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新污染物環(huán)境監(jiān)測國際實踐及啟示

2021-12-30 05:46:20周林軍梁夢園范德玲邢維龍劉濟寧石利利
關(guān)鍵詞:化學(xué)物質(zhì)污染物評估

周林軍,梁夢園,范德玲,邢維龍,汪 貞,古 文,王 蕾,劉濟寧,石利利

(生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所,江蘇 南京 210042)

不同于常規(guī)污染物,新污染物是指新近發(fā)現(xiàn)或被關(guān)注,對生態(tài)環(huán)境或人體健康存在風(fēng)險,尚未納入管控或現(xiàn)有管理措施不足以有效防控其風(fēng)險的污染物。目前國際上普遍關(guān)注的新污染物有環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EDCs)、持久性有機污染物(POPs)、微塑料、環(huán)境持久性藥物污染物等類型[1-4]。新污染物有幾個主要特點:一是環(huán)境危害或環(huán)境風(fēng)險具有隱蔽性,之前關(guān)注不夠,如具有致癌、致畸、致突變等慢性或潛在危害;二是種類繁多,目前國際關(guān)注的新污染物只是冰山一角;三是其生產(chǎn)、加工和消費的全過程均可能存在環(huán)境排放,且可能具有環(huán)境持久性和移動性,易在環(huán)境中累積,因此常規(guī)污染物管控措施無法有效控制其環(huán)境風(fēng)險[5]。

由于新污染物種類較多,并非所有的新污染物都要進行管控。國際通行的做法是首先使用環(huán)境監(jiān)測手段,系統(tǒng)分析新污染物的環(huán)境暴露水平,識別環(huán)境排放源,然后評估新污染的環(huán)境風(fēng)險,再對高風(fēng)險的新污染物進行重點管控。因此開展環(huán)境監(jiān)測、掌握新污染物的環(huán)境暴露水平,是新污染物管控的首要步驟。發(fā)達國家和地區(qū)自20世紀(jì)70年代以來實施了大量的監(jiān)測計劃,重點圍繞地表水等環(huán)境介質(zhì)開展了全國/地區(qū)環(huán)境賦存狀況監(jiān)測,并以此為依據(jù)采取有針對性的環(huán)境風(fēng)險控制措施。

我國目前初步建立了持久性有機污染物(POPs)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),但仍尚未對新污染物開展系統(tǒng)監(jiān)測,新污染物的監(jiān)測以科學(xué)研究為主,且主要關(guān)注局部地區(qū)[6-12]。隨著深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的需要,我國對新污染物的環(huán)境風(fēng)險防控日益重視,迫切需要開展新污染物監(jiān)測,掌握新污染物的環(huán)境風(fēng)險水平,為新污染物治理提供基本信息。

新污染物監(jiān)測有別于常規(guī)污染物監(jiān)測,技術(shù)難點體現(xiàn)在3個方面:一是大量新污染物未納入常規(guī)監(jiān)測項目,缺少標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測方法。目前我國例行環(huán)境監(jiān)測仍以化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、總磷、總氮等總量型指標(biāo)為主,涉及的新污染物指標(biāo)較少;二是新污染物種類繁多,且隨著風(fēng)險評估研究發(fā)展而不斷深入,利用常規(guī)方法逐個制定監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn),從技術(shù)和效率方面都難以滿足監(jiān)測需求;三是新污染物產(chǎn)生風(fēng)險的排放源未知,環(huán)境賦存介質(zhì)未知,常規(guī)監(jiān)測針對特定排放源、特定環(huán)境介質(zhì)的方法難以適用于新污染物監(jiān)測工作。

為了解決新污染物監(jiān)測所面臨的難題,該研究系統(tǒng)綜述了國際新污染物環(huán)境監(jiān)測的相關(guān)計劃和方案,對比了實施新污染物監(jiān)測的目的和方案設(shè)計原則,分析新污染物監(jiān)測的難點;在參考國際經(jīng)驗并結(jié)合我國新污染物監(jiān)測現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出我國實施新污染物監(jiān)測的建議。

1 國外新污染物監(jiān)測實踐分析

1.1 歐盟

歐盟水框架指令是歐盟水政策一體化行動的綜合法律框架,該指令明確要求建立地表水監(jiān)測網(wǎng),對各流域的生態(tài)和化學(xué)污染物進行連續(xù)、綜合性的監(jiān)測。監(jiān)測對象包括污染物和優(yōu)先化學(xué)物質(zhì),分別列于附件Ⅷ和Ⅹ并動態(tài)更新。其中污染物包括通過排放化學(xué)物質(zhì)或人類活動等方式進入環(huán)境后可對人體健康或水陸生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生危害、或者影響環(huán)境價值的化學(xué)物質(zhì)或其他要素。優(yōu)先化學(xué)物質(zhì)是具有顯著水環(huán)境風(fēng)險或通過水環(huán)境產(chǎn)生顯著風(fēng)險,亟待采取管控措施的化學(xué)物質(zhì),歐盟須在優(yōu)先化學(xué)物質(zhì)清單建議稿提出4 a內(nèi)審議確認(rèn)并提出相應(yīng)的管控措施。水框架指令除規(guī)定了監(jiān)測方案設(shè)計原則外,還通過修正案的方式補充了優(yōu)先化學(xué)物質(zhì)監(jiān)測的特殊要求。通過優(yōu)先化學(xué)物質(zhì)監(jiān)測程序,歐盟發(fā)布了大量未受管制的新污染物[13]。

1.1.1監(jiān)測類型

監(jiān)測類型分為監(jiān)督監(jiān)測、評估監(jiān)測和預(yù)警監(jiān)測。其中監(jiān)督監(jiān)測用于常規(guī)監(jiān)測的補充和驗證,評價項目實施的成效、自然條件的長期變化以及廣泛分散人類活動的長期影響,側(cè)重地表水總體狀況的評估;評估監(jiān)測是根據(jù)常規(guī)監(jiān)測結(jié)果或監(jiān)督監(jiān)測結(jié)果,針對發(fā)現(xiàn)的可能不滿足水環(huán)境目標(biāo)的區(qū)域以及排放優(yōu)先化學(xué)物質(zhì)的區(qū)域,進一步評估該區(qū)域環(huán)境狀況;預(yù)警監(jiān)測僅在必要時開展,一方面根據(jù)已有監(jiān)督監(jiān)測結(jié)果,針對已確認(rèn)質(zhì)量不達標(biāo)且原因未知,而評估監(jiān)測尚未實施的情形,進行原因分析,另一方面針對事故進行影響調(diào)查分析。

1.1.2監(jiān)測對象

3種監(jiān)測類型的監(jiān)測對象各有側(cè)重。監(jiān)督監(jiān)測的對象包括排入流域或支流的優(yōu)先化學(xué)物質(zhì)以及其他有顯著排放的污染物,也包括生物性、水文和理化指標(biāo);評估監(jiān)測的對象包括所有優(yōu)先化學(xué)物質(zhì)和具有顯著排放的其他污染物,也包括其他生物性、水文條件等對壓力脅迫敏感的指標(biāo);預(yù)警監(jiān)測主要針對發(fā)現(xiàn)有風(fēng)險的指標(biāo)以及事故性排放。

此外,為了落實水框架指令關(guān)于篩選優(yōu)先化學(xué)物質(zhì)并提出管控措施的要求,水框架指令在修訂案中提出建立觀察清單,并在歐盟范圍內(nèi)監(jiān)測觀察清單物質(zhì)環(huán)境含量。觀察清單由歐盟委員會制定,2014年9月14日之前建立第1批觀察清單,最多列入10種/類物質(zhì),之后每2 a更新1次,每次更新時增加1種物質(zhì),最多達到14種/類物質(zhì)。每種物質(zhì)的連續(xù)監(jiān)測時間不超過4 a。

觀察清單物質(zhì)主要為針對新污染物以及缺乏監(jiān)測數(shù)據(jù)而無法評估的物質(zhì),包括醫(yī)藥和獸藥、個人護理品、納米材料及高關(guān)注清單物質(zhì),物質(zhì)的選擇綜合考慮3個方面因素:(1)《化學(xué)品注冊、評估、授權(quán)和限制法規(guī)》(REACH)下的化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險評估結(jié)果,或者經(jīng)篩查評估發(fā)現(xiàn)對水生環(huán)境有毒,或經(jīng)由水環(huán)境對人體具有危害性;(2)相關(guān)研究結(jié)果;(3)利益相關(guān)方的推薦。

1.1.3監(jiān)測布點

監(jiān)督監(jiān)測主要考慮地表水整體流動性顯著、水量較大的流域,包括流域面積大于2 500 km2的河流和湖庫、跨越歐盟不同成員國國境的河流。

評估監(jiān)測主要針對可能存在風(fēng)險的區(qū)域,監(jiān)測布點區(qū)分3種情形:(1)對于因顯著點源排放產(chǎn)生風(fēng)險的,應(yīng)在每個地區(qū)充分布點,以評估點源的影響;流域涉及多個排放源時,應(yīng)綜合考慮多個排放源的整體影響。(2)對于因顯著面源排放產(chǎn)生風(fēng)險的,應(yīng)選擇對面源風(fēng)險有顯著影響的代表性地區(qū)充分布點,以評估面源的影響。(3)對于因水文條件導(dǎo)致風(fēng)險的,應(yīng)選擇能表征水文條件整體影響的地區(qū)充分布點,以評估水文條件的影響。

此外,對于觀察清單物質(zhì),歐盟要求成員國至少選擇1個代表性監(jiān)測站進行監(jiān)測。如果居民數(shù)量超過100萬人,應(yīng)增加1個監(jiān)測站,此外,監(jiān)測站點數(shù)量還需加上地理面積(以km2為單位)除以6萬km2(約為73個站點),人口總數(shù)除以500萬(約為102個站點),估算后約為177個。

1.1.4監(jiān)測介質(zhì)

歐盟水框架指令下的化學(xué)物質(zhì)監(jiān)測導(dǎo)則指出,lgKow>5(Kow為辛醇-水分配系數(shù))的物質(zhì)應(yīng)該優(yōu)先檢測其在沉積物或者固體懸浮物中的濃度;而lgKow<3的物質(zhì)應(yīng)該優(yōu)先檢測其在水中的濃度;對于lgKow在3~5之間的物質(zhì),可選擇沉積物或者固體懸浮物作為監(jiān)測介質(zhì),具體應(yīng)該根據(jù)污染程度確定。如果某種疏水性物質(zhì)的污染程度未知、或者預(yù)計其污染程度較低,則應(yīng)選擇沉積層作為額外的監(jiān)控介質(zhì)。

對于有機物而言,如果生物放大因子(BMF)大于1,或者生物富集因子(BCF)大于100,則應(yīng)進行生物監(jiān)測。如果沒有可用的有效實測BMF或BCF數(shù)據(jù),則應(yīng)將lgKow>3作為具有潛在生物累積性的指標(biāo)。

1.1.5監(jiān)測頻率

根據(jù)水框架指令附件Ⅴ第1.3.4節(jié),優(yōu)先物質(zhì)的監(jiān)控頻率為每月1次,其他污染物的監(jiān)控頻率為每3個月1次。在監(jiān)測長期濃度變化、預(yù)估污染負(fù)荷時,或排放源受不同季節(jié)自然條件、季節(jié)性工業(yè)活動影響大(如農(nóng)藥生產(chǎn))的情況下,可以加密取樣頻率。有冰期的水域需考慮冰期的影響。

1.2 美國

美國的新污染物監(jiān)測分散在不同的調(diào)查監(jiān)測計劃中,但也包括區(qū)域和局部2種尺度,區(qū)域尺度監(jiān)測包括“大湖恢復(fù)計劃”(GLRI)[14]、“全國魚體中藥物試點監(jiān)測”[15],局部尺度監(jiān)測包括“有毒物質(zhì)水文計劃”[16-19]等(表1)。美國的新污染物監(jiān)測主要遵守以下原則:

表1 美國新污染物監(jiān)測計劃信息Table 1 Monitoring programs for emerging pollutants in US

(1)監(jiān)測對象,與國際高關(guān)注化學(xué)物質(zhì)類型相同。

(2)監(jiān)測介質(zhì),以地表水為主,考慮監(jiān)測物質(zhì)的生物累積性、親脂性等選擇最可能賦存的介質(zhì)。

(3)監(jiān)測布點,區(qū)域尺度主要考慮代表性,局部尺度主要考慮相關(guān)生產(chǎn)加工使用聚集區(qū)周邊。

(4)監(jiān)測頻率,考慮季節(jié)和相關(guān)生產(chǎn)加工使用排放期,多數(shù)點位每年1~2次。

1.3 日本

在《化學(xué)物質(zhì)審查與生產(chǎn)管理法》(以下簡稱《化審法》)框架下,日本新污染物監(jiān)測包括初期環(huán)境調(diào)查、詳細(xì)環(huán)境調(diào)查以及監(jiān)控調(diào)查3種類型,監(jiān)測環(huán)境介質(zhì)包含地表水、沉積物、生物、大氣等。

(1)初期環(huán)境調(diào)查。監(jiān)測對象主要包括《化審法》指定的化學(xué)物質(zhì)或污染物排放與轉(zhuǎn)移登記制度(PRTR)指定的候補物質(zhì)、非有意生成物質(zhì)、環(huán)境風(fēng)險評估以及社會性原因需要調(diào)查的物質(zhì),目的是掌握環(huán)境污染狀況。在一般環(huán)境(指區(qū)域范圍)內(nèi)對預(yù)計具有較高濃度的化學(xué)物質(zhì)開展調(diào)查。

(2)詳細(xì)環(huán)境調(diào)查。目的是獲得全國暴露評估信息,服務(wù)于《化審法》中優(yōu)先評估化學(xué)物質(zhì)的風(fēng)險評估。調(diào)查地點主要為不考慮特殊排放源影響的一般環(huán)境,或初期環(huán)境調(diào)查發(fā)現(xiàn)的預(yù)計具有高濃度排放的排放源。

(3)監(jiān)控調(diào)查。監(jiān)測對象包括列入《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》管控的POPs物質(zhì)、擬增補POPs物質(zhì),以及列入《化審法》中的特定化學(xué)物質(zhì)和需監(jiān)測化學(xué)物質(zhì)等,目的是掌握逐年的環(huán)境殘留水平變化。調(diào)查地點和采樣點一般固定不變。

1974—2018年,日本共完成1 452種化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境狀況調(diào)查監(jiān)測,不同介質(zhì)中實際檢出877種,調(diào)查結(jié)果為環(huán)境暴露風(fēng)險評估提供了重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其中,1998年起增加了環(huán)境中疑似具有內(nèi)分泌干擾作用的化學(xué)物質(zhì)監(jiān)測,涵蓋水、沉積物、水生動植物、土壤等環(huán)境采樣點位分別為249、94、48和94個。

1.4 加拿大

在化學(xué)品管理計劃(CMP)框架下,加拿大實施了環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)督計劃,建立持續(xù)的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)并開展環(huán)境監(jiān)測[20],以支持化學(xué)品風(fēng)險評估。監(jiān)測對象主要包含雙酚A、硅氧烷、氯化石蠟、金屬(包括鉑系元素)、全氟化合物、多氯聯(lián)苯以及其他阻燃劑。監(jiān)測介質(zhì)不僅包括大氣、水、沉積物、魚和鳥,還增加了污水處理廠進/出水和污泥、垃圾填埋廠滲濾液等。其中大氣監(jiān)測點19個,涉及大湖地區(qū)、北極地區(qū)以及10個城市、農(nóng)村地區(qū);沉積物和魚類監(jiān)測點19個;野生生物監(jiān)測選取全國100個巢穴;污水處理廠進/出水及污泥監(jiān)測涉及約20個城市污水處理廠。地表水每月監(jiān)測1次,沉積物每5~10 a監(jiān)測1次,魚樣主要在每年夏、秋季采集。

1.5 其他國際組織

北極監(jiān)測和評估項目(AMAP)由北極理事會發(fā)起,主要監(jiān)測和評估北極地區(qū)的污染和氣候變化狀況。AMAP項目關(guān)注的問題有氣候變化、POPs、短期氣候污染物(SLCPs)、新污染物、汞、放射性物質(zhì)、微塑料和海洋垃圾。AMAP每3 a制定1次監(jiān)測計劃,確定近期優(yōu)先監(jiān)測和評估事項。AMAP設(shè)置5個主要監(jiān)測站點,不同站點的監(jiān)測頻次從每周1次到每月1次不等。其中的新污染物監(jiān)測對象主要為具有持久性、長距離遷移性、生物蓄積性和毒性的物質(zhì),也包含滿足其中一些特性但環(huán)境行為和毒性尚不十分明確的新污染物[21],包括全氟/多氟化合物、溴代阻燃劑、氯代阻燃劑、有機磷阻燃劑和塑化劑、鄰苯二甲酸、短鏈氯化石蠟、硅氧烷、藥物和個人護理品、多氯丁二烯、六氯丁二烯、五氯酚、五氯苯二甲酮、有機錫、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、鹵代天然產(chǎn)物、微塑料等。為了發(fā)現(xiàn)新污染物并掌握其歷史水平變化、評估POPs管控成效,AMAP項目對歷次采集的樣品均予以封存,并根據(jù)分析方法的更新及新的關(guān)注點定期復(fù)測。AMAP還會對污染物的局部來源和區(qū)域來源進行溯源,并推動和實施不同的管控策略。

2005年應(yīng)歐盟委員會要求成立的非政府組織“新污染物監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)”(NORMAN)構(gòu)建了一個80多個組織組成的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),主要目的是促進科學(xué)與管理政策的銜接。NORMAN的主要任務(wù)之一是促進采樣和監(jiān)測方法的統(tǒng)一和質(zhì)量控制,提升不同監(jiān)測實驗室的數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)可比性,同時促進新污染物環(huán)境數(shù)據(jù)的快速和廣泛共享。在過去10 a里,NORMAN網(wǎng)絡(luò)在地表水環(huán)境共監(jiān)測到970種新污染物[22]。此外NORMAN還在新污染物優(yōu)先性設(shè)定、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)管理、管理和監(jiān)測新方法新工具開發(fā)等方面發(fā)揮積極作用[23]。

1.6 國外新污染物監(jiān)測比較分析

盡管歐美日等發(fā)達國家和地區(qū)在化學(xué)物質(zhì)環(huán)境管理法規(guī)要求、新污染物源頭排放情況、環(huán)境及水文條件、監(jiān)測技術(shù)能力等方面存在差異,但新污染物監(jiān)測的類型設(shè)計、對象選擇、布點原則、監(jiān)測頻率設(shè)置等方面存在共通之處。

(1)監(jiān)測類型。歐盟和日本的監(jiān)測計劃比較系統(tǒng),均根據(jù)需求制定分層次的監(jiān)測方案。雖然兩者的監(jiān)測計劃分層有差異,但均基于問題導(dǎo)向建立。歐盟在常規(guī)監(jiān)測基礎(chǔ)上,利用監(jiān)督監(jiān)測進行補充和驗證,評估監(jiān)測成效;對于常規(guī)監(jiān)測和監(jiān)督監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)可能存在優(yōu)先物質(zhì)排放或環(huán)境狀況不達標(biāo)風(fēng)險的,開展評估監(jiān)控;對于常規(guī)監(jiān)測確認(rèn)存在風(fēng)險但尚未實施監(jiān)督監(jiān)測的,以及發(fā)生事故的,開展預(yù)警調(diào)查監(jiān)測。日本按照《化審法》要求,從對可能存在環(huán)境風(fēng)險的化學(xué)物質(zhì)的初期環(huán)境調(diào)查,到對優(yōu)先評估化學(xué)物質(zhì)的全國暴露信息詳細(xì)調(diào)查,再到實施管控措施的物質(zhì)的監(jiān)控調(diào)查,根據(jù)對問題物質(zhì)、問題區(qū)域的認(rèn)識過程不斷細(xì)化監(jiān)測范圍。美國缺少系統(tǒng)的監(jiān)測計劃,但從現(xiàn)有監(jiān)測專項看,也考慮了區(qū)域尺度的新污染物整體環(huán)境賦存水平調(diào)查和局部尺度的特征排放源調(diào)查。

(2)監(jiān)測對象。歐盟和日本的監(jiān)測計劃分別在《水框架指令》和《化審法》框架下實施,監(jiān)測對象除了包括相關(guān)法令指定的監(jiān)測指標(biāo)外,也根據(jù)法令要求納入可能存在風(fēng)險、尚未實施監(jiān)管的新污染物,這對相關(guān)法令的滾動實施提供了基礎(chǔ)和保障。美國各個監(jiān)測專項關(guān)注重點不完全相同,但總體上都屬于國際上高度關(guān)注的化學(xué)物質(zhì)范圍。

(3)布點原則。歐盟和日本的布點原則根據(jù)不同監(jiān)測層次分別設(shè)置,相對比較清晰??傮w而言,區(qū)域尺度的布點一般不考慮排放源的影響,注重對整個區(qū)域的代表性;局部尺度的布點主要考慮排放源的影響,注重布點的系統(tǒng)性、全面性。美國的布點原則未有公開文件報道,但從已有監(jiān)測項目布點情況來看,區(qū)域和局部尺度監(jiān)測布點的考慮與歐盟和日本相似。

(4)監(jiān)測頻率。監(jiān)測頻率的設(shè)置主要考慮滿足監(jiān)測目的要求和季節(jié)性環(huán)境條件、排放活動的變化,一般給出最低監(jiān)測頻率,需要時根據(jù)技術(shù)需求和專家意見進行調(diào)整。其中,區(qū)域總體情況調(diào)查主要考慮季節(jié)性環(huán)境條件的影響,局部特征排放源識別和環(huán)境風(fēng)險評估主要考慮涵蓋排放源的排放周期。

2 新污染物監(jiān)測的技術(shù)要點分析

2.1 新污染物排放源識別

新污染物種類多,來源可能涉及生產(chǎn)、生活各個領(lǐng)域。為了提高新污染物監(jiān)測效率,需要根據(jù)化學(xué)物質(zhì)的用途和環(huán)境歸趨識別新污染物排放源,有重點地開展監(jiān)測工作。

新污染物來源(圖1)涉及點源和面源[24],點源主要是生活污水處理廠和工業(yè)污水處理廠出水[25],面源主要為農(nóng)藥使用、污泥農(nóng)用和消費排放。

2.2 分析方法開發(fā)

新污染物分析方法受諸多因素影響[26-27]。新污染物和相關(guān)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物數(shù)量眾多,包含了不同極性的有機物、無機物、納米顆粒和微塑料等,尤其某些新污染物在極低濃度下就能危害水生環(huán)境,這對方法系統(tǒng)性和方法檢測限都有較高的要求[27]。

針對特定新污染物,可以使用傳統(tǒng)分析方法,如氣相色譜、氣質(zhì)聯(lián)用、液相色譜、液質(zhì)聯(lián)用等。目前在新污染物分離、檢測、定性定量方面都出現(xiàn)一些新的技術(shù),如基于高分辨質(zhì)譜法的非靶向篩選方法日益普及,與傳統(tǒng)分析方法相比,非靶向分析方法可以對樣本進行快速準(zhǔn)確的全面分析,具有檢測效率高、檢出物質(zhì)全面的優(yōu)勢[28-30]。在色譜方面,發(fā)展了超高效合相色譜(UPC2)技術(shù),該技術(shù)使用超臨界CO2及有機助溶劑,可以梯度洗脫,流速更高、運行更快,極性溶劑更多,能夠更好地分離通常不會保留在液相色譜柱上的化學(xué)物質(zhì)。將UPC2與電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜結(jié)合使用,能改進超短鏈全氟和多氟烷基化合物(2~3個碳)的分離,同時兼顧中長鏈全氟和多氟烷基物質(zhì)(4~14個碳)的分離。在采樣方面,配備現(xiàn)場大體積固相萃取裝置后,可用于40種痕量新污染物的分析[31-35]。

2.3 監(jiān)測環(huán)境介質(zhì)選擇

由于新污染物具有不同的理化特性,包括水溶性、吸附性、揮發(fā)性、生物富集性等,其可能賦存在不同的環(huán)境介質(zhì)中,包括大氣、水、沉積物、土壤等,并對相應(yīng)的環(huán)境生物產(chǎn)生風(fēng)險[36]。因此,為節(jié)約成本、有效檢測新污染物,通常根據(jù)相關(guān)化學(xué)物質(zhì)的用途、排放途徑和環(huán)境歸趨特性,選擇最易賦存的介質(zhì)進行監(jiān)測,如歐盟水框架指令對于環(huán)境監(jiān)測介質(zhì)選擇作出了要求。

2.4 數(shù)據(jù)交流與平臺構(gòu)建

盡管在全世界范圍了開展了大量新污染物監(jiān)測活動,而且還有大量的科研文獻數(shù)據(jù),但是在世界范圍內(nèi)尚未將這些監(jiān)測數(shù)據(jù)進行有效整合,造成了數(shù)據(jù)資源的浪費及數(shù)據(jù)的割裂。為了解決上述問題,NORMAN開發(fā)了新污染物可疑名單交換數(shù)據(jù)庫(NORMAN-SLE),包含了歐洲和北美相關(guān)研究者關(guān)注的4萬個化學(xué)物質(zhì),該數(shù)據(jù)庫可為新污染物的篩選發(fā)揮重要作用[37]。NORMAN還開發(fā)了EMPODAT數(shù)據(jù)庫,用于存儲新污染物的監(jiān)測數(shù)據(jù),包含了水、沉積物、生物、懸浮物、土壤、污泥和大氣中地理信息和監(jiān)測結(jié)果,目前已包含至少500個新污染物及1 000萬條數(shù)據(jù)記錄[38]。此外,歐盟還建立了數(shù)字樣品冷凍平臺,該平臺定期存儲歐盟每個樣品中監(jiān)測到的化學(xué)品、代謝物和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的高分辨率質(zhì)譜(指紋),使用戶可以追溯搜索大量化學(xué)物質(zhì)[39]。

3 我國新污染物監(jiān)測現(xiàn)狀及建議

3.1 我國新污染物監(jiān)測現(xiàn)狀

目前,國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)主要包括2 700多個地表水監(jiān)測斷面、300 多個水質(zhì)自動站、2 100余個空氣質(zhì)量監(jiān)測站點、4 萬余個土壤監(jiān)測點位,依據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、GB 3095—2012《環(huán)境控制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及修改單、GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》,監(jiān)測指標(biāo)主要是地表水中的pH值,高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量等總量指標(biāo),氟化物、氰化物等高毒物質(zhì)和重金屬、生物毒素等含量指標(biāo),空氣指標(biāo)主要包括二氧化硫、二氧化氮、顆粒物等,土壤指標(biāo)主要包括重金屬、六六六總量、滴滴涕總量和苯并[a]芘,相關(guān)監(jiān)測項目未涵蓋新污染物。

國內(nèi)新污染物監(jiān)測主要以局部區(qū)域的研究性監(jiān)測為主[6],一些研究機構(gòu)已經(jīng)具備了多溴聯(lián)苯醚、得克隆、全氟辛烷磺?;衔?全氟辛酸等新POPs 物質(zhì)或廣義POPs 物質(zhì)的分析能力,但新型阻燃劑、短鏈氯化石蠟等物質(zhì)的分析能力有待加強[11]。我國新污染物的監(jiān)測主要集中在POPs公約履約監(jiān)測上[12],同時利用已有監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)開展了一些專項調(diào)查,如利用飲用水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),在重點流域開展抗生素、全氟化合物、微塑料的專項調(diào)查[5]。生態(tài)環(huán)境部也在長江中下游地區(qū)開展了優(yōu)先控制化學(xué)品的調(diào)查監(jiān)測。2016 年起,國家海洋局將微塑料納入海洋環(huán)境常規(guī)監(jiān)測范圍,并在南海、渤海和東海海域開展監(jiān)測試點。2017年,我國首次在大洋、極地開展海洋微塑料的監(jiān)測工作。

綜上所述,我國新污染物監(jiān)測工作仍處于起步階段,大部分新污染物的監(jiān)測方法與技術(shù)較為缺乏,更沒有將新污染物納入常規(guī)環(huán)境監(jiān)測,導(dǎo)致我國新污染物主要來源及其分布情況仍不完全清晰,大氣、水、土壤中新污染物類型及其數(shù)量尚不清楚[5]。

3.2 我國新污染物監(jiān)測建議

3.2.1建立系統(tǒng)的新污染物監(jiān)測程序,制定分層次的監(jiān)測方案

新污染物種類多且隨著科學(xué)研究的發(fā)展而不斷更新,為了有效服務(wù)于新污染物環(huán)境風(fēng)險防控,提高新污染物監(jiān)測效率,有必要借鑒國外層次化的監(jiān)測策略,建立環(huán)境篩查監(jiān)測、風(fēng)險評估監(jiān)測和跟蹤監(jiān)測3個層次的監(jiān)測程序,從發(fā)現(xiàn)問題、評估風(fēng)險到跟蹤監(jiān)督,逐步鎖定我國高風(fēng)險的新污染物清單,實施重點管控并對成效進行跟蹤評估,實現(xiàn)對新污染物的閉環(huán)管理。3個層次監(jiān)測宜根據(jù)上述目的明確監(jiān)測對象、區(qū)域和方法。

(1)環(huán)境篩查監(jiān)測?;趨^(qū)域尺度,以發(fā)現(xiàn)問題為目的,在長江、黃河、珠江流域和重點飲用水源地開展篩查監(jiān)測,篩選高檢出率、高檢出濃度的物質(zhì)種類和重點區(qū)域。環(huán)境篩查評估物質(zhì)種類參考發(fā)達國家化學(xué)品管控清單或者高關(guān)注清單,且以在我國生產(chǎn)使用量較大但尚未開展環(huán)境管理的有毒有害化學(xué)物質(zhì)為對象,監(jiān)測方法宜以靶向/非靶向組合檢測方法為主。

(2)風(fēng)險評估監(jiān)測。選擇環(huán)境暴露潛力高的重點流域、典型地區(qū),針對高環(huán)境暴露潛力的化學(xué)物質(zhì)開展系統(tǒng)的暴露評估監(jiān)測,為局部尺度化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境風(fēng)險評估提供暴露濃度數(shù)據(jù),從源頭識別導(dǎo)致環(huán)境風(fēng)險的相關(guān)化學(xué)物質(zhì)用途及工業(yè)、消費使用或廢棄利用處置等特征排放源。監(jiān)測方法宜以經(jīng)過驗證或比對的定量檢測方法為主。

(3)跟蹤監(jiān)測。同時考慮區(qū)域和局部尺度,以風(fēng)險管控措施的成效評估為目的,在風(fēng)險評估監(jiān)測識別的特征排放源周邊和區(qū)域受納水體中針對性采樣監(jiān)測。針對我國已實施環(huán)境管控的重點新污染物,宜采用標(biāo)準(zhǔn)檢測方法跟蹤監(jiān)測。

3.2.2確立新污染物監(jiān)測制度,構(gòu)建全國新污染物監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

新污染物大多具有持久性、生物累積性或者慢性毒性效應(yīng),長期監(jiān)測數(shù)據(jù)對于監(jiān)控其環(huán)境風(fēng)險尤為重要。在我國目前缺少總體的化學(xué)物質(zhì)環(huán)境管理辦法的情況下,有必要通過專項行動或其他方式確立新污染物監(jiān)測制度,定期開展新污染物監(jiān)測并根據(jù)風(fēng)險動態(tài)更新監(jiān)測清單,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和有效性。為了配合這一制度的實施,有必要建立國家和地方新污染物監(jiān)測協(xié)調(diào)組和專家委員會,負(fù)責(zé)新污染物監(jiān)測組織和技術(shù)指導(dǎo)。下一步還需構(gòu)建新污染物監(jiān)測的組織制度、質(zhì)量管理體系和相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理平臺,確保監(jiān)測方案及時落實、監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠并得到長期積累。

由于新污染物監(jiān)測比常規(guī)監(jiān)測技術(shù)難度更大、監(jiān)測設(shè)備條件要求更高,監(jiān)測點位分布也有所不同,現(xiàn)有的國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)短時間內(nèi)難以全面支撐新污染物監(jiān)測工作需求。因此有必要在現(xiàn)有國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,通過篩選有能力的網(wǎng)內(nèi)外監(jiān)測機構(gòu),盡快構(gòu)建起全國新污染物監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),并實施統(tǒng)一的質(zhì)量控制,確保新污染物監(jiān)測工作能夠順利執(zhí)行。

3.2.3加強新污染物監(jiān)測技術(shù)研究,增強新污染物監(jiān)測能力

建議開發(fā)新污染物非靶向、高通量篩查方法,建立重點管控新污染物環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建自主知識產(chǎn)權(quán)的新污染物高分辨質(zhì)譜庫,加強新污染物暴露預(yù)測和追蹤溯源方法研究,完善新污染物環(huán)境基準(zhǔn)和環(huán)境風(fēng)險評估方法體系,加快新污染物分析儀器設(shè)備自主研發(fā),加強新污染物監(jiān)測人才培養(yǎng),提升國家新污染物監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施設(shè)備條件,增強新污染物監(jiān)測能力。

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