某化工厂消防废水的生态风险评价

肖军秦普丰晏丽汤浩

(1．湖南农业大学，资源环境学院，湖南 长沙 410128；2．中国人民武装警察部队衡阳市消防支队，湖南 衡阳 421000)

某化工厂消防废水的生态风险评价

肖军1，2秦普丰1晏丽1汤浩1

(1．湖南农业大学，资源环境学院，湖南 长沙 410128；2．中国人民武装警察部队衡阳市消防支队，湖南 衡阳 421000)

在2014年3月某化工厂发生了火灾，从而产生了一些消防废水，本文以此化工厂产生的消防废水为参考，以消防废水中的二甘醇，苯酐，丙烯酸，二甲苯，聚酯丙烯酸为主要研究对象，对某化工厂的消防废水进行生态风险分析，采用急性毒性表征的方法进行生态风险评价，结果表明二甘醇、苯酐、丙烯酸、二甲苯、聚酯丙烯酸酯对捞刀河都存在高风险，所以在化工厂发生火灾时应禁止对外排放废水，集中收集进行处理后排放。

化工厂；消防废水；生态风险评价

近年来化工厂的火灾现象较多，并因此而产生的消防废水较多，然而在消防废水中污染物的浓度很高，就会对周围的生态环境造成影响,可是在这方面的研究却很少，所以应该引起大家的重视。本文研究对化工灾害中所产生的消防废水对周围水生生态系统中的水生生物的毒性危害来评价生态风险。

如果生态系统风险评估表明，消防废水可能会对环境造成严重伤害，那么在火灾发生之前我们就应该采取措施降低这种潜在的风险。所以我们在建立化工厂时要尽可能地建立一些应急建筑来存储这些废水，实现将其转移处理的目的。这些建筑主要包括：泻湖、储水池、堤坝围堵、集水沟、排水沟等[1]。

1 化工厂消防废水生态风险评价程序

生态风险评价（ecological risk assessment，ERA）是20世纪80年代发展起来的一种新的环境评价方法，是应用定量的方法来评估各种环境污染物（包括物理、化学和生物污染物）对人类以外的生物系统可能产生的风险及评估该风险可接受程度的一套模式[2]。美国国家环保局（USEPA）[3]于1998年发布了《生态风险评价指南》，其主体部分将生态风险评价分为问题形成、分析、风险表征三个阶段。而国内对水生生态的风险评价还在起步阶段，殷浩文[4]对水环境的生态风险评价程序作了研究，他认为生态风险评价可分为5个部分：源分析、受体评价、暴露评价、危害评价和风险表征。美国环保局《生态风险评价指南》由于具有较高的概括性而被多数学者采用，是目前全世界广泛采纳的风险评价技术框架，因此，本文选择其技术评价程序来进行生态风险评价。

2 问题的形成

由于化工厂发生的火灾造成了消防废水的产生，因此化工厂排放废水对其附近的捞刀河产生了风险，消防废水中的主要成分是二甘醇、苯酐、丙烯酸、二甲苯、聚酯丙烯酸酯。这个阶段本文主要收集各污染物质的相关信息，对它们进行生物毒性分析，确定其评价终点以及建立了其概念模型。

2.1 确定各物质对水生生物的毒性

这个阶段主要收集二甘醇，苯酐，丙烯酸，二甲苯，聚酯丙烯酸的相关信息，对它们进行生物毒性分析。

对水生生物毒性的研究，通常情况下采用半数致死浓度LC50表示外源化学物的急性毒性特征。由于二甘醇与苯酐数据的欠缺，本文通过相似物之间的类比得出。

由二甘醇和脂肪酸可生产脂肪酸二甘醇增塑剂，作为聚氯乙烯增塑剂，具有良好的加工性和耐寒性，可代替DBS、DOS，在与DOP、DBP等复配时，可改善塑料制品的耐用低温性能。所以本文通过二甘醇与DBS之间的相似之处，进行对比得出二甘醇的LC50。

苯酐是一种重要的有机化工原料，主要用于生产塑料增塑剂、醇酸树脂、染料、不饱和树脂以及某些医药和农药，所以本文通过苯酐和增塑剂的对比，得出苯酐的LC50。

通过查阅资料可得这几种物质的水生生物毒性如表1

表1 各物质的水生生物毒性Table 1 The aquatic biological toxicity of various substances

2.2 水环境中生态风险评价的终点以及概念模型的确定

本文以捞刀河里的水生生物中的鱼类为评价的终点，建立如图1的评价模型。

图1 水中生态风险评价模型Figure 1 The Ecological Risk Assessment Model about water

表3 各污染物质对鱼类的风险表征结果Table 3 The results of risk characterization to fish from various pollutants

3 化工厂消防废水的生态风险分析

3.1 消防废水中各污染物质的暴露表征

通过现场检测得到各污染物质的浓度见表2。

表2 各污染物质的浓度Table 2 The concentration of each pollutant

3.2 消防废水的生态效应表征

生态效应表征是指各污染物质对水生生态中的水生生物的影响阀值，本文以表1中各污染物质对鱼类的半致死浓度来表示。

4 生态风险表征

通过对某化工厂消防废水的污染特征分析可知，该化工企业排放的消防废水的主要有毒物为二甘醇、苯酐、丙烯酸、二甲苯、聚酯丙烯酸酯，因此本文以它们为对象对捞刀河造成的生态风险大小进行评价。为了准确评价该化工企业排放的消防废水对捞刀河水生生物带来的生态风险，本文选择鱼类作为评价目标。首先，通过对捞刀河水中污染物质浓度的测量，得到鱼类在捞刀河中各类污染物质的最大暴露浓度；然后根据污染物质对鱼类的急性毒性实验结果，采用平均致死量法计算鱼类在不同暴露浓度和暴露时间下的半致死浓度，并根据公式3-1。计算各物质对鱼类的风险指数，当Q1＞0.1时为高风险，当Q1＜0.001时为低风险。当0.001＜Q1＜0.1时，则采用慢性毒性指标对污染物质的生态风险大小进行评价。在采用慢性毒性指标对污染物质的生态风险大小进行评价时，首先通过急性毒性—慢性毒性转换数学模型对污染物质的急性毒性实验数据进行转换，得到污染物质对鱼类的慢性观察到未作用的浓度NOEC，最后按照公式3-2计算风险指数，当Q2＞0.1时为高风险，当Q2＜0.001时为低风险，当0.001＜Q＜0.1时为中等风险[9]。

Q1=EECMAX∕LC50（3-1）

Q2=EECMAX∕NOEC（3-2）

通过计算可得各污染物对鱼类的风险表征结果如表3。

5 结语

通过采用急性毒性生态风险表征的方法，计算可得，二甘醇、苯酐、丙烯酸、二甲苯、聚酯丙烯酸酯在短时间内对捞刀河近处中的鱼类是高风险，是对捞刀河近处中的水生生态存在较大的风险，而我们应该引起足够的重视，在此消防废水排放之前，采取一定的措施来降低或避免这样的风险。可以在发生火灾时，将废水停止向外排放，全部集中收集到事故池，然后采取相对应的方法来降低各类污染物质在废水中的浓度，从而减少对捞刀河水体的影响。

[1]高凌.化工火灾中消防废水和化学溢流引发的水生生态危害及其预防措施探讨[J].中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集.2006(07).

[2]阮晓红，宫莹，宋世霞．浅谈洪泛区生态毒理性风险评价[J]．水资源保护，2003，2：11-13．

[3]U.S.Environmental Protection Agency.Guidelines for Eco⁃logical Risk Assessment[R].EPA∕630∕R-95∕002F,1998.

[4]殷浩文.水环境生态风险评价的原则与应用[J].污染防治术.1995(02).

[5]白丽蓉,陈刚,张健东,周晖,施钢,汤保贵,黄建盛,表面活性剂SDS与DBS对褐点石斑鱼急性毒性研究.安徽农业科学.2008 (07).

[6]翟亚楠.三种增塑剂（DEHP、DBP和TBAC）对牙鲆鳃细胞FG和斑马鱼胚胎的毒性作用研究.中国海洋大学.2013.05.

[7]王朝晖，尹伊伟，陈善文，付翔，颉小勇，段舜山丙烯酸及丙烯酯对水生生物的急性毒性,暨南大学水生生物研究所，2002.10.

[8]国家环境保护总局环境监察局，环境应急响应实用手册[M]，中国环境科学出版社.北京.2007.3.

[9]梁佳斌，天津市近岸海域生态风险评价方法研究，天津大学环境科学与工程学院，2008.12.

（2016YFC0403001）

肖军(1986-），男，民族，汉，籍贯，长沙，学历：硕士研究生，职称：中级，毕业院校，湖南农业大学，主要研究方向：环境影响评价。