综合评分法筛选水污染物排放控制因子

韩 絮，吴建民，刘新会，方 莉

（1.环境保护部对外合作中心，北京 100035；2.北京师范大学环境学院，北京 100875）

工业是我国水污染物的主要排放源。2010年我国废水排放量617.3亿吨，其中工业废水排放量237.5亿吨，约占废水总排放量的38.5%[1]。工业水污染物排放标准是评价水环境质量和企业环境污染程度的重要依据，也是控制污染物进入水环境的重要手段。水污染物排放标准的制定是关系到排放标准的实用性和可操作性的重要环节，而控制因子筛选是标准制定的重要环节。在我国现有水污染物排放标准的编制过程中，对控制因子的筛选多为直接提出，并未给出充分的依据。本研究旨在建立工业水污染物排放标准编制的筛选控制因子的方法和程序，指导标准的制修订工作。

1 控制因子及其筛选原则

工业水污染物一般可分为3类：1）有毒有害污染物，尤其是被列入优先控制名录的污染物；2）常规污染物，包括生化需氧量、大肠杆菌、油脂、总悬浮固体和pH值等；3）非常规污染物，指既未列入有毒物质名录，又未列为常规污染物的污染物，包括非毒性无机化合物、色度、热等[2]。美国在确定某行业或某行业子类需要控制的污染物时，在大量文献调研、数据评价和测试分析的基础上，先列出该行业或者行业子类排放废水中可能存在的污染物，然后根据监测得到的各类污染物的平均浓度、总量以及污染物对环境的影响程度评估，最终确定列入控制清单的污染物。

国内目前针对控制因子筛选的研究多集中在对环境优先污染物的筛选，其筛选原则如下[3]：

（1）化合物毒性效应大：毒性效应包括急性毒性、慢性毒性、特殊毒性等因素。急性毒性指标常见的参数是LD50（半致死剂量）和LC50（半致死浓度）。慢性毒性则一般选用比较直观和易于比较的参数TDL0（最低中毒浓度）[4]。

（2）生物累积性：对污染物毒性的考虑，还包括由于它的毒性而产生的环境效应、生物效应对人体的危害。因此，富集性及水生生物毒性也列为筛选优先污染物的重要指标。

（3）具有一定基础条件，易于监测。基础条件包括具有采样、分析方法，可获得标准物质，具有分析仪器等；有国家监测方法的可以应用国家监测方法。

控制因子筛选过程所需要的毒性数据多通过动物实验获得，数据的有效性和可靠性对其影响较大，对于数据缺失的污染物评估困难，也曾因筛选过程缺乏统一标准而受到质疑[5]。并且，国内控制因子的筛选评价指标较少，标准中存在缺项、漏项的问题，制定过程未形成科学的程序，筛选的依据也并不充分。

2 控制因子筛选方法和程序

2.1 控制因子筛选方法

综合评分法是在筛选污染物时，对各种参数和因素设定评分标准和权重，对备选的污染物进行综合评分，并按照得分的多少确定优先等级。在评分前，首先要设定评价系统和权重，给评价标准中的各个参数分别设定一个权重。在筛选时，对污染物逐一就各个参数进行打分，并辅之以权重计算得分，各个参数得出的分数相加即为这一污染物得到的总分值。将各污染物得分从高到低进行排序，确定其需要进行污染物控制的轻重缓急。综合评分法在筛选水环境优先污染物中已有广泛的应用[6-7]，但在筛选工业水污染物控制因子中尚属首次。

采用综合评分法确定化学污染物的筛选，在筛选指标上，主要采用毒性和暴露水平两大类指标描述污染物对环境的危害。毒性主要采用美国国家环保局工业环境实验室得出潜在危害指数作为衡量指标，潜在危害指数即考虑了化学污染物的一般毒性和“三致”性，也考虑了累积性和慢性毒性，可综合评价污染物对环境的生态影响。暴露水平选择年排放量和检出频率为衡量指标，体现污染物控制的经济技术条件，重点考虑量大面广的污染物。

控制因子筛选指标见图1。

（1）潜在危害指数的计算

潜在危害指数计算式如下：

图1 控制因子筛选指标

式中：N —— 潜在危害指数；A —— 某化学物质的AMEG所对应的值；B —— 潜在“三致”化学物质的AMEG所对应的值；a、a，、b为常数。

A、B值及a、a，和b的确定原则如下[6-7]：a、a，和b的确定原则：可以找到B值时a = 1，无B值时a = 2；污染物有积蓄或慢性毒性时a，= 1.25，仅有急性毒性时a， = 1；可以找到A值，b = 1，找不到A值时，b = 1.5。

（2）指标分值

潜在危害指数分值[6]：化学物质潜在危害指数数值分值（以Aa表示）范围在1～30，将其划分为5个区间，见表1。

表1 潜在危害指数分值

潜在危害指数大于25时，此范围内的化合物多为国际上公认的强致癌物质。

污染物年排放量作为指标体系的参数，体现控制因子筛选时对行业污染物排放量的考量。其分值按下表进行确定[8]：污染物年排放量（b、t/a）分值（以Ab表示）见表2。

表2 年排放量分值

污染物检出频率（以c表示，%）综合考量污染物在各重点流域的检出率，将检出率分为0～1、1～10、10～30、30～50、50～70、70～100六个区间，并根据落入不同区间的检出率赋予其分值（以Ac表示，%），见表3。

表3 污染物检出频率分值

对各单项指标的分值，引入权重系数，进行加权计算，因此要确定各因子的权重。对重要的因子要制定比较而言更大的权重，使其在确定最后分数时能够产生最大的影响。在对水环境污染物制定排放标准时，对环境的潜在危害指数应该是最重要的因子，其涵盖污染物的毒性、“三致”性和累积性，所以将其权重定为3；将其年排放量和检出率分别定为1。则总分值（T）计算如下：

在综合计算得出污染物总分值后，根据排放标准实际制定中的需要确定需要列入控制因子的总分值下限。

2.2 控制因子筛选程序

对控制因子的筛选应综合考虑污染物毒性势和暴露势两方面的因素，即标准制定中需要考虑的环境影响、技术条件，并结合经济条件，采用传统的“三步法”，最终确定选入标准的控制因子。

（1）初选

在确定某行业或某行业子类需要控制的污染物时,在做大量的文献调研、数据评价和测试分析的基础上，通过进行工艺分析，包括对所用原材料进行精细分析，列出该行业或者行业子类排水中可能存在的污染物。在此阶段参照工业发达国家（美国、德国）相关行业的控制名单，中国优先控制污染物名单、《国家危险废弃物名录》等。

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（2）精选

初选名单中的有毒污染物或行业特征污染物，按照综合评分指标体系进行评分，并将各污染物按照所得分数从高到低排列，选出需要在标准中优先控制的污染物。

（3）复核

经过综合评分，列入标准控制因子备选名单的污染物，调研其治理技术情况、国内监测条件以及企业控制此污染物排放的成本情况，以及国内现有法律法规、行业发展规划的政策条件，最终确定标准中污染物排放控制名单。

在最终确定控制因子时，遵照几点原则：1）在现有治理技术无法有效去除污染物时，在一般地区可不进行控制；但是在环境敏感地区可进行排放控制；2）在国内有监测技术，但是其日常监测成本高于普通污染物监测成本时，可按年限滚动执行，对现源暂不控制，但是对新源要加以排放控制；3）在国内外环境政策管制重点的污染物，要列入控制因子；4）对污染物排放控制成本过高时，在一般地区可不进行控制；但是在环境敏感地区可进行排放控制。

控制因子筛选程序如图2所示。

图2 控制因子筛选程序

3 综合评分法筛选感光材料工业水污染物排放标准控制因子

感光材料是照相中使用的胶片、胶卷、相纸以及印刷中使用的板材等材料的总称，制造各种感光材料的企业包括胶片生产厂、相纸生产厂、胶印版材生产厂等。环境保护部于2007年启动了感光材料工业污染物排放标准的制订工作。在本标准制定过程中，应用了综合评分法筛选水污染物排放标准控制因子。

3.1 建立初始名单

感光材料生产过程一般包括片基或纸基的制造、照相乳剂制备、涂布、干燥、收片和整理包装。感光材料生产过程中产生的主要污染物来自于不同工序的排污节点。乳剂制备，由于乳剂种类多样，不同的原料会产生不同的污染物，但是废水中的主要成分相似，主要有：Ag+、、、OH-、Na+（K+）、等；涂布过程冲洗乳剂配置锅排出的废水中主要含有Ag+、、OH-、、、酚类、成色剂等。成色剂是感光材料感光后在显影过程中与显影剂氧化物发生耦合反应，生成彩色染料而得到彩色影像的有机化合物，其污染控制主要体现在对BOD5的控制中。

对于印刷感光材料的生产，在化学法处理铝板基的生产过程中，将产生大量的废液，其pH值、SS、COD等污染物含量严重超标，性质复杂多变。碱洗除油阶段，由于配制长效碱需要添加柠檬酸盐等有机物，因此排出的废碱液，其特点是含碱量高，含铝离子，除了pH值、悬浮物等污染因子外，废碱液中还含有较高浓度的有机物、油类和磷等污染物质，有机物主要包括甲醇、乙醇、丁醇、丙酮、二甲酯、异丙醇、明胶、二氯甲烷及醛类[9]。电解工序排出的废液，盐酸的含量在2000～4000mg/L，还含有氯化钠、氯化铵、胺类、醛类、有机酸等不同成分的腐蚀抑制剂和稳定剂。

通过对感光材料制造工业所用原料的分析，以及水中检测成分分析显示，照相感光材料和印刷感光材料生产产生的污染物相似程度高，制定统一的排放标准加以控制。控制因子初始名单共包含19项：Ag、Al、LAS、pH、NH3-N、NH4+、磷、悬浮物、甲醇、乙醇、丁醇、丙酮、挥发酚类、乙二醇、二甲酯、异丙醇、明胶、二氯甲烷、醛类。

分析初始名单显示：1）pH值、NH3-N、NH4+、磷、悬浮物为常规监测污染物，且氨氮为国家污染物总量控制重点污染物，因此将pH值、氨氮、总氮、总磷和悬浮物列入本标准的常规控制因子；2）乙醇、丁醇、乙二醇、二甲酯、异丙醇和明胶等有机物结构相似，无毒性作用且易被氧化，列入CODCr、BOD5控制项目；3）Ag、Al、LAS、甲醇、丙酮、二氯甲烷、醛类和挥发酚8项需要通过综合评分确定其是否列入控制因子。

3.2 综合评分筛选

计算以上8种污染物的潜在危害指数、年排放量和检出频率得分，计算其总分并排序。根据企业分布情况，重点查阅有文献报道的黄河、珠江、辽河、渤海、长江上海段、太湖几大水域的检出情况，确定8种污染物检出率（见表4）。

表4 8种污染物总得分

从表4可以看出，8种污染物按照综合评分得分从高到低分别为银、LAS、挥发酚、醛类、铝、丙酮、甲醇和二氯甲烷。其中醛类、铝、丙酮、甲醇和二氯甲烷5种污染物得分均在10以下，且因行业年排放量低、非感光材料行业特征污染物，经征求行业内专家意见，暂不列为本标准的控制因子。

3.3 确定控制因子

经过初始筛选和综合评分筛选，确定感光材料工业污染物排放标准控制因子如表5所示，其中银列入有害控制项目，其余9项列入常规控制项目。

表5 主要控制项目

为了控制排入水中污染物的总量，同时也体现对污染物排放总量的控制，标准中也将单位产品基准排水量列为控制项目，以防止企业发生稀释排放行为。

4 结论

综合评分法筛选工业水污染物排放标准控制因子，可选择污染物的潜在危害指数、年排放量和环境检出率，从毒性势和暴露势两方面考量污染物对环境的影响。在感光材料工业水污染物排放标准的制定中，首次应用综合评分法进行控制因子的筛选，得出Ag、LAS及挥发酚三项指标需在标准中控制，结合初选结果，选定10项污染物控制指标。在综合评分法应用于水污染物排放标准制定过程中，应加强综合得分控制阈值的研究，以更加科学地对不需控制的因子加以排除。

[1] 国家环保部.2011中国环境状况公报[Z].

[2] 王曦. 美国环境法概论[M].武汉：武汉大学出版社，1992.

[3] 侯娟. 感光材料冲洗行业污染物排放标准研究[Z].2005.

[4] Epa U.Technical Support Document for Water Quality-Based Toxics Control[Z].1985.

[5] Lapatra S E. The lack of scientific evidence to support the development of effluent limitations guidelines for aquatic animal pathogens[J].Aquaculture-Management of Aquaculture Effluents. 2003， 226（1-4）： 191-199.

[6] 王莉，等.辽河流域浑河沈阳段地表水重点控制有机污染物的筛选[J].中国环境监测，2005，21（6）: 59-62.

[7] 崔建升，徐富春，刘定，等.优先污染物筛选方法进展[C].中国环境科学学会学术年会论文集，2009（6）：831－834.

[8] 张云田. 关于制定排放标准的原则和方法[J]. 环境保护科学，1982（3）： 73-80.

[9] 韩沛，范鹏.接触氧化法处理印刷胶片废水存在问题与改进研究[J].环境工程，1999，17（3）：22-24.