從科學(xué)角度給出了保護水生生物、水生態(tài)系統(tǒng)、水體沉積物和人體健康等的數(shù)值，對于實施該數(shù)值的社會經(jīng)濟影響尚未全面考慮。

課題組在借鑒其他國家保護水生生物、水生態(tài)、水體沉積物和人體健康水質(zhì)基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，基于本土實際國情，綜合考慮社會經(jīng)濟及技術(shù)等因素，研究提出基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的方法技術(shù)。

針對我國新時期水環(huán)境保護對水環(huán)境基準(zhǔn)的重大需求，課題提出“國家-流域-區(qū)域”三級水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)制定方案，為促進我國水環(huán)境基準(zhǔn)制定技術(shù)的跨越式發(fā)展提供技術(shù)支持

課題組負(fù)責(zé)人劉征濤介紹說，現(xiàn)階段，我國水環(huán)境管理正從目標(biāo)總量控制向容量總量及質(zhì)量控制轉(zhuǎn)變，從單純的化學(xué)污染控制向水生態(tài)系統(tǒng)保護的方向轉(zhuǎn)變。

由于我國地域廣闊、自然條件區(qū)域差異顯著，水生生物分布特征也有明顯區(qū)別，依此形成各種不同的水生態(tài)環(huán)境。由于不同流域及水生態(tài)功能區(qū)的地域生態(tài)異質(zhì)性，國家或區(qū)域性水環(huán)境基準(zhǔn)制定需要根據(jù)實際流域水生態(tài)特征，課題建議地表水水質(zhì)基準(zhǔn)按照生態(tài)分區(qū)（河流、湖泊、河口等）、污染物分類（無機物、有機物、混合物及營養(yǎng)物）、閾值分級、行動分期的原則予以確定和應(yīng)用。水環(huán)境基準(zhǔn)閾值可根據(jù)目標(biāo)控制級別在不同管理層面分別應(yīng)用，由國家發(fā)布國家層面的水質(zhì)基準(zhǔn)閾值，流域管理機構(gòu)應(yīng)用流域水質(zhì)基準(zhǔn)閾值，市縣區(qū)域水環(huán)境管理機構(gòu)應(yīng)用水生態(tài)功能區(qū)基準(zhǔn)閾值。

為促進水環(huán)境基準(zhǔn)應(yīng)用于流域水環(huán)境的精細(xì)化管理，需針對不同流域制定不同的水環(huán)境基準(zhǔn)。污染物理化特性不同，對水環(huán)境基準(zhǔn)閾值定值的影響也不同，應(yīng)針對不同的污染物制定不同的流域?qū)用嫠h(huán)境基準(zhǔn)制定方案。我國流域南北差異大，不少流域都存在本土特色物種，在流域?qū)用嫔现贫ㄋh(huán)境基準(zhǔn)，重要目的之一是保護流域本土特色物種。課題提出建議主要步驟為：（1）搜集篩選流域特色物種的毒性數(shù)據(jù)，針對性補充開展室內(nèi)毒性測試，建立流域特色物種的毒性數(shù)據(jù)集；（2）將流域特色物種的毒性數(shù)據(jù)與其他本地物種的毒性數(shù)據(jù)整合，建立流域本地物種目標(biāo)污染物毒性數(shù)據(jù)庫；（3）應(yīng)用物種敏感度分布等擬合方法，結(jié)合污染物理化特性，確定目標(biāo)污染物的水環(huán)境基準(zhǔn)閾值；（4）將獲得的水環(huán)境基準(zhǔn)閾值與特色物種或本土其他重要物種的毒性數(shù)據(jù)進行比較，確認(rèn)水環(huán)境基準(zhǔn)閾值對特色或重要物種的保護，必要時適當(dāng)調(diào)整水環(huán)境基準(zhǔn)閾值。

水環(huán)境基準(zhǔn)體系主要包括水生生物基準(zhǔn)、水生態(tài)學(xué)基準(zhǔn)、沉積物基準(zhǔn)和人體健康水質(zhì)基準(zhǔn)等。課題針對我國環(huán)境管理對本土水環(huán)境基準(zhǔn)的重大需求，基本研究構(gòu)建了“國家-流域-區(qū)域”三級水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)制定方案，在國家、流域和水生態(tài)功能區(qū)3個層面上提出水環(huán)境基準(zhǔn)制定和實施的技術(shù)路線和具體方法，涵蓋了水環(huán)境基準(zhǔn)閾值最少生物物種需求（MTDR）“三門六科”、“本土基準(zhǔn)物種篩選”、“基準(zhǔn)閾值生物效應(yīng)比（BER）”、“流域-區(qū)域水質(zhì)基準(zhǔn)校驗技術(shù)”、“生態(tài)毒性-水質(zhì)參數(shù)響應(yīng)關(guān)系”和“流域水環(huán)境優(yōu)控污染物篩選”等成套關(guān)鍵技術(shù)，推動水環(huán)境基準(zhǔn)應(yīng)用于水環(huán)境管理實踐。課題篩選確定了我國流域水環(huán)境優(yōu)控污染物名單與本土基準(zhǔn)受試生物名單，確定了適用于我國流域的水環(huán)境基準(zhǔn)本土關(guān)鍵參數(shù)，研發(fā)了適合我國實際的重金屬、常規(guī)污染物、有毒有機物等國家、流域、區(qū)域水環(huán)境基準(zhǔn)閾值4類30余項，為促進我國水環(huán)境基準(zhǔn)制定技術(shù)的跨越式發(fā)展提供技術(shù)支持。

針對我國水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)缺乏水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)支撐的現(xiàn)狀，重點探索研究了流域水環(huán)境基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化技術(shù)，積極為我國水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制修訂提供基準(zhǔn)科學(xué)支撐

水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)（簡稱水質(zhì)基準(zhǔn)）是確定水環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)基礎(chǔ)，也是開展水環(huán)境風(fēng)險監(jiān)控及評估管理的科學(xué)依據(jù)。水質(zhì)基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)共同構(gòu)成水環(huán)境管理的重要準(zhǔn)繩。我國水環(huán)境基準(zhǔn)研究基礎(chǔ)薄弱，現(xiàn)行環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本參照國外基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)制定。如何依據(jù)我國國情特色將本土的水環(huán)境基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為水環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)？課題開展了原創(chuàng)性調(diào)查研究。在借鑒發(fā)達國家保護水生生物、水生態(tài)完整性、水體沉積物和人體健康水質(zhì)基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，綜合考慮我國社會管理、經(jīng)濟技術(shù)等國情特色，課題以水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)方法技術(shù)體系中的四類水質(zhì)基準(zhǔn)為研究對象，開展水生生物基準(zhǔn)、水體沉積物基準(zhǔn)、水生態(tài)學(xué)基準(zhǔn)及人體健康水質(zhì)基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的原理和方法技術(shù)研究，提出了適合我國的流域水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的基本原理方法。

水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)所確定的主要是受控污染物與特定水環(huán)境保護對象之間的劑量（濃度）-效應(yīng)（作用）關(guān)系的客觀閾值，是以保護接觸水體的人群健康和水生態(tài)系統(tǒng)安全為目的，用正確的科學(xué)數(shù)據(jù)資料表示的水環(huán)境中各種污染物質(zhì)的無害作用的濃度水平，它可用來說明當(dāng)某一受控物質(zhì)或因素不超過一定的濃度或水平限值時，可以保護水生生物或水生態(tài)系統(tǒng)的特定功能用途。

環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是基于環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)，結(jié)合考慮社會經(jīng)濟水平、技術(shù)能力等現(xiàn)狀，以保護環(huán)境質(zhì)量為目標(biāo)，確定環(huán)境中有害物質(zhì)或因素的限制濃度或強度水平。國外經(jīng)驗，基準(zhǔn)值通常等同于標(biāo)準(zhǔn)值，但由于我國國情特色與國外不同，不能照搬國外做法，還需創(chuàng)新探索基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化辦法，具體管理上標(biāo)準(zhǔn)還可分級、分類、分區(qū)、分期來實施?，F(xiàn)階段環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)具有法律效力，環(huán)境基準(zhǔn)本身不具備法律效力，但是可以客觀地為環(huán)境污染防治及環(huán)境管理提供依據(jù)。

據(jù)了解，當(dāng)前我國水環(huán)境基準(zhǔn)向環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化主要遵循的原則有：一是嚴(yán)格遵守我國相關(guān)法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。以《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國水污染防治法》《水污染防治行動計劃》，以及現(xiàn)行的環(huán)境保護法律法規(guī)、政策、條例、標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定和要求為主要依據(jù)，對國內(nèi)外水質(zhì)基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀、法律法規(guī)、工作機制、技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢等進行調(diào)研和對比分析，使我國的水質(zhì)基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)工作能夠適應(yīng)我國政策法規(guī)的相關(guān)要求和發(fā)展趨勢，充分體現(xiàn)科學(xué)適用性。

二是借鑒國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指南的經(jīng)驗開拓創(chuàng)新。如借鑒美國《推導(dǎo)保護水生生物及其用途的定量化國家水質(zhì)基準(zhǔn)的指南》、歐盟《水框架指令》、荷蘭《關(guān)于推導(dǎo)環(huán)境風(fēng)險限值的指導(dǎo)指南》等發(fā)達國家先進經(jīng)驗及我國環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)、海洋等相關(guān)部門現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中充分借鑒國內(nèi)外的最新成果，對于較為成熟的共性技術(shù)直接引進或等效采用，對于原理方法不明或數(shù)據(jù)資料不全的加強研究，補充驗證后應(yīng)用。

三是圍繞環(huán)境管理體制改革轉(zhuǎn)型需要，服務(wù)水環(huán)境質(zhì)量改善的總體目標(biāo)，明確標(biāo)準(zhǔn)制定的工作程序，保障水質(zhì)基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)制定工作應(yīng)有較長期的實際研究檢驗和必要的本土校驗數(shù)據(jù)支持，不斷完善形成環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)方法技術(shù)。

四是充分吸收我國相關(guān)水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)研究領(lǐng)域系統(tǒng)性研究成果，兼顧經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展水平和標(biāo)準(zhǔn)的合理性和可實施性，建立健全我國水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系?；诳紤]我國水質(zhì)基準(zhǔn)研究現(xiàn)狀及與現(xiàn)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的銜接等因素，結(jié)合研究水質(zhì)基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的技術(shù)方法進展?fàn)顩r，現(xiàn)階段初步研究提出國家及流域區(qū)域性水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)推薦值12項，包括氨氮、總磷、重金屬鎘、鉻及有機物硝基苯、農(nóng)藥等水環(huán)境優(yōu)控污染物，努力為我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制修訂提供科學(xué)支持。

針對我國水環(huán)境基準(zhǔn)缺乏研發(fā)系統(tǒng)和試驗技術(shù)平臺的現(xiàn)狀，研究構(gòu)建了流域水環(huán)境基準(zhǔn)試驗技術(shù)平臺，較好提升了我國流域水環(huán)境基準(zhǔn)的研發(fā)試驗技術(shù)水平

課題研究建立了我國流域水環(huán)境基準(zhǔn)研發(fā)試驗技術(shù)平臺，實現(xiàn)對本土基準(zhǔn)受試生物的實驗室馴養(yǎng)與基準(zhǔn)閾值的研發(fā)測試試驗，包括本土淡水魚類、兩棲類、浮游類及底棲甲殼類、軟體動物、水生昆蟲類等水生態(tài)系統(tǒng)代表性物種，研究提出我國典型基準(zhǔn)受試物種的馴養(yǎng)與測試規(guī)范8項，促進了我國本土水質(zhì)基準(zhǔn)毒性數(shù)據(jù)產(chǎn)出的科學(xué)規(guī)范化。

同時，自主研發(fā)了水生態(tài)微宇宙食物鏈生物風(fēng)險測試系統(tǒng)，篩選出適宜于水生態(tài)微宇宙體系構(gòu)建的環(huán)境條件及水生物種營養(yǎng)級條件，在此基礎(chǔ)上成功構(gòu)建水生態(tài)微宇宙模擬測試平臺，為水質(zhì)基準(zhǔn)閾值的模擬試驗與校驗提供科學(xué)的實驗技術(shù)支持。

構(gòu)建了具有流域水生態(tài)及污染物特征因子查詢、水質(zhì)基準(zhǔn)閾值計算與比對、水環(huán)境風(fēng)險評估分析等功能的水環(huán)境基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于我國水環(huán)境基準(zhǔn)制定的試驗研究及對水環(huán)境基準(zhǔn)閾值的評估、模擬分析、應(yīng)急風(fēng)險監(jiān)管等的服務(wù)支持。

相關(guān)成果共獲授權(quán)發(fā)明專利 8 項及軟件著作權(quán) 6 項，系統(tǒng)提升了我國流域水環(huán)境基準(zhǔn)的研發(fā)技術(shù)水平。