水环境优先控制污染物筛选方法研究进展

范　薇，周金龙，曾妍妍

(1.新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆水文水资源工程技术研究中心，新疆 乌鲁木齐 830052)

水环境优先控制污染物筛选方法研究进展

范薇1,2，周金龙1,2，曾妍妍1,2

(1.新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆水文水资源工程技术研究中心，新疆 乌鲁木齐 830052)

[摘要]近年来中国经济发展迅速，环境污染日益突出，尤其水污染问题日趋严重，确定环境优先污染物，是开展水环境监测、水污染环境健康风险管理等的一项基础工作，对降低水环境监测成本、改善水环境质量具有重要的理论和现实意义。通过国内外相关研究成果针对潜在危害指数法、综合评分法等优先污染物筛选方法进行分析研究。提出污染物筛选方法研究应沿多指标、定量化方向发展，在今后环境优先污染物筛选方法研究中更多关注有机污染物对环境的影响。

[关键词]水环境；优先控制污染物；有机污染物；筛选方法

近年来，随着中国经济的迅猛发展，环境问题日益突出，其中，水环境污染问题倍受瞩目。水环境污染物也越来越复杂。但是由于人力、物力、财力和科技水平等多方面因素局限，对环境中的所有污染物进行全面筛选和治理越发难以实现。科学识别水环境的污染特征，明确水环境的特征污染物清单，是开展水污染环境健康风险管理的基础。研究开发科学实用的特征污染物筛选技术，获取反映水污染特点与环境健康风险关联密切的特征污染物清单，是开展具体水污染环境健康风险管理的基础工作。

自20世纪中期开始，多个国家、组织和地区集中有限的资源，对健康危害大的污染物进行优先研究和优先治理，研发了自己的污染物筛选方法，编制自己的环境优先污染物清单。我国在“七五”期间由原国家环境保护总局主持研究并提出了我国的水中优先控制污染物黑名单。目前国内外筛选优先污染物的方法主要有潜在危害指数法、综合评分法、密切值法、Hasse图解法、模糊数学法、风险得分法等[1-7]。

1潜在危害指数法

潜在危害指数法[8]是一种根据化学物质对环境的潜在危害大小给其排序的方法。以对环境潜在危害最大的化学物质列为优先考虑对象为原则，利用化学物质对人和生物的各种毒性数据根据模型计算来对其进行排序和筛选。

1998年徐海结合化学物和有毒化学品的毒理性数据及企业的年排放量，运用潜在危害指数法筛选出了SO2、NOX、甲醛等9项某大型石油化工企业的环境监测因子[9]。2005年王莉等以化合物的潜在危害指数、化合物在地表水和底泥中的检出率、化合物的平均浓度作为评价因子，并结合流域实际情况对其进行权重赋值，根据潜在危害指数法对辽河流域浑河沈阳段地表水和底质中检出的有机污染物进行了潜在危害排序，最终确定了苯、苯并(a)蒽、苯并(a)芘等34个优先控制有机污染物[6]。

但因潜在危害指数法还存在以下不足之处：未考虑污染物在环境中的存在状态；对所有污染物都存在于环境中且具有相同浓度的假定；不易获得“三致”污染物调整序码和污染物阈限值；复杂混合物的处理中未考虑协同拮抗作用；不能体现化学物质的扩散规律等，所以后来采用此方法进行研究的学者为使筛选结果更加合理，一般采用潜在危害指数法与综合评分法或加权评分法相结合的方法，或者在改进原来方法的基础上进行污染物的筛选研究[10-12]。

2010年宋利臣等提出了潜在危害指数法的不足与改进方法，同时将化合物的潜在危害指数作为综合评分法和加权评分法的指标之一, 为潜在危害指数法的发展方向提供了理论依据[10]。2013年许秋瑾等综合采用潜在危害指数法与综合评分法比较筛选出了淮安某县农村饮用水源中的Cd、Hg、Pb等12种优先控制污染物[13]。2013年于云江等结合研究区污染特点，运用潜在危害指数法和综合评分法相结合的方法，筛选出了松花江吉林市江段水体Cr、Pb、As等11种特征污染物[11]。2015年张晓孟等运用考虑污染物毒性和流域介质中污染物检出浓度及检出率的改进潜在危害指数法，测定海城河不同断面丰、平、枯3个水期水体中的有机污染物，筛选出了太子河水系印染行业重点污染河段-海城河的苯、硝基苯、N-甲基苯胺等44种优先控制污染物[14]。2015年李沫蕊等结合潜在危害指数法和加权评分法，选用急性基准浓度值和慢性基准浓度值作为一般化学物质和潜在“三致”污染物的阙限值，筛选出As、NH4+、1,1,2-三氯乙烷等10种下辽河平原区域地下水典型污染物[12]。

2综合评分法

综合评分法[8]是先设定评分系统和权重，将各参数的数据分级赋予不同分值，再对待选化合物按一定指标打分，最后将各单项的得分叠加即为单个化合物的总分，将总分排序后筛选出优先污染物的方法。综合评分法较为全面，且简单易行，是目前应用最广泛的评价方法之一[15]。

2006年陈晓秋运用综合评分法，将有机污染物的来源、水环境中污染物的监测情况等9项环境暴露势因素和“三致”毒性等因素作为筛选因子，并对其分权重，建立了定量筛选优先污染物的模式，最后以某水系为例筛选出了苯、甲苯、苯并(a)蒽等44种有机污染物[7]。2007年胡冠九采用以潜在危害指数、化合物的检出总平均浓度和检出频次为评价指标的综合评分法筛选江苏省饮用水中丰、平、枯三期测定的400余种有机污染物中的优先监测污染物，并用潜在危害指数指示物质对环境的毒性，最终初步筛选出苯、氯仿、乙苯等94个优先控制污染物[16]。2015年李沫蕊等选取14个单项评价指标，引入指标权重，采用综合评分法筛选出了下辽河平原区域地下水Hg、Pb、Cd等9项典型污染物[17]。

但综合评分法的某些评价指标具有主观性，且只适用于污染物种类少和研究区域小的情况。因此考虑到其不足，2014年李沫蕊等将潜在危害指数作为综合评分法的指标之一，选择9项指标参与评分。最终筛选出大武水源地地下水三氯甲烷、三氯乙烯、苯等5种典型污染物[18]。2015年由昆等运用综合评分法和三参量综合评价指数法对蒲河流域内的机制纸及纸板制造行业进行监测指标筛选，确定了COD、氨氮、悬浮物等8项监测指标[19]。

3其他常规方法

3.1Hasse图解法

Hasse图解法是一种采用向量描述化合物的危害性，以图形方式显示化合物危害性的相对大小以及它们之间的逻辑关系的方法[20]。2003年刘存等以化合物危害性排序为例，初步介绍了Hasse图解法；再由南京北河口水源地枯水期定量检出的56个有机污染物，通过Hasse图解法预测丰水期最可能被检测的有机污染物，并同丰水期实际检测的结果进行比较；最后得出结论：Hasse图解法能直观地表示化合物相对危害性大小及不同指标的矛盾，将其与评分排序法结合可推进优先污染物筛选方法的研究[21]。

3.2密切值法

密切值法[8]是多目标决策中的一种优选方法，是将多指标转化为一个能综合反映污染物优先排序的单指标的方法。1998年张洪凯等采用以反映有机物的毒性、化学性质等6项参数为指标的密切值法将小清河沿岸地下水中的58种有机污染物进行了优先排序和风险分类[22]。

3.3综合风险指数法

综合风险指数法[23]是以有机污染物在环境中的检出频率为基础先进行初筛，再结合各初筛污染物的其他特性作为筛选排序因子，并赋予其权重而形成的评价方法。2011年穆景利等提出了以我国近岸海域有机污染物的环境分布浓度、污染物的急慢性毒理和理化性质为评价赋值指标，基于环境暴露指数和环境效应指数的综合风险指数法。并应用其筛选和定量排序我国近岸海域环境中有机污染物，确定了我国近岸海域七氯、多环芳烃、多氯联苯等20种优先控制有机污染物[23]。

3.4层次分析法

层次分析法是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的决策方法。2013年朱菲菲等采用层次分析法[24]结合加权评分法，以污染物的毒性效应和环境效应为评价指标，定量筛选了三氯乙烯、三氯甲烷、苯等16类85种我国地下水优先有机污染物。结果表明：污染物中有机氯化合物约占50%，因此将有机氯农药类等持久性污染物作为优控污染物基本符合我国国情[25]。

3.5色质联用技术

色质联用技术是将色谱的分离能力与质谱的定性功能结合起来，实现对复杂混合物更准确的定量和定性分析的方法。2014年徐庆采用色质联用技术[26]筛选上海市饮用水源地优先控制有机污染物，根据国内外污染物名单初选，再从中选出浓度大、频率高的有机污染物，同时结合上海市监测计划，最后确定多环芳烃、酞酸酯、卤代烃等4类7种上海市饮用水源地优先控制有机污染物名单[27]。

3.6单因子污染指数法

单因子污染指数法是利用实测数据和标准对比分类，选取水质最差的类别即为评价结果的方法。2014年吴利桥等以选择对地表水危害大、国家和地方要求控制的主要污染物作为评价因子，再由污染源统计的等标污染负荷法排序筛选出适量指标为原则，筛选了4项与总量控制相关，6项难降解、毒性大，并结合流域产业特点和水电开发可能引发富营养化等指标作为特征指标的至少25项指标，再根据单因子污染指数法评价结果排序进一步筛选，最终确定了Hg、Pb、As等10项珠江干流上游红水河主要特征污染物[28]。

4优先控制污染物筛选方法研究展望

优先污染物筛选方法是借鉴国际通用的因子综合评分法筛选原理，综合考虑我国国情特点和基础数据储备情况，对水环境优先污染物进行筛选的方法，是对因子综合评分法的一种创新应用[8]。每种方法有其技术特点及适用条件，优先污染物筛选方法的发展方向会随信息获取技术的进步等朝多指标、定量化发展[29]。实际工作中，筛选特征污染指标，还需调查了解当地环境背景资料、同类污染源、污染控制技术、行业清洁生产水平等[28]。借鉴国外筛选方法时，应综合考虑实际情况与理论方法的结合[30]。通过筛选垃圾渗滤液中具有代表性的高危害有毒有机污染物，更新我国优先控制污染物黑名单[31]。在今后的环境优先污染物筛选方法研究中，应更多的关注有机污染物对环境的影响[32]。

参考文献

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[收稿日期]2015-11-23

[基金项目]中国地质调查局“西北地区主要城市地下水污染调查评价项目”(1212011220982)；新疆自治区水文学及水资源重点学科基金(xjswszyzdxk20101202)资助

[作者简介]范薇(1993-)，女，新疆沙湾人，在读硕士研究生，主攻方向：干旱区地下水资源评价与保护。 [通讯作者]周金龙(1964-)，男，浙江龙游人，教授，博士生导师，主要从事干旱区地下水利用与保护、灌区土壤水-盐运移监测与模拟等研究工作。

[中图分类号]X52

[文献标识码]A

[文章编号]1004-1184(2016)03-0094-03