趙曉麗，趙天慧，李會(huì)仙，霍守亮，徐建，馮承蓮，許宜平，段小麗，王鐵宇，侯紅，孟偉，吳豐昌,*

1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012 2.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境水質(zhì)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100085 3.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100085

中國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)研究重點(diǎn)方向探討

趙曉麗1，趙天慧1，李會(huì)仙1，霍守亮1，徐建1，馮承蓮1，許宜平2，段小麗1，王鐵宇3，侯紅1，孟偉1，吳豐昌1,*

1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012 2.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境水質(zhì)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100085 3.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100085

環(huán)境基準(zhǔn)是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)依據(jù)，在國(guó)家環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)管理體系中處于基礎(chǔ)地位。它主要是依據(jù)特定對(duì)象在環(huán)境介質(zhì)中的暴露數(shù)據(jù)，以及與環(huán)境要素的劑量效應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)，通過(guò)科學(xué)判斷得出的，涉及環(huán)境化學(xué)、毒理學(xué)、生態(tài)學(xué)、流行病學(xué)、生物學(xué)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等前沿學(xué)科領(lǐng)域。國(guó)家環(huán)境基準(zhǔn)研究是一個(gè)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，本文基于環(huán)境基準(zhǔn)研究的學(xué)科特點(diǎn)和國(guó)際前沿，結(jié)合國(guó)家科技需求和相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，綜合分析并提出了未來(lái)中國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)研究的重點(diǎn)研究方向：1)環(huán)境基準(zhǔn)的理論與方法學(xué)；2)環(huán)境基準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；3)基準(zhǔn)目標(biāo)污染物的篩選甄別和優(yōu)先排序技術(shù)；4)水體營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)；5)生物測(cè)試與毒性評(píng)價(jià)技術(shù)；6)人體暴露評(píng)價(jià)理論與相關(guān)技術(shù)；7)環(huán)境基準(zhǔn)的審核和校對(duì)；8)環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化理論及其對(duì)環(huán)境管理支撐技術(shù)。本文從環(huán)境基準(zhǔn)學(xué)科發(fā)展的角度，闡述了與環(huán)境基準(zhǔn)研究緊密相關(guān)的8個(gè)重點(diǎn)研究方面的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展、關(guān)鍵科學(xué)問題以及未來(lái)重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。同時(shí)指出，這些重要的研究方向是環(huán)境基準(zhǔn)研究的根本，未來(lái)環(huán)境基準(zhǔn)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略發(fā)展必將是建立在各個(gè)重要方向長(zhǎng)足發(fā)展的基礎(chǔ)之上，環(huán)境基準(zhǔn)研究也必帶動(dòng)這些方向的共同蓬勃發(fā)展，為環(huán)境地球化學(xué)、毒理學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展注入活力。

環(huán)境基準(zhǔn)；理論方法學(xué)；污染物篩選甄別；生態(tài)功能分區(qū)；毒性技術(shù)；暴露評(píng)價(jià)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

環(huán)境基準(zhǔn)是指污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人群健康不產(chǎn)生不良或有害效應(yīng)的最大限值”[1-2]。環(huán)境基準(zhǔn)研究屬于自然科學(xué)研究范疇，它強(qiáng)調(diào)“以人(生物)為本及人與自然和諧共處的理念，是科學(xué)理論上人與自然“希望維持的標(biāo)準(zhǔn)”。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)和大氣環(huán)境基準(zhǔn)；按照作用對(duì)象(或保護(hù)對(duì)象)的不同可分為健康基準(zhǔn)(對(duì)人體健康的影響)、生態(tài)基準(zhǔn)(對(duì)生物及使用功能)、物理基準(zhǔn)(對(duì)能見度、氣候等的影響)和感官基準(zhǔn)(防止不愉快的異味)等[3-4]。

環(huán)境基準(zhǔn)的核心是劑量效應(yīng)關(guān)系。環(huán)境基準(zhǔn)的推導(dǎo)過(guò)程是利用污染物在環(huán)境中的含量分布水平、對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的效應(yīng)，在大量毒性數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法獲得基準(zhǔn)值。例如，健康基準(zhǔn)根據(jù)致癌增量和選定的致癌風(fēng)險(xiǎn)水平(如10-6)，在劑量-效應(yīng)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)獲得的限值。同樣保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)安全及使用功能的基準(zhǔn)是為了保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性及自然環(huán)境介質(zhì)的使用功能，通過(guò)開展毒性效應(yīng)分析，對(duì)生態(tài)安全(保護(hù)水體95%以上水平的物種數(shù)量免受污染物的毒害)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上獲得的濃度限值[5-7]。

環(huán)境基準(zhǔn)具有3個(gè)顯著的特點(diǎn)：科學(xué)性、基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性[4]?？茖W(xué)性：環(huán)境基準(zhǔn)是在大量的污染物含量和毒性數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)科學(xué)判斷得出的閾值，是保護(hù)人體健康和環(huán)境安全的科學(xué)依據(jù)；環(huán)境基準(zhǔn)是國(guó)際新興的前沿交叉學(xué)科，是多學(xué)科最新研究成果的綜合集成[8]?；A(chǔ)性：環(huán)境基準(zhǔn)在國(guó)家環(huán)境治理評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)管理體系中處于基礎(chǔ)地位，科學(xué)合理的環(huán)境基準(zhǔn)體系是實(shí)現(xiàn)有效環(huán)境監(jiān)管和環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，與環(huán)境監(jiān)測(cè)與監(jiān)控、應(yīng)急事故處置、污染控制技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)管理政策和法律法規(guī)等緊密相關(guān)。戰(zhàn)略性：環(huán)境基準(zhǔn)是國(guó)家環(huán)境保護(hù)的“家底”，對(duì)保障國(guó)家環(huán)境安全和人體健康具有重要的戰(zhàn)略意義，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)提供了科技支撐。

環(huán)境基準(zhǔn)的研究是一個(gè)綜合的交叉學(xué)科，屬于自然科學(xué)的研究范疇，它是在環(huán)境化學(xué)、毒理學(xué)、生態(tài)學(xué)、流行病學(xué)、生物學(xué)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等多個(gè)前沿學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展到一定程度的基礎(chǔ)上，為了適應(yīng)環(huán)境保護(hù)和管理的需要而產(chǎn)生的新興領(lǐng)域。因此，環(huán)境基準(zhǔn)的長(zhǎng)足發(fā)展必須建立在這些學(xué)科多個(gè)研究方向發(fā)展的基礎(chǔ)之上，總結(jié)起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：1)環(huán)境基準(zhǔn)的理論與方法學(xué)是科學(xué)確定基準(zhǔn)的根本途徑，不同保護(hù)對(duì)象和環(huán)境介質(zhì)的理論和方法學(xué)具有明顯的差異性，正是理論方法學(xué)的突破帶來(lái)了環(huán)境基準(zhǔn)研究中質(zhì)的飛躍；2)構(gòu)建環(huán)境基準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，形成以毒理學(xué)數(shù)據(jù)為核心的系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)；3)發(fā)展基準(zhǔn)目標(biāo)污染物的篩選甄別和優(yōu)先排序技術(shù)，篩選毒性強(qiáng)、難降解、殘留時(shí)間長(zhǎng)、在環(huán)境中分布廣的污染物，形成優(yōu)控污染物清單；4)針對(duì)我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化突出的問題，優(yōu)先開展?fàn)I養(yǎng)物基準(zhǔn)的研究；5)發(fā)展生物測(cè)試與毒性評(píng)價(jià)技術(shù)，獲取適宜可靠的生物毒性數(shù)據(jù)，提高環(huán)境基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度；6)圍繞保護(hù)人體健康基準(zhǔn)研究，發(fā)展人體暴露評(píng)價(jià)技術(shù)；7)為提高環(huán)境基準(zhǔn)的可靠性和實(shí)用性，發(fā)展環(huán)境基準(zhǔn)的審核和驗(yàn)證技術(shù)；8)促進(jìn)環(huán)境基準(zhǔn)與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的銜接，在環(huán)境管理中發(fā)揮更大的作用，開展環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化研究。

總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的環(huán)境基準(zhǔn)研究還處于起步階段，迫切需要圍繞與環(huán)境基準(zhǔn)研究緊密相關(guān)的研究方向上有的放矢地開展研究工作，在借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)境基準(zhǔn)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和研究成果的基礎(chǔ)上，立足于我國(guó)國(guó)情和區(qū)域特征(污染特征、生物物種特征、暴露參數(shù)等)，逐步構(gòu)建符合我國(guó)的區(qū)域特征和實(shí)際國(guó)情的國(guó)家環(huán)境基準(zhǔn)體系，為環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供科技支撐。

1 我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)研究的重要發(fā)展方向

1.1 環(huán)境基準(zhǔn)的理論與方法學(xué)

環(huán)境基準(zhǔn)理論與方法學(xué)是科學(xué)確定基準(zhǔn)的根本途徑。同一污染物在不同環(huán)境介質(zhì)中對(duì)不同的保護(hù)對(duì)象具有不同的環(huán)境基準(zhǔn)值，所依據(jù)的方法學(xué)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也不相同。從美國(guó)和歐盟水標(biāo)準(zhǔn)的修訂歷史中不難發(fā)現(xiàn)理論和方法學(xué)的改進(jìn)是促進(jìn)基準(zhǔn)修訂中質(zhì)的飛躍的根本動(dòng)力，如1985年基準(zhǔn)制定方法學(xué)的突破，奠定了美國(guó)水質(zhì)基準(zhǔn)的框架體系[8]。國(guó)家環(huán)境基準(zhǔn)的框架體系也是以環(huán)境介質(zhì)為主線進(jìn)行的，主要分為水環(huán)境基準(zhǔn)、土壤環(huán)境基準(zhǔn)和空氣環(huán)境基準(zhǔn)。本文就按照環(huán)境介質(zhì)，對(duì)環(huán)境基準(zhǔn)制定的理論方法學(xué)做一介紹。

水環(huán)境基準(zhǔn)：水環(huán)境基準(zhǔn)根據(jù)保護(hù)對(duì)象不同主要可分為保護(hù)水生生物及其使用功能基準(zhǔn)和保護(hù)人體健康基準(zhǔn)。國(guó)際上主流的保護(hù)水生生物基準(zhǔn)方法均是基于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，如美國(guó)采用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)方法評(píng)估污染物的潛在危害[8]；歐盟、加拿大、荷蘭、丹麥、南非、澳大利亞和新西蘭等國(guó)家和組織則把風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)直接融入水質(zhì)基準(zhǔn)方法學(xué)中[9-11]。推導(dǎo)基準(zhǔn)主流的計(jì)算方法主要有評(píng)估因子法和統(tǒng)計(jì)外推法，其中統(tǒng)計(jì)外推法以物種敏感度分布曲線法(SSD曲線法)為目前國(guó)際主流方法[12-14]。保護(hù)人體健康基準(zhǔn)針對(duì)污染物類別的不同，根據(jù)污染物的毒理學(xué)效應(yīng)，如急性毒性、慢性毒性以及生物累積性等，可具體分為致癌和非致癌效應(yīng)基準(zhǔn)，是基于毒性外推和人體流行病學(xué)的研究而得出的結(jié)論。保護(hù)人體健康基準(zhǔn)值的推導(dǎo)主要綜合了毒理學(xué)、暴露評(píng)價(jià)以及生物累積3方面的內(nèi)容。開展毒性效應(yīng)分析要開展污染物的急性、亞急性和慢性毒性、發(fā)育、生殖以及神經(jīng)毒性方面的毒性實(shí)驗(yàn)，以及污染物的致癌、致畸、致突變資料，主要是基于污染物的劑量-效應(yīng)關(guān)系展開的，通過(guò)劑量效應(yīng)關(guān)系的無(wú)觀察有害作用水平(NOAEL)以及最低觀察有害作用水平(LOAEL)等相關(guān)參數(shù)可以推導(dǎo)基準(zhǔn)劑量，并最終通過(guò)多參數(shù)模型計(jì)算人體健康基準(zhǔn)值[7]。

近年來(lái)，我國(guó)的科研工作者在水質(zhì)基準(zhǔn)理論方法學(xué)開展了較多的研究[15-16]，分析了我國(guó)生物區(qū)系特征并提出水質(zhì)基準(zhǔn)推導(dǎo)的種選擇和數(shù)據(jù)要求[17-18]，結(jié)合我國(guó)環(huán)境特征推導(dǎo)了多種污染物質(zhì)的水質(zhì)基準(zhǔn)，結(jié)合我國(guó)環(huán)境特征推導(dǎo)了雙酚A、硝基苯、氯酚等多種污染物質(zhì)的水基準(zhǔn)[12,19-21]。在模型預(yù)測(cè)方面，取得了一些在國(guó)際上有一定影響力的成果，主要包括：使用生物配體模型(biotic ligand mode, BLM)推導(dǎo)重金屬基準(zhǔn)，溫度、溶解性有機(jī)質(zhì)、硬度等水環(huán)境條件對(duì)重金屬類污染物毒性作用影響較大[22-25]。美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局(US EPA)在2007年新修訂的銅的水質(zhì)基準(zhǔn)中，已經(jīng)開始使用BLM來(lái)推導(dǎo)銅的水質(zhì)基準(zhǔn)，考慮了各種水質(zhì)參數(shù)以及不同形態(tài)銅的生物有效性對(duì)水生生物毒性的影響[22]；組織殘留基準(zhǔn)是一種簡(jiǎn)單的使用組織濃度描述毒性反應(yīng)的方法，避開了一些環(huán)境影響因素，基于組織殘留基準(zhǔn)的方法，直接將生物累積量與毒性反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)，降低了由于物種和環(huán)境因素差異導(dǎo)致的不確定性。美國(guó)和加拿大都提出了組織殘留基準(zhǔn)的概念，推薦用于保護(hù)以水生生物為食的野生生物組織中的污染物最大殘留濃度[12,17-27]，并已經(jīng)開展了部分污染物的保護(hù)野生生物組織殘留基準(zhǔn)的研究，包括有機(jī)磷殺蟲劑、甲基汞、多氯聯(lián)苯(PCB)、滴滴涕(DDT)、多溴聯(lián)苯醚(PBDE)等[28-33]；采用模型預(yù)測(cè)的方式，對(duì)部分污染物的毒性進(jìn)行預(yù)測(cè)，考慮到動(dòng)物保護(hù)組織對(duì)動(dòng)物尤其是瀕危物種和稀有動(dòng)物的保護(hù)要求，彌補(bǔ)部分污染物毒性數(shù)據(jù)的缺失，US EPA發(fā)展了一種采用種間關(guān)系預(yù)測(cè)(interspecies correlation estimates, ICE)模型的方法對(duì)基準(zhǔn)展開研究，使用數(shù)據(jù)庫(kù)中現(xiàn)有的毒性數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行整合和匯編，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)未知物種或數(shù)據(jù)量較少物種的毒性數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而避免了對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的傷害[34-37]；此外，定量結(jié)構(gòu)活性相關(guān)模型(QSAR)對(duì)重金屬的毒性預(yù)測(cè)已經(jīng)取得了很好的結(jié)果[38-40]。

土壤環(huán)境基準(zhǔn)：針對(duì)不同的保護(hù)對(duì)象，土壤環(huán)境基準(zhǔn)分為保護(hù)人體健康的土壤基準(zhǔn)、保護(hù)生態(tài)受體的土壤基準(zhǔn)、保護(hù)地下水的土壤基準(zhǔn)和保護(hù)初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品土壤基準(zhǔn)[41-43]。采用基于風(fēng)險(xiǎn)方法制訂的區(qū)域性和場(chǎng)地性土壤污染危害臨界基準(zhǔn)，是制訂區(qū)域土壤污染篩選值和場(chǎng)地污染危害臨界值的主要依據(jù)。按照不同的土壤基準(zhǔn)類型，在保護(hù)人體健康土壤基準(zhǔn)方面，各國(guó)均采用人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法學(xué)制定保護(hù)人體健康的土壤基準(zhǔn)，主要包括文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的收集和評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)的選擇、土壤生態(tài)基準(zhǔn)的計(jì)算及基準(zhǔn)值的驗(yàn)證等。但由于各國(guó)每種用地方式下的默認(rèn)暴露場(chǎng)景、考慮的暴露途徑、暴露和污染物遷移模型及各類參數(shù)不同，導(dǎo)致各國(guó)土壤基準(zhǔn)值出現(xiàn)幾個(gè)數(shù)量級(jí)上的差異。在保護(hù)生態(tài)土壤基準(zhǔn)方面，各國(guó)制定土壤生態(tài)基準(zhǔn)的步驟基本也基本類似，差異體現(xiàn)在考慮的生態(tài)受體類型、文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的篩選原則、測(cè)試的終點(diǎn)(無(wú)可見效應(yīng)濃度NOEC或最低可見效應(yīng)濃度LOEC)、生態(tài)毒性數(shù)據(jù)庫(kù)、保護(hù)的水平、數(shù)據(jù)外推使用的具體方法(SSD曲線、評(píng)價(jià)系數(shù)、平衡分配法、QSAR法、證據(jù)權(quán)重法等)等。由于生態(tài)系統(tǒng)本身的復(fù)雜性以及各國(guó)對(duì)生態(tài)保護(hù)的認(rèn)知程度及賦予的重要性不同，與人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)相比，各國(guó)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后且參差不齊。美國(guó)于1998年發(fā)布了基于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制定土壤生態(tài)基準(zhǔn)的技術(shù)導(dǎo)則[44]。目前歐盟國(guó)家中只有德國(guó)、芬蘭和荷蘭制定了本國(guó)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則[44-48]。

大氣環(huán)境基準(zhǔn)：按作用對(duì)象的不同可分為人體健康基準(zhǔn)(對(duì)人群健康的影響)、生態(tài)基準(zhǔn)(對(duì)動(dòng)植物及生態(tài)系統(tǒng)的影響)和物理基準(zhǔn)(對(duì)材料、能見度、氣候等的影響)。人體健康基準(zhǔn)主要依賴于流行病學(xué)和毒理學(xué)研究成果，目前空氣基準(zhǔn)都是在設(shè)定基本人體暴露假設(shè)值的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序進(jìn)行估算的，包括動(dòng)物毒性外推或人體流行病學(xué)研究，包括致癌和非致癌效應(yīng)。美國(guó)科學(xué)院首次確定了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的四階段法：危害鑒別、劑量-效應(yīng)評(píng)估、暴露評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)表征，在考慮多個(gè)參數(shù)后根據(jù)劑量-效應(yīng)關(guān)系推導(dǎo)得出基準(zhǔn)值?；鶞?zhǔn)的推導(dǎo)方法，隨著風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究的發(fā)展，也有所改變。在致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，定量化致癌風(fēng)險(xiǎn)的低劑量外推法取代了線性多級(jí)模型。在非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，傾向于使用更多的統(tǒng)計(jì)模型來(lái)推導(dǎo)基準(zhǔn)值，而不是傳統(tǒng)的基于無(wú)觀察有害作用水平(NOAEL)的方法。在數(shù)據(jù)選擇上，一般選擇空氣毒害物的動(dòng)物毒性數(shù)據(jù)推導(dǎo)。效應(yīng)方面，致癌和非致癌性終點(diǎn)不同，當(dāng)使用致癌效應(yīng)作為臨界終點(diǎn)時(shí)，空氣基準(zhǔn)是以一組與特定增量生命期風(fēng)險(xiǎn)水平相關(guān)的濃度表示的。對(duì)于致癌物質(zhì)，基準(zhǔn)是指人體暴露特定污染物時(shí)可能增加10-6個(gè)體終生致癌風(fēng)險(xiǎn)的空氣濃度，而不考慮其他特定來(lái)源暴露引起的額外終生致癌風(fēng)險(xiǎn)，基準(zhǔn)值一般用單位風(fēng)險(xiǎn)因子(unit risk factors, URF)或單位風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)值(unit risk estimate, URE)表示。當(dāng)以非致癌效應(yīng)作為臨界終點(diǎn)時(shí)，基準(zhǔn)反映的是“非效應(yīng)”水平評(píng)價(jià)。對(duì)于非致癌物，估算不對(duì)人體健康產(chǎn)生有害影響的大氣濃度，基準(zhǔn)值一般用參考濃度(reference concentration, RfC)表示。到目前為止，US EPA僅僅對(duì)少數(shù)化學(xué)物質(zhì)列出空氣質(zhì)量基準(zhǔn)值RfC，其他毒害物質(zhì)基本上是采用參考劑量度(reference dose, RfD)值[41]。歐共體從1980年起逐步頒布了一些空氣污染物濃度的“限制值”和“建議值”指標(biāo)?！跋拗浦怠睘楸Ｗo(hù)人體健康而不得超過(guò)的濃度值；“建議值”是作為長(zhǎng)期的人體健康和環(huán)境保護(hù)指標(biāo)，以及為各成員國(guó)所決定的某些特殊區(qū)域而規(guī)定的指標(biāo)。加拿大、澳大利亞、芬蘭以及日本等國(guó)已相繼制定了部分大氣污染物的環(huán)境基準(zhǔn)值，世界衛(wèi)生組織也對(duì)幾種空氣污染物提出了指導(dǎo)值[46-52]。

基于目前我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀和存在的問題，未來(lái)我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)理論與方法學(xué)研究的主要內(nèi)容包括：①建立適合我國(guó)基本國(guó)情的、以生物有效性、有毒有害物質(zhì)環(huán)境遷移特性、生態(tài)毒性與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等為主要依據(jù)的環(huán)境基準(zhǔn)制定理論與方法體系。②污染物特定受體和毒性終點(diǎn)的篩選。對(duì)于一些新型有毒有機(jī)污染物，尤其是對(duì)生物體有內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的污染物(如雌激素類物質(zhì))，其毒性終點(diǎn)的選取應(yīng)該跟污染物的毒性作用機(jī)制結(jié)合起來(lái)，充分考慮其繁殖、發(fā)育以及遺傳等毒性作用。③將毒性預(yù)測(cè)模型納入到基準(zhǔn)研究中。采用生物配體模型(BLM)、種間關(guān)系預(yù)測(cè)模型(ICE)、定量結(jié)構(gòu)活性相關(guān)模型(QSAR)等將在基準(zhǔn)制定過(guò)程中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

1.2 環(huán)境基準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)及共享平臺(tái)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是環(huán)境基準(zhǔn)研究的基礎(chǔ)和前提。我國(guó)目前尚未建立能夠支撐我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和共享平臺(tái)。世界各國(guó)都非常重視基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查和整編工作，美國(guó)投入了大量的人力物力用于ECOTOX毒性數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)和定期的更新工作，該數(shù)據(jù)庫(kù)收集和整理了目前國(guó)際上最新和最全面的不同類型污染物和不同生物物種的生物毒性數(shù)據(jù)，這些基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)不但奠定了美國(guó)在國(guó)際環(huán)境基準(zhǔn)研究中的領(lǐng)先地位，同時(shí)也是眾多國(guó)家進(jìn)行環(huán)境基準(zhǔn)研究乃至環(huán)境科學(xué)研究的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。目前我們國(guó)家基準(zhǔn)研究的開展很大程度上還依賴于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家和組織的毒性數(shù)據(jù)庫(kù)。以水環(huán)境基準(zhǔn)研究為例，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取基本是選用國(guó)外的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(如美國(guó)ECOTOX毒性數(shù)據(jù)庫(kù)(http://cfpub.epa.gov/ecotox/)和國(guó)際農(nóng)藥行動(dòng)聯(lián)盟PAN農(nóng)藥數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.pesticideinfo.org)。我國(guó)過(guò)去開展了大量的環(huán)境科學(xué)方面的相關(guān)研究，文獻(xiàn)資料也相對(duì)豐富，但缺乏系統(tǒng)地收集和整理；數(shù)據(jù)編研過(guò)程缺乏相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，同時(shí)由于數(shù)據(jù)的調(diào)查、整理、編輯和實(shí)地獲取頗為耗時(shí)，國(guó)內(nèi)相關(guān)工作極少，這些已成為制約我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)發(fā)展的瓶頸。我國(guó)的環(huán)境基準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究尚處于起步階段，關(guān)于水環(huán)境基準(zhǔn)研究中物種調(diào)查、典型污染物的環(huán)境行為、毒性數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)資料是環(huán)境基準(zhǔn)研究中的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，而這些資料的編輯和整理目前基本處于空白。

水環(huán)境基準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)查和整編主要包括以下研究?jī)?nèi)容：1)重點(diǎn)流域生物區(qū)系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。生物和人是環(huán)境基準(zhǔn)的保護(hù)對(duì)象，因此基準(zhǔn)的制訂是以本國(guó)的生物區(qū)系特征為基礎(chǔ)的，不同地區(qū)的生物區(qū)系不同，選取的代表性生物以及毒理特征有很大差別，污染物的毒性效應(yīng)不同，所制訂的基準(zhǔn)值也會(huì)不同，根據(jù)特定地區(qū)的生物區(qū)系特點(diǎn)制訂相應(yīng)的基準(zhǔn)才會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的保護(hù)[52-54]。2)典型水體基本物理、化學(xué)和生物數(shù)據(jù)。水體理化參數(shù)是水質(zhì)基準(zhǔn)研究的定量化的指標(biāo)，對(duì)水質(zhì)基準(zhǔn)制訂有重要影響。建立水體基本物理、化學(xué)和生物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)是國(guó)際上在營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)及其他水質(zhì)基準(zhǔn)制訂過(guò)程中首先開展的重點(diǎn)工作。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局在整編這些數(shù)據(jù)的時(shí)候，系統(tǒng)考慮了數(shù)據(jù)的采樣站點(diǎn)、指標(biāo)的分析方法、實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制、時(shí)間周期、指標(biāo)代表性以及提供數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)等，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)歸類和刪減，最終建立起完善的水體基本物理、化學(xué)和生物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)[55-62]。3)典型污染物含量分布、化學(xué)和環(huán)境行為數(shù)據(jù)。污染物含量水平是環(huán)境基準(zhǔn)研究的重要內(nèi)容，我國(guó)典型污染物的含量分布的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一般都相對(duì)單一和分散。而關(guān)于幾大類典型污染物，包括化學(xué)品、重金屬、有機(jī)污染物和新型污染物在中國(guó)主要水體中的分布規(guī)律以及生物化學(xué)行為的調(diào)查和系統(tǒng)整理，目前國(guó)內(nèi)還沒有專門的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠進(jìn)行這方面數(shù)據(jù)的檢索。4)污染物水生生物毒理數(shù)據(jù)。污染物的毒性數(shù)據(jù)是環(huán)境基準(zhǔn)研究的核心，我國(guó)目前環(huán)境基準(zhǔn)研究在很大程度上參考了發(fā)達(dá)國(guó)家長(zhǎng)期生態(tài)基準(zhǔn)毒性研究數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)不能完全反映中國(guó)水生生物保護(hù)的要求，必須開展相關(guān)研究工作。

1.3 環(huán)境基準(zhǔn)目標(biāo)污染物的篩選甄別和優(yōu)先排序技術(shù)

我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)研究起步較晚，相對(duì)于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和管理表現(xiàn)出滯后性。由于化學(xué)污染物種類繁多，應(yīng)優(yōu)先篩選出一些毒性強(qiáng)、難降解、殘留時(shí)間長(zhǎng)、在環(huán)境中分布廣的特征污染物優(yōu)先進(jìn)行控制。因此在借鑒別國(guó)的環(huán)境基準(zhǔn)研究成果的同時(shí)，應(yīng)結(jié)合我國(guó)的污染特征確定優(yōu)控污染物清單。在重點(diǎn)考慮高環(huán)境暴露的常規(guī)污染物的同時(shí)應(yīng)關(guān)注一些新興污染物，如內(nèi)分泌干擾物、持久性有機(jī)污染物和納米污染物，以及可能引起重大區(qū)域污染事件的工業(yè)化學(xué)品等。我國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)目標(biāo)物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)篩查的總體思路是在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和環(huán)境綜合評(píng)估的基礎(chǔ)上，篩查出風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高的毒害物質(zhì)作為環(huán)境介質(zhì)中優(yōu)先管理的目標(biāo)(技術(shù)路線見圖1)。

美國(guó)、加拿大、歐盟、荷蘭、澳大利亞和日本等國(guó)家和組織先后開展了優(yōu)先污染物篩選和排序研究，如美國(guó)優(yōu)先污染物篩選和排序名單包括了129種水環(huán)境優(yōu)先污染物，后來(lái)又補(bǔ)充了80種[63-65]。根據(jù)優(yōu)先污染物的理化性質(zhì)和生物效應(yīng)，如溶解性、降解性、揮發(fā)性、正辛醇-水分配系數(shù)、環(huán)境歸趨等，將129種優(yōu)先污染物分成十大類。根據(jù)優(yōu)先污染物所具有的持久性和生物積累性，將優(yōu)先污染物分為5級(jí)。根據(jù)分類分級(jí)數(shù)據(jù)，選定并推薦優(yōu)先監(jiān)測(cè)的采樣對(duì)象。歐盟采取了CHIAT(The Chemical Hazard Identification and Assessment Tool)方案篩選水框架指令優(yōu)先污染物，據(jù)此在1999年提出了歐盟水環(huán)境優(yōu)先污染物推薦名單。2011年的第2455/2001/EC號(hào)決議在此基礎(chǔ)上提出了第一批水環(huán)境優(yōu)先有害物質(zhì)名單。荷蘭采用經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(Organization for Economic Co-operation and Development, OECD)提出的污染物篩選程序，依據(jù)環(huán)境濃度和無(wú)效應(yīng)濃度，定量排序和確定優(yōu)先污染物，并為此開發(fā)了USES的軟件。中國(guó)環(huán)境優(yōu)先污染物篩選與排序名單主要是針對(duì)水環(huán)境，與美國(guó)和歐盟相比，尚不成系統(tǒng)，而且指標(biāo)的選取停留在已列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的污染物，難以滿足當(dāng)前新的環(huán)境問題(如地域性不同而不同，時(shí)代性不同而不同，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度與環(huán)境承載力相關(guān)關(guān)系的不同而不同)的需要。由于我國(guó)現(xiàn)實(shí)情況與美國(guó)和其他國(guó)家差異較大，而且優(yōu)先監(jiān)測(cè)污染指標(biāo)甄選程序的應(yīng)用范圍相對(duì)較小，因此需對(duì)相關(guān)工作程序進(jìn)行適當(dāng)修正與簡(jiǎn)化。

圖1 基準(zhǔn)目標(biāo)物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)篩查與優(yōu)先排序的總體思路[41]Fig. 1 General thought of screening of target pollutants and priority ordering[41]

污染物的環(huán)境與健康危害性評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估是污染物篩選的核心。不同的優(yōu)先篩選方案采用的評(píng)估方法也是不同的。內(nèi)容上看，大致可以分為危害性評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估兩大類。前者是考慮化學(xué)品固有的環(huán)境危害性和健康危害性，但是不考慮其在環(huán)境中的水平和暴露情況，因此只是部分反映污染物的潛在風(fēng)險(xiǎn)。而風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估則是在危害性評(píng)估的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮污染物在環(huán)境中的存在方式、水平和轉(zhuǎn)化等，有時(shí)還結(jié)合特定的暴露途徑，分析污染物的健康風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)先污染物的篩選原則包括：1)具有較大的生產(chǎn)量(或排放量)，較為廣泛地存在于環(huán)境中；2)毒性效應(yīng)大的化學(xué)物質(zhì)；3)在水中難于降解，有生物體積累性和水生生物毒性的污染物；4)國(guó)內(nèi)已經(jīng)具備一定基礎(chǔ)條件，且可以監(jiān)測(cè)的污染物；5)采取分期分批建立優(yōu)先控制污染物名單的原則。

結(jié)合基準(zhǔn)目標(biāo)污染物篩選的研究現(xiàn)狀和存在的問題，下一步的研究主要從以下幾個(gè)方面展開：1)基于化學(xué)品毒性的污染物優(yōu)先篩選排序；2)基于生產(chǎn)量、進(jìn)口量、使用量的潛在環(huán)境化學(xué)優(yōu)先污染物篩選排序；3)基于污染物源排放監(jiān)測(cè)的環(huán)境化學(xué)優(yōu)先污染物篩選排序；4)基于嚴(yán)重污染地點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的環(huán)境化學(xué)優(yōu)先污染物篩選排序；5)基于綜合數(shù)據(jù)和部分排序理論(partialordertheory,POT)及隨機(jī)線性外推法(random 1inearextension,RLE)的POT/RLE方法的環(huán)境化學(xué)優(yōu)先污染物篩選排序。

1.4 營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)研究

我國(guó)目前水體富營(yíng)養(yǎng)化比較突出，對(duì)氮磷等營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)比較關(guān)注，營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)的研究對(duì)我國(guó)湖泊河流保護(hù)尤為重要。與一般污染物不同，氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)水生生物的毒理作用相對(duì)較小，其危害主要在于促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)而暴發(fā)水華，從而導(dǎo)致水生生物的死亡和水生態(tài)系統(tǒng)的破壞。因此，防止水體富營(yíng)養(yǎng)化的營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)主要是基于生態(tài)學(xué)原理和方法來(lái)制定的，而不依賴生物毒理學(xué)方法。富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生不僅與水質(zhì)條件相關(guān)，同時(shí)也與水體的地理和氣象條件以及自身的水力條件相關(guān)，因此也不采用一個(gè)通用的營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)來(lái)反映不同區(qū)域的水體富營(yíng)養(yǎng)化條件。需要根據(jù)不同區(qū)域的特點(diǎn)和不同類型的水體，制定具有針對(duì)性的營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)。因此，制定營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)的首要工作就是確定營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)的適用區(qū)域單元，而研究表明水生態(tài)區(qū)是一種非常有效的空間單元。在同一生態(tài)區(qū)內(nèi)，由于具有相似的氣候、地形、土地利用等特征，水體生產(chǎn)力和營(yíng)養(yǎng)狀況與總磷、總氮、葉綠素a、透明度等指標(biāo)具有較好的相關(guān)性，這為營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)的制定奠定了基礎(chǔ)。

圖2 利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法確定營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)的示意圖[41]Fig. 2 The schematic diagram of formulating water nutrient criteria using statistical method[41]

美國(guó)在1998年確定了區(qū)域性營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)的國(guó)家戰(zhàn)略，營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)分為湖泊、河流、河口海灣和濕地4種類型[59-62]。以湖泊水庫(kù)為例，首先是確定生態(tài)區(qū)內(nèi)的參考湖泊的條件，對(duì)生態(tài)區(qū)內(nèi)的參考湖泊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，然后對(duì)參考湖泊的營(yíng)養(yǎng)物水平進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將上第25個(gè)百分點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的值作為基準(zhǔn)推薦值。在實(shí)際情況中，如果參考湖泊數(shù)量不足，可以對(duì)所有湖泊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，此時(shí)是將下第25%百分點(diǎn)分布作為營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)基準(zhǔn)值(圖2)。

結(jié)合我國(guó)在營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)方面的研究現(xiàn)狀，未來(lái)營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容主要包括：①我國(guó)水生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域差異性研究；②基于區(qū)域差異的水體營(yíng)養(yǎng)物生態(tài)分區(qū)技術(shù)研究；③我國(guó)不同區(qū)域參照水體綜合評(píng)估技術(shù)方法研究；④水體營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)參照狀態(tài)與基準(zhǔn)值建立技術(shù)方法研究。

1.5 生物測(cè)試與毒性評(píng)價(jià)技術(shù)

水環(huán)境基準(zhǔn)的核心是劑量效應(yīng)關(guān)系。毒性數(shù)據(jù)的質(zhì)量在很大程度上決定了水環(huán)境基準(zhǔn)值的可靠性。獲取適宜可靠的生物毒性數(shù)據(jù)的主要途徑是開展生物測(cè)試實(shí)驗(yàn)及流行病學(xué)調(diào)查。目前世界各國(guó)都投入了大量的人力物力開展毒性測(cè)試實(shí)驗(yàn)，生物毒性測(cè)試和毒性評(píng)價(jià)技術(shù)也成為了國(guó)際的研究熱點(diǎn)。目前污染物的毒性評(píng)價(jià)中一直采用急性和慢性生物毒性(生長(zhǎng)抑制、重要生理指標(biāo)改變以及死亡等)作為測(cè)試終點(diǎn)，對(duì)其他生物學(xué)效應(yīng)缺乏研究，因此毒性評(píng)價(jià)結(jié)果顯示“安全”的污染物在一定程度上同樣對(duì)水環(huán)境中生物存在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[66-70]。不同類型的污染物，其毒性效應(yīng)機(jī)理存在顯著差異。對(duì)于一些常規(guī)污染物，往往會(huì)對(duì)生物產(chǎn)生生長(zhǎng)抑制、運(yùn)動(dòng)抑制、致死效應(yīng)，毒性終點(diǎn)很容易判斷；而對(duì)于一些新型的污染物，由于其毒性效應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜，毒性效應(yīng)終點(diǎn)很難判斷，如一些內(nèi)分泌干擾物，能夠通過(guò)干擾生物體內(nèi)激素的合成、分泌、轉(zhuǎn)運(yùn)等環(huán)節(jié)，進(jìn)而影響機(jī)體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、生殖、發(fā)育及行為。同時(shí)，由于國(guó)家和地區(qū)不同生物種的差別相對(duì)較大，因此不同的國(guó)家和地區(qū)選擇本地生物種作為實(shí)驗(yàn)生物種，將會(huì)有效地保護(hù)本地種安全。另外，國(guó)際上采用的通用實(shí)驗(yàn)生物種涵蓋的相對(duì)不全面，一些食物鏈中物種缺乏，對(duì)污染物的毒性評(píng)價(jià)結(jié)果將在一定程度上存在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，因此，不僅需要發(fā)展本地生物種，同時(shí)也需要增加食物鏈中具有重要地位的物種。

傳統(tǒng)的毒理學(xué)研究對(duì)象主要針對(duì)生物個(gè)體，缺乏從種群、群落以及生態(tài)系統(tǒng)等宏觀尺度水平上研究污染物的生物效應(yīng)機(jī)制，而環(huán)境基準(zhǔn)的保護(hù)目標(biāo)是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，因此從研究污染物對(duì)單物種的毒理效應(yīng)，上升到污染物對(duì)種群、群落乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的毒理效應(yīng)，是環(huán)境基準(zhǔn)發(fā)展的必然要求。此外，傳統(tǒng)的環(huán)境污染物毒性評(píng)價(jià)一般使用脊椎動(dòng)物、哺乳動(dòng)物或藻類等動(dòng)植物進(jìn)行急性和慢性毒性實(shí)驗(yàn)來(lái)研究污染物的毒性效應(yīng)，這些方法一般耗時(shí)較長(zhǎng)，而且得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往不夠精確，不能說(shuō)明污染物的作用機(jī)制和原理。隨著對(duì)毒性機(jī)制認(rèn)識(shí)的不斷深入，一些現(xiàn)代技術(shù)方法如細(xì)胞彗星實(shí)驗(yàn)、微核實(shí)驗(yàn)、基因探針、分子生物標(biāo)記物等將逐漸被采用，通過(guò)快速檢測(cè)污染物與生物靶分子DNA、RNA以及細(xì)胞和器官的變異特征指標(biāo)來(lái)研究污染物的毒性效應(yīng)將是研究毒理效應(yīng)的必然手段。另外，考慮到動(dòng)物保護(hù)組織對(duì)物種的保護(hù)要求，為了盡量避免受試物種受到迫害，用模型進(jìn)行毒性數(shù)值預(yù)測(cè)的手段也逐漸被人們接受，模型預(yù)測(cè)的方式也將是基準(zhǔn)研究的重要手段之一。

根據(jù)水質(zhì)基準(zhǔn)的保護(hù)目標(biāo)，為獲得科學(xué)可靠、適宜我國(guó)生態(tài)特征的水質(zhì)基準(zhǔn)，生物測(cè)試和毒性評(píng)價(jià)技術(shù)主要研究?jī)?nèi)容包括：①分階段開展代表性實(shí)驗(yàn)生物的實(shí)驗(yàn)室培育、繁殖和模式化技術(shù)，建立以我國(guó)本土生物為核心的活體毒性(毒理)評(píng)估方法和測(cè)試指標(biāo)體系。構(gòu)建污染物的生物活體測(cè)試技術(shù)，發(fā)展和構(gòu)建受試生物和相關(guān)生物標(biāo)記物，篩選本地生物種，同時(shí)也增加食物鏈中具有重要地位的物種。篩選典型和新型污染物的早期診斷指標(biāo)(如生物標(biāo)志物)，建立相應(yīng)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)分析方法，構(gòu)建多水平(基因、分子、細(xì)胞、組織、個(gè)體、種群和群落等水平)、多指標(biāo)(死亡率、生長(zhǎng)發(fā)育、生殖等終點(diǎn))和多效應(yīng)(不同的靶標(biāo)器官和毒理效應(yīng))的毒性指標(biāo)體系。

1.6 人體暴露評(píng)價(jià)理論與相關(guān)技術(shù)研究

對(duì)于既定污染物的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，由于其毒性是確定的，風(fēng)險(xiǎn)的大小主要取決于人體暴露污染物的劑量的多少。暴露評(píng)價(jià)(exposure assessment)是描述和評(píng)價(jià)人體暴露環(huán)境污染物的劑量、途徑、方式等的過(guò)程。暴露評(píng)價(jià)是環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，也是基準(zhǔn)制定主要技術(shù)手段。暴露評(píng)價(jià)是遵照一定的技術(shù)規(guī)程，在對(duì)暴露濃度準(zhǔn)確測(cè)量、暴露行為方式準(zhǔn)確評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用一定的模型對(duì)暴露劑量進(jìn)行定量的過(guò)程[71-75]。暴露評(píng)價(jià)一直是環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和環(huán)境流行病學(xué)研究的重要組成部分，關(guān)于暴露測(cè)量、暴露模型、暴露參數(shù)等方面的研究也一直是國(guó)際上的熱點(diǎn)。暴露評(píng)價(jià)包括4個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，即暴露測(cè)量、暴露參數(shù)、暴露模型和技術(shù)規(guī)范。圍繞這4個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，人體暴露評(píng)價(jià)的主要研究?jī)?nèi)容包括：①準(zhǔn)確定量人體暴露污染物的劑量，改進(jìn)暴露的測(cè)量方法，發(fā)展個(gè)體暴露劑量評(píng)價(jià)方法；②評(píng)價(jià)人體對(duì)多途徑多介質(zhì)暴露污染物的劑量，研發(fā)生物標(biāo)志物；③通過(guò)合理的暴露模型來(lái)估算和預(yù)測(cè)污染物的人體暴露劑量，為健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)；④暴露參數(shù)的準(zhǔn)確定量是暴露劑量評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵參數(shù)，也是暴露評(píng)價(jià)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)；⑤建立暴露評(píng)價(jià)的技術(shù)規(guī)范。

當(dāng)前人體暴露評(píng)價(jià)研究的難點(diǎn)和焦點(diǎn)主要集中于化合物的多途徑暴露、多種化合物的聯(lián)合暴露、歷史暴露的定量估計(jì)和暴露評(píng)價(jià)的有效驗(yàn)證等方面。人體暴露評(píng)價(jià)未來(lái)的發(fā)展方面主要包括4個(gè)方面：①暴露定量的準(zhǔn)確性。進(jìn)一步研究基于個(gè)體的暴露測(cè)量技術(shù)、個(gè)體有效性暴露生物標(biāo)志物評(píng)價(jià)技術(shù)和新方法(如時(shí)間-活動(dòng)模式等)，開發(fā)對(duì)多途徑和多種化合物聯(lián)合暴露的評(píng)價(jià)模型和方法以及暴露驗(yàn)證方法，不斷提高暴露評(píng)價(jià)定量的準(zhǔn)確性；②暴露評(píng)價(jià)時(shí)間范圍的延伸。應(yīng)用暴露再現(xiàn)評(píng)估方法、先進(jìn)的模擬方法和新型的數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型和方法等，實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史暴露的定量估計(jì)和對(duì)未來(lái)暴露的有效預(yù)測(cè)；③暴露評(píng)價(jià)空間范圍的拓展。應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)和空間分析方法等方法，擴(kuò)大暴露評(píng)價(jià)的地域尺度，實(shí)現(xiàn)基于群體的定量暴露評(píng)價(jià)，以為宏觀決策服務(wù)；④暴露評(píng)價(jià)應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬。人體暴露評(píng)價(jià)除在環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和流行病學(xué)研究外，將逐漸在有毒有害化學(xué)品的安全性評(píng)價(jià)、突發(fā)性環(huán)境污染事故和自然災(zāi)害應(yīng)急過(guò)程工作中發(fā)揮更為重要的作用。

1.7 環(huán)境基準(zhǔn)的審核和驗(yàn)證研究

為了保證環(huán)境基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，必須對(duì)推導(dǎo)得到的基準(zhǔn)值進(jìn)行審核和驗(yàn)證。目前不同國(guó)家關(guān)于不同環(huán)境基準(zhǔn)的推導(dǎo)方法和理論不完全相同，因而在最終的審核和校對(duì)方面也存在差異。下面以水質(zhì)基準(zhǔn)為例，介紹一下以美國(guó)為代表的國(guó)家在水環(huán)境基準(zhǔn)審核與校正方面的情況：

水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)的審核內(nèi)容主要包括：①監(jiān)測(cè)時(shí)間的選擇：通常選擇1 h作為急性濃度的監(jiān)測(cè)時(shí)間，選擇96 h作為慢性濃度的監(jiān)測(cè)時(shí)間；②超標(biāo)濃度頻率的確定：除了非常敏感的地方物種，不論在淡水或者海水中，如果某種物質(zhì)的96 h平均濃度超過(guò)基準(zhǔn)連續(xù)濃度的次數(shù)平均每3年不多于1次，并且其1 h平均濃度超過(guò)基準(zhǔn)最大濃度的次數(shù)平均每3年不多于1次，那么就認(rèn)為水生生物及其使用功能沒有受到污染物不可接受的影響；③對(duì)所有數(shù)據(jù)及基準(zhǔn)推導(dǎo)步驟的審核：優(yōu)先選擇那些對(duì)于敏感物種毒性數(shù)據(jù)擬合較好的模型所獲得的基準(zhǔn)值，這樣才能盡可能地降低方法學(xué)本身的不確定性，以充分保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)中的敏感物種，最終達(dá)到保護(hù)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的目的。

水環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)的驗(yàn)證內(nèi)容主要包括：各模型間基準(zhǔn)值及與物種毒性數(shù)據(jù)的比較：應(yīng)將不同環(huán)境介質(zhì)中通過(guò)不同擬合模型所推導(dǎo)的基準(zhǔn)值分別與該模型所采用物種的種平均急性或慢性值一一進(jìn)行比較，判斷各模型得出基準(zhǔn)值的準(zhǔn)確度和科學(xué)性。不同推導(dǎo)方法基準(zhǔn)值的比較：應(yīng)該根據(jù)污染物自身的物理化學(xué)特性、毒性作用機(jī)制、生物有效性等方面的信息，綜合比較選擇最優(yōu)的方法來(lái)制定基準(zhǔn)。環(huán)境基準(zhǔn)與敏感物種毒性數(shù)據(jù)的比較：應(yīng)優(yōu)先選擇敏感性物種或易感人群，設(shè)定這些敏感性生物或人群能夠承受的污染物水平，也就同時(shí)保護(hù)了其他較不敏感物種的安全。環(huán)境基準(zhǔn)與本地物種毒性數(shù)據(jù)的比較：應(yīng)充分考慮到對(duì)本地特有物種或特定人群的保護(hù)。環(huán)境基準(zhǔn)與暴露濃度或背景濃度的比較：通過(guò)對(duì)所獲得基準(zhǔn)值與環(huán)境介質(zhì)中該污染物的暴露或背景濃度進(jìn)行比較，可以判斷所獲得環(huán)境基準(zhǔn)值對(duì)生物或人體的保護(hù)水平以及預(yù)測(cè)污染物對(duì)他們的潛在風(fēng)險(xiǎn)。若所獲得的環(huán)境基準(zhǔn)值低于大部分環(huán)境介質(zhì)中污染物的濃度背景值，則應(yīng)重新進(jìn)行計(jì)算和審核。環(huán)境基準(zhǔn)與污染物檢測(cè)限值的比較：若無(wú)法保證獲得的環(huán)境基準(zhǔn)值大于污染物在環(huán)境介質(zhì)中的檢測(cè)限值，環(huán)境基準(zhǔn)就失去實(shí)際的指導(dǎo)意義?；鶞?zhǔn)審核和校對(duì)考慮的其他因素：一些環(huán)境參數(shù)如硬度、pH值、有機(jī)質(zhì)含量、溫度、堿度等對(duì)毒性值的影響應(yīng)該加以考慮。

1.8 環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化技術(shù)

我國(guó)政府也越來(lái)越意識(shí)到依據(jù)符合我國(guó)環(huán)境特征的環(huán)境基準(zhǔn)制訂更加科學(xué)、合理、有效的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的重要意義[76-77]。美國(guó)、加拿大、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)境基準(zhǔn)研究工作開展較早，在環(huán)境基準(zhǔn)向環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化機(jī)制和程序也較為成熟。圖3為美國(guó)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制定模式，美國(guó)國(guó)家環(huán)保局(US EPA)負(fù)責(zé)組織制訂并發(fā)布環(huán)境基準(zhǔn)，州或保留部落環(huán)保部門可結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件修訂或補(bǔ)充國(guó)家環(huán)境基準(zhǔn)，以此為依據(jù)制訂環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)并負(fù)責(zé)監(jiān)督實(shí)施，公眾和地方組織通過(guò)聽證參與此過(guò)程，同時(shí)，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)必須提交國(guó)家環(huán)保局進(jìn)行審核，得到批準(zhǔn)后方可實(shí)施[7]。雖然不同國(guó)家體制和環(huán)境保護(hù)工作組織形式的差異，但是國(guó)外環(huán)境基準(zhǔn)向環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化具有一些共性特征：國(guó)家環(huán)境保護(hù)部門負(fù)責(zé)組織制訂并發(fā)布環(huán)境基準(zhǔn)信息；地方政府是制訂和實(shí)施環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的主體；環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)境基準(zhǔn)與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合的橋梁；公眾參與是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制訂的重要環(huán)節(jié)(圖4)。

我國(guó)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系由環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)和其他環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)組成，分為國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和地方環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。在2014年4月修訂，2015年1月1日起實(shí)施的《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》中，明確提出“國(guó)家鼓勵(lì)開展環(huán)境基準(zhǔn)研究”，這為環(huán)境基準(zhǔn)向環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化提供了法律依據(jù)。我國(guó)國(guó)土范圍遼闊，國(guó)內(nèi)自然條件、經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)條件區(qū)域差異較為顯著，自然條件對(duì)環(huán)境基準(zhǔn)的研究和確定有重要影響，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件則是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制訂過(guò)程中的主要影響因素。發(fā)達(dá)國(guó)家在解決類似問題時(shí)較普遍采用的方法是為環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施指南，指引包括標(biāo)準(zhǔn)的適用條件、豁免條件及豁免標(biāo)準(zhǔn)的替代方案等。結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，可在基于環(huán)境基準(zhǔn)制訂環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)工作開展的同時(shí)，著手制訂我國(guó)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指引，以增強(qiáng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的適用性和可行性，論證建立地方和區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)的條件，將建立較完善的地方-區(qū)域-國(guó)家多層次環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系作為環(huán)境基準(zhǔn)向環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化研究工作的長(zhǎng)期目標(biāo)。

圖3 美國(guó)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制訂模式[77]Fig. 3 Transformation process from environmental quality criteria to environmental standard in the US[77]

圖4 環(huán)境基準(zhǔn)制訂環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的一般步驟[41]Fig. 4 General step from environmental quality criteria to environmental standard [41]

2 結(jié)語(yǔ)

環(huán)境基準(zhǔn)是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制定的科學(xué)依據(jù)，目前，我國(guó)已經(jīng)啟動(dòng)了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2006)的修訂工作，圍繞標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)科學(xué)確定基準(zhǔn)是當(dāng)前環(huán)境基準(zhǔn)研究工作的重點(diǎn)。環(huán)境基準(zhǔn)是大量基礎(chǔ)性工作和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的綜合集成，在國(guó)家環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)管理中處于基礎(chǔ)性地位。我國(guó)近幾十年來(lái)在環(huán)境科學(xué)、毒理學(xué)、生物學(xué)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面取得的大量科研成果，為環(huán)境基準(zhǔn)的長(zhǎng)足發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。環(huán)境基準(zhǔn)反映了環(huán)境化學(xué)、毒理學(xué)、生態(tài)學(xué)、流行病學(xué)、生物學(xué)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等前沿學(xué)科領(lǐng)域的最新科研成果，它的研究也不是一成不變，將隨著諸多相關(guān)研究方向和學(xué)科的進(jìn)步而不斷更新。中國(guó)的環(huán)境基準(zhǔn)研究任重而道遠(yuǎn)，與環(huán)境基準(zhǔn)緊密相關(guān)的重要的研究方向既是建立科學(xué)的環(huán)境基準(zhǔn)體系的切入口，也是未來(lái)環(huán)境基準(zhǔn)研究的發(fā)展方向。環(huán)境基準(zhǔn)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略發(fā)展必將是建立在各個(gè)重要方向長(zhǎng)足發(fā)展的基礎(chǔ)之上，同時(shí)，環(huán)境基準(zhǔn)研究也必帶動(dòng)這些方向的共同蓬勃發(fā)展，為環(huán)境化學(xué)、毒理學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展注入活力，對(duì)于我國(guó)的環(huán)境保護(hù)科研和管理工作具有深遠(yuǎn)的意義。

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◆

Investigation on Important Directions of China Environmental Quality Criteria

ZhaoXiaoli1, Zhao Tianhui1, Li Huixian1, HuoShouliang1, XuJian1, FengChenglian1, XuYiping2, DuanXiaoli1, Wang Tieyu3, HouHong1, MengWei1, Wu Fengchang1,*

1. State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 2. State Key Laboratory of Environmental Aquatic Chemistry, Research Center for Eco-environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China 3. State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco-environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China

3 December 2014 accepted 8 December 2014

Environmental quality criteria (EQC) are the scientific basis to formulate environmental quality standards, which are the foundation of the national environmental quality assessment and risk management. It involves in the frontier discipline field of environmental chemistry, toxicology, ecology, epidemiology, biology and risk assessment. National EQC are a long-term systematic project. In the present study, key research directions of the future EQC research of China were comprehensively analyzed and pointed out based on the subject characteristics and international frontiers of EQC research combined with the research status of the national science and technology demand and the related areas.The future research direction of Chinese EQC include: 1) theory and methodology of EQC; 2) basic database of EQC; 3) screening of target pollutants and priority ordering techniques; 4) water nutrient criteria; 5) bioassay and toxicity evaluation technology; 6) human exposure assessment theory and related technologies; 7) proofreading of EQC; 8) mechanism for transformation of EQC into environmental standards and the environmental management supporting technology. In the present investigation, the research progresses, scientific questions and future key research contents of 8 research direction closely related to EQC were expounded from the point of the development of EQC. The article pointed out that these important research directions were the fundament of EQC, and the long-term strategic development of the future EQC is bound to be built on the basis of considerable development of various important research directions. EQC will lead to the common flourish development of these directions, injecting vigor into the development of environmental geochemistry, toxicology, ecology and other fields.

environmental quality criteria; theory and methodology of environmental quality criteria; screening of target pollutants techniques;eco-functional regionalization;toxicity test technology; exposure assessment; risk assessment

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41222026；21007063)；環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201009032)

趙曉麗(1981-)，女，副研究員，研究方向?yàn)樗h(huán)境基準(zhǔn)、磁性納米材料環(huán)境行為研究，E-mail: zhaoxiaoli_zxl@126.com;

*通訊作者(Corresponding author)， E-mail: wufengchang@vip.skleg.cn

10.7524/AJE.1673-5897.20141203002

2014-12-3 錄用日期：2014-12-08

1673-5897(2015)1-18-13

X171.5

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吳豐昌(1964—)，男，研究員，博士生導(dǎo)師，環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。主要研究方向?yàn)榄h(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，天然有機(jī)質(zhì)環(huán)境生物地球化學(xué)行為等。

趙曉麗, 趙天慧, 李會(huì)仙, 等. 中國(guó)環(huán)境基準(zhǔn)研究重點(diǎn)方向探討[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào), 2015, 10(1): 18-30

Zhao X L, Zhao T H, Li H X, et al. Investigation on important directions of China Environmental Quality Criteria [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2015, 10(1): 18-30 (in Chinese)