課題背景

環(huán)境基準是制定環(huán)境標準的科學基礎，是環(huán)境管理的基石。國家水專項“流域水環(huán)境基準及標準制定方法技術集成”課題針對我國環(huán)境保護對環(huán)境基準理論技術的重大需求，圍繞我國水環(huán)境基準及標準制定的技術難題，系統(tǒng)研究探索流域水環(huán)境基準方法體系相關的關鍵技術?；谖覈饔蛩h(huán)境特征和人群暴露參數，基本構建了包括水環(huán)境基準制定、流域區(qū)域基準校驗及基準向標準轉化等過程的流域水環(huán)境基準“制定-校驗-轉化”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)境基準技術方法，為建立完善我國流域水質基準與標準體系提供了技術支持。

課題還進一步研究構建了流域水環(huán)境基準研發(fā)試驗技術平臺，基本提出了4類30余項適合我國實際的水質基準閾值，并在部分重點流域校驗應用，初步研究提出相關標準規(guī)范15項，積極支持了我國《地表水環(huán)境質量標準》和新環(huán)境保護法的修訂工作，并應用于太湖、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)境部門認可。

我國水環(huán)境基準研究基礎相對薄弱，尚未對水環(huán)境標準的制修訂形成全面支撐，水質基準向水質標準轉化研究處于創(chuàng)新探索階段

我國系統(tǒng)的水環(huán)境基準研究較發(fā)達國家晚起步約30年~50年，基礎相對薄弱，且環(huán)境標準與基準之間的管理運行機制在我國尚未明確，還需相關管理部門與科研人員一起結合國情特色，借鑒國際經驗，考慮將環(huán)境基準納入環(huán)境標準體系，科學制定環(huán)境質量基準轉化為環(huán)境標準的管理條例，現階段我國水質基準向水質標準轉化的研究處于創(chuàng)新探索階段，尚未對水環(huán)境質量標準的制修訂形成全面支撐，我國現行水質標準主要參照發(fā)達國家的水環(huán)境基準或標準成果制定，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性有一定限制。針對新時期我國環(huán)境保護對環(huán)境基準的重大需求，約在“十一五”期間國家制定了“科學確定基準”的國家戰(zhàn)略，啟動了我國流域水環(huán)境基準理論方法與應用技術的系統(tǒng)研究。

環(huán)境標準是環(huán)境管理的依據，同時也是環(huán)境質量評價、環(huán)境風險控制、應急事故管理及整個環(huán)境管理體系的基礎，是國家環(huán)境保護和環(huán)境管理的基石與根本。水質基準是制訂水環(huán)境質量標準的基礎，水質基準制定后，需開展水質基準向水質標準的轉化研究，才能更好地為環(huán)境管理提供技術支撐。

近年來，國家相關部門重視環(huán)境基準研究，在2005年《關于落實科學發(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“科學確定基準”的國家戰(zhàn)略目標。環(huán)境基準按照環(huán)境介質的不同可分為水環(huán)境基準、土壤環(huán)境基準和空氣環(huán)境基準。其中，水環(huán)境質量基準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基準等，它們構成了水環(huán)境質量基準的核心?？紤]到我國國情，水質基準轉化為水質標準才具有法律效力。水質基準是制訂水環(huán)境質量標準的科學依據，水質標準是水環(huán)境質量評價、環(huán)境風險評價、環(huán)境損害鑒定評估、水環(huán)境管理和相關政策、法律法規(guī)的重要依據。

我國現行的地表水環(huán)境質量標準（GB3838-2002）采取的是高功能水質標準嚴于低功能水質標準的原則，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標準并不能完全相互涵蓋。如地表水環(huán)境質量標準和漁業(yè)水質標準各自側重于對自然保護區(qū)、飲用水水源地、工業(yè)、農業(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)體現對水生生物的保護目標。

據了解，我國近年來已開展了一系列關于水質基準方面的研究，如國家水專項課題“流域水質基準與標準技術研究”、“重點流域優(yōu)控污染物水環(huán)境質量基準研究”、973計劃項目“湖泊水環(huán)境質量演變與水環(huán)境基準研究”、環(huán)保公益項目“我國環(huán)境基準技術框架與典型案例預研究”等?；谘芯砍晒覈?017年9月頒布了《淡水水生生物水質基準制定技術指南》《人體健康水質基準制定技術指南》《湖泊營養(yǎng)物基準制定技術指南》等，對我國的淡水水生生物水質基準、水體沉積物基準、水生態(tài)學（含營養(yǎng)物）基準和人體健康水質基準的制定工作起到了很好的指導作用。相對于水質基準取得的成果，我國在水質基準向水質標準轉化方面的研究仍然處于創(chuàng)新探索階段。水質基準主要從科學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值，對于實施該數值的社會經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基準或標準體系的基礎上，基于本土實際國情，綜合考慮社會經濟及技術等因素，研究提出基準向標準轉化的方法技術。

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

課題組負責人劉征濤介紹說，現階段，我國水環(huán)境管理正從目標總量控制向容量總量及質量控制轉變，從單純的化學污染控制向水生態(tài)系統(tǒng)保護的方向轉變。

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)異質性，國家或區(qū)域性水環(huán)境基準制定需要根據實際流域水生態(tài)特征，課題建議地表水水質基準按照生態(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用。水環(huán)境基準閾值可根據目標控制級別在不同管理層面分別應用，由國家發(fā)布國家層面的水質基準閾值，流域管理機構應用流域水質基準閾值，市縣區(qū)域水環(huán)境管理機構應用水生態(tài)功能區(qū)基準閾值。

為促進水環(huán)境基準應用于流域水環(huán)境的精細化管理，需針對不同流域制定不同的水環(huán)境基準。污染物理化特性不同，對水環(huán)境基準閾值定值的影響也不同，應針對不同的污染物制定不同的流域層面水環(huán)境基準制定方案。我國流域南北差異大，不少流域都存在本土特色物種，在流域層面上制定水環(huán)境基準，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據，針對性補充開展室內毒性測試，建立流域特色物種的毒性數據集；（2）將流域特色物種的毒性數據與其他本地物種的毒性數據整合，建立流域本地物種目標污染物毒性數據庫；（3）應用物種敏感度分布等擬合方法，結合污染物理化特性，確定目標污染物的水環(huán)境基準閾值；（4）將獲得的水環(huán)境基準閾值與特色物種或本土其他重要物種的毒性數據進行比較，確認水環(huán)境基準閾值對特色或重要物種的保護，必要時適當調整水環(huán)境基準閾值。

水環(huán)境基準體系主要包括水生生物基準、水生態(tài)學基準、沉積物基準和人體健康水質基準等。課題針對我國環(huán)境管理對本土水環(huán)境基準的重大需求，基本研究構建了“國家-流域-區(qū)域”三級水環(huán)境質量基準制定方案，在國家、流域和水生態(tài)功能區(qū)3個層面上提出水環(huán)境基準制定和實施的技術路線和具體方法，涵蓋了水環(huán)境基準閾值最少生物物種需求（MTDR）“三門六科”、“本土基準物種篩選”、“基準閾值生物效應比（BER）”、“流域-區(qū)域水質基準校驗技術”、“生態(tài)毒性-水質參數響應關系”和“流域水環(huán)境優(yōu)控污染物篩選”等成套關鍵技術，推動水環(huán)境基準應用于水環(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受試生物名單，確定了適用于我國流域的水環(huán)境基準本土關鍵參數，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)境基準閾值4類30余項，為促進我國水環(huán)境基準制定技術的跨越式發(fā)展提供技術支持。

針對我國水環(huán)境質量標準缺乏水環(huán)境質量基準支撐的現狀，重點探索研究了流域水環(huán)境基準向標準轉化技術，積極為我國水環(huán)境標準制修訂提供基準科學支撐

水環(huán)境質量基準（簡稱水質基準）是確定水環(huán)境管理標準的科學基礎，也是開展水環(huán)境風險監(jiān)控及評估管理的科學依據。水質基準與標準共同構成水環(huán)境管理的重要準繩。我國水環(huán)境基準研究基礎薄弱，現行環(huán)境質量標準基本參照國外基準或標準制定。如何依據我國國情特色將本土的水環(huán)境基準轉化為水環(huán)境管理標準？課題開展了原創(chuàng)性調查研究。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基準或標準技術體系的基礎上，綜合考慮我國社會管理、經濟技術等國情特色，課題以水環(huán)境質量基準方法技術體系中的四類水質基準為研究對象，開展水生生物基準、水體沉積物基準、水生態(tài)學基準及人體健康水質基準向標準轉化的原理和方法技術研究，提出了適合我國的流域水環(huán)境質量基準向標準轉化的基本原理方法。

水環(huán)境質量基準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（作用）關系的客觀閾值，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，用正確的科學數據資料表示的水環(huán)境中各種污染物質的無害作用的濃度水平，它可用來說明當某一受控物質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)境質量標準是基于環(huán)境質量基準，結合考慮社會經濟水平、技術能力等現狀，以保護環(huán)境質量為目標，確定環(huán)境中有害物質或因素的限制濃度或強度水平。國外經驗，基準值通常等同于標準值，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)新探索基準向標準轉化辦法，具體管理上標準還可分級、分類、分區(qū)、分期來實施?，F階段環(huán)境標準具有法律效力，環(huán)境基準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。

據了解，當前我國水環(huán)境基準向環(huán)境標準轉化主要遵循的原則有：一是嚴格遵守我國相關法律、法規(guī)和標準。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》，以及現行的環(huán)境保護法律法規(guī)、政策、條例、標準的相關規(guī)定和要求為主要依據，對國內外水質基準/標準現狀、法律法規(guī)、工作機制、技術現狀和發(fā)展趨勢等進行調研和對比分析，使我國的水質基準/標準工作能夠適應我國政策法規(guī)的相關要求和發(fā)展趨勢，充分體現科學適用性。

二是借鑒國內外相關標準和技術指南的經驗開拓創(chuàng)新。如借鑒美國《推導保護水生生物及其用途的定量化國家水質基準的指南》、歐盟《水框架指令》、荷蘭《關于推導環(huán)境風險限值的指導指南》等發(fā)達國家先進經驗及我國環(huán)境保護、農業(yè)、海洋等相關部門現有技術標準和導則，總結經驗教訓，在標準制定過程中充分借鑒國內外的最新成果，對于較為成熟的共性技術直接引進或等效采用，對于原理方法不明或數據資料不全的加強研究，補充驗證后應用。

三是圍繞環(huán)境管理體制改革轉型需要，服務水環(huán)境質量改善的總體目標，明確標準制定的工作程序，保障水質基準/標準制定工作應有較長期的實際研究檢驗和必要的本土校驗數據支持，不斷完善形成環(huán)境基準與標準方法技術。

四是充分吸收我國相關水環(huán)境質量基準及標準研究領域系統(tǒng)性研究成果，兼顧經濟、技術發(fā)展水平和標準的合理性和可實施性，建立健全我國水環(huán)境質量標準技術體系?；诳紤]我國水質基準研究現狀及與現行《地表水環(huán)境質量標準》的銜接等因素，結合研究水質基準向標準轉化的技術方法進展狀況，現階段初步研究提出國家及流域區(qū)域性水環(huán)境質量標準推薦值12項，包括氨氮、總磷、重金屬鎘、鉻及有機物硝基苯、農藥等水環(huán)境優(yōu)控污染物，努力為我國地表水環(huán)境質量標準制修訂提供科學支持。

針對我國水環(huán)境基準缺乏研發(fā)系統(tǒng)和試驗技術平臺的現狀，研究構建了流域水環(huán)境基準試驗技術平臺，較好提升了我國流域水環(huán)境基準的研發(fā)試驗技術水平

課題研究建立了我國流域水環(huán)境基準研發(fā)試驗技術平臺，實現對本土基準受試生物的實驗室馴養(yǎng)與基準閾值的研發(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基準毒性數據產出的科學規(guī)范化。

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

構建了具有流域水生態(tài)及污染物特征因子查詢、水質基準閾值計算與比對、水環(huán)境風險評估分析等功能的水環(huán)境基準數據庫網絡系統(tǒng)，用于我國水環(huán)境基準制定的試驗研究及對水環(huán)境基準閾值的評估、模擬分析、應急風險監(jiān)管等的服務支持。

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