理论教育 危害水生生物的物质分类标准及其影响

危害水生生物的物质分类标准及其影响

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一) 定义危害水生环境是指物质/混合物对水环境中的生物造成的有害影响。根据产生有害影响所需的时间,将危害水生环境分为急性水生环境危害和慢性水生环境危害。(二) 分类标准根据鱼类、甲壳纲物种以及藻类三种水生生物的急性或慢性水生毒性试验结果,以及环境降解能力,可将急性水生环境危害分类三个类别,将慢性水生环境危害分为四个类别,见表11-61和表11-62。因此,可直接根据水生急性数据判定其危害分类。

危害水生生物的物质分类标准及其影响

(一) 定义

危害水生环境是指物质/混合物对水环境中的生物造成的有害影响。根据产生有害影响所需的时间,将危害水生环境分为急性水生环境危害(简称急性水生毒性)和慢性水生环境危害(简称慢性水生毒性)。

急性水生毒性是指物质/混合物对水中短期暴露的生物造成的有害影响。

慢性水生毒性是指物质/混合物在生物体生命周期内,对水生生物造成的有害影响,它主要是描述物质/混合物对长期暴露于该化学品的水生生物造成的慢性毒性。

(二) 分类标准

根据鱼类、甲壳纲物种以及藻类三种水生生物的急性或慢性水生毒性试验结果,以及环境降解能力,可将急性水生环境危害分类三个类别,将慢性水生环境危害分为四个类别,见表11-61和表11-62。

表11-61 急性水生环境危害分类标准[28]

②LC50是指经统计学计算得到的,一种物质或混合物在特定时间内(96h),可造成50%试验动物死亡的浓度,又称为“半数致死浓度”。
③EC50是指经统计学计算得到的,一种物质或混合物在特定时间内(48h),可造成50%试验动物产生有害反应(例如生长受到抑制)的浓度,又称为“半数效应浓度”。
④ErC50是指经统计学计算得到的,一种物质或混合物在特定时间内(72h或96h),可造成藻类生长率(与对照组相比)下降50%的浓度。

表11-62 慢性水生环境危害分类标准

⑤NOEC是指刚好低于在统计学上能产生明显有害效应的最低试验浓度,又称为“无可见效应浓度”。
⑥ECx是指与对照组样品相比,引起一组受试生物中x%生物出现某种观察效应的浓度。

续表

①BCF(全称生物富集因子)是化学物质在受试生物体内浓度与其在水中浓度的比值,它是表征物质/混合物在生物体内富集能力的一种方法,具体试验方法可参照OECD化学品测试指南No.305A《连续静态鱼类试验》和No.305B《半静态鱼类试验》。当BCF无法获得时,物质/混合物的辛醇/水分配系数(logKow)≥4也可以。
② 除非有其他科学证据表明不需要分类。这样的证据包括经试验确定的BCF<500, 或者慢性毒性NOECs>1mg/L,或者在环境中快速降解。

当满足以下条件之一时,可认为物质/混合物具有快速降解性。

1.在28天快速生物降解试验时,物质/混合物在10天观察期内[29]达到以下水平:

(1) 溶解有机碳(DOC)[30]降解率>70%;

(2) 理论消耗需氧量(ThOD)[31]>60%;

(3) 生化需氧量(BOD)[32]>60%;

(4) 二氧化碳产生量[33]>60%。

2.如只掌握BOD和COD[34]数据,物质/混合物的BOD(5d)/COD值≥0.5。

如表11-61所示,在对物质/混合物慢性水生环境危害进行分类时,须根据已掌握的慢性或急性水生环境危害数据,以及物质/混合物是否属于快速降解能力,选择合适的分类标准。

具体逻辑可按照图11-2所示。

图11-2 慢性水生环境危害分类逻辑

如图11-2所示,在对慢性水生环境危害分类时,如果三个营养水平慢性水生毒性数据不全时,须同时要根据已有的慢性和急性水生毒性数据进行分类,最终分类结果是取两种分类中危险性较高的类别。

(三) 分类指导

在对混合物进行水生环境分类时,很多情况下无法获得混合物整体的急性或慢性水生毒性数据。此时,可根据组分的急性/慢性数据或分类,采用加和性公式和求和法,实现对混合物整体急性或慢性水生毒性的分类。

1.加和性公式(急性水生毒性)

如公式(11-7)所示,根据组分急性毒性的数据(LC50或EC50),通过计算可获得混合物整体的急性毒性数据估计值。

式中 Ci——组分i的浓度;

n——n个组分,并且i从1到n;

L(E)C50i——组分i的急性水生毒性数值;

L(E)C50混合物——混合物的急性水生毒性估计值。

2.加和性公式(慢性水生毒性)

如公式(11-8)所示,根据组分慢性毒性的数据(NOEC),通过计算可获得混合物整体的慢性毒性数据估计值

式中 Ci——可降解组分i的浓度;

Cj——不可降解组分j的浓度;

n——n个组分,并且i和j从1到n;

NOECi——组分i的慢性水生毒性NOEC数值;

NOECj——组分j的慢性水生毒性NOEC数值;

NOEC混合物——混合物的慢性水生毒性估计值。(www.daowen.com)

在使用加和性公式时,如果只获得混合物中部分组分的急性或慢性水生毒性数据,可通过公式(11-7)或(11-8)获得混合物部分整体的急性或慢性水生毒性估计值,根据表11-61和表11-62,可对混合物部分整体的急性或慢性水生毒性进行分类,分类结果可用于求和法的计算中。

3.求和法

如果已知混合物中各组分的急性或慢性水生毒性分类以及浓度,可以采用求和法对混合物整体的毒性进行分类,具体见表11-63。

表11-63 水生环境求和法分类标准

M因子是针对急性或慢性水生毒性类别1的一种放大系数。M因子的选择取决于组分的急性或慢性毒性数值,具体如表11-64所示。

表11-64 M因子确定的标准

如表11-64所示,组分的急性或慢性数值越小,毒性越强,其M因子也就越大,对混合物整体的贡献率也就越高。

(四) 分类举例

示例1:已知一种有机物A的理化性质以及急性/慢性水生毒性数据如表11-65所示,试判定其急性和慢性水生危害分类。

表11-65 有机物A的相关数据

续表

1.急性水生毒性判定

有机物A的水溶解度为1200mg/L,判定其属于易溶于水的物质。因此,可直接根据水生急性数据判定其危害分类。表11-65提供了2种鱼类、1种甲壳纲类以及2种藻类/水生植物的急性水生毒性试验数据,其中栅藻属于藻类,浮萍属于水生植物。根据表11-61的分类标准,优先选择藻类、鱼类和甲壳纲类三种物种中毒性数据最小的数据(0.056mg/L)进行分类,因此对照表11-61,有机物A属于急性水生毒性类别1。

2.慢性水生毒性判定

有机物A的28d DOC降解率为86%>70%,因此可以判断该物质属于可快速降解。表11-65中提供了藻类、鱼类和甲壳纲类三种物种的慢性水生毒性数据,选择其中最小的数据0.01mg/L,对照表11-62中的分类标准2,可判定有机物A属于慢性水生毒性类别1。

示例2:已知一种有机物B的理化性质以及急性水生毒性数据如表11-66所示,试判定其急性和慢性水生危害分类。

表11-66 有机物B的相关数据

续表

1.急性水生毒性判定

有机物B的水溶解度为2000mg/L,判定其属于易溶于水的物质。因此,可直接根据水生急性数据判定其危害分类。表11-66提供了2种鱼类、1种甲壳纲类以及1种藻类的急性水生毒性试验数据。根据表11-61的分类标准,优先选择急性毒性数据最小的数据(0.042mg/L)进行分类,因此有机物B属于急性水生毒性类别1。

2.慢性水生毒性判定

由于有机物B没有慢性水生毒性数据,根据图11-2的分类逻辑,只能依据其急性水生毒性数据进行分类。有机物B的28d DOC降解率为86%>70%,但是其BCF值>500,因此根据表11-61中的标准3,可以判断该物质属于慢性水生毒性类别1。

示例3:已知一种混合物C有四种组分组成,已知每种组分的急慢性水生毒性数据或者急慢性水生毒性分类,具体如表11-67所示,试判定其急性和慢性水生危害分类。

表11-67 混合物C的相关数据

1.急性水生毒性判定

由于组分Z和W没有急性水生毒性危害,因此混合物C的急性水生危害主要由组分X和组分Y贡献。已知组分X和Y的部分水生急性毒性数据,因此可先采用加和性公式,将组分X和Y的整体毒性进行估算。分别选择组分X和Y中毒性数据较小的,代入公式(11-7):

所以,经计算组分X和组分Y整体的急性毒性L(E)C50为0.36mg/L,根据急性分类标准,可以判断其属于急性毒性类别1。

根据求和法,混合物中组分X和组分Y整体的急性毒性为类别1,同时两者浓度之和为60%>25%,因此可以判断混合物C整体的急性毒性为类别1。

2.慢性水生毒性判定

与急性毒性判定类似,可以先采用加和性公式,根据组分X和Y的慢性水生毒性数据,对混合物C的部分毒性进行估算。由于组分X和Y缺少快速降解数据,因此可从严判断其都属于不可降解。将组分X和Y的三种水生物数据分别代入公式(11-8)进行计算,具体如下:NOEC(鱼 类)组分X+组分Y=60/[50/(0.1×0.07)+10/(0.1×1.3])=0.008;

NOEC(甲壳纲类)组分X+组分Y=60/[50/(0.1×0.09)+10/(0.1×1.4)]=0.011;

NOEC(藻类)组分X+组分Y=60/[50/(0.1×0.13)+10/(0.1×0.53)]=0.015。

三种水生生物数据中最小值是0.008,根据表11-62中的分类标准1,组分X和Y整体可划为慢性水生毒性类别1,同时根据表11-64,其对应的M因子为10。

根据求和法,混合物中组分X、Y和Z三种已知分类的组分浓度求和法计算结果为:

(C组分X+C组分Y)×M+C组分Z=60×10+30=630>25。

因此混合物整体的慢性毒性分类为类别1。

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