TCSES 11-2020 沉积物质量基准制定技术指南

ICS13.020.01CCSZ00团体标准T/CSES11—2020沉积物质量基准制定技术指南Technicalguidelinesforderivingsedimentqualitycriteria2020-10-10发布2020-10-15实施中国环境科学学会发布T/CSES11—2020I目次前言................................................................................II 引言...............................................................................III 1范围..............................................................................1 2规范性引用文件....................................................................1 3术语和定义........................................................................1 4沉积物质量基准制定程序............................................................2 5数据收集和筛选....................................................................3 6沉积物质量基准推导................................................................4 7沉积物质量基准校验和审核..........................................................5 8沉积物质量基准应用................................................................6 附录A（资料性）沉积物质量基准本土受试生物推荐物种..................................7 附录B（资料性）推导沉积物质量基准的备选方法........................................8 附录C（规范性）物种敏感度分布模型与拟合优度评价准则...............................11 附录D（资料性）沉积物质量基准技术报告编制大纲.....................................13 T/CSES11—2020II前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国环境科学研究院提出。本文件由中国环境科学学会归口。本文件起草单位：中国环境科学研究院、南开大学、南京大学、南昌大学、中国海洋大学。本文件主要起草人：刘征涛、祝凌燕、张彦峰、李霁、闫振广、朱琳、王晓南、王遵尧、葛刚、李正炎、周涛、高强、闫政、张中华。T/CSES11—2020III引言《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》提出了“科学确定环境基准”的要求，将其作为建立和完善环境保护长效机制的重要内容之一。从国家“十一五”规划期间开始，研究人员依托国家水体污染控制与治理科技重大专项（“水专项”），切实推进了流域水环境底泥沉积物基准的相关研究，在借鉴先进方法技术的基础上，建立了较科学的流域水环境沉积物基准方法。2017年，生态环境部发布《国家环境基准管理办法（试行）》，进一步加强和规范环境基准管理工作，该办法对环境基准研究、制定、发布、应用与监督等工作提出了详细的要求。为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》和《水污染防治行动计划》，科学、规范地制定沉积物质量基准，制定本文件。T/CSES11—20201沉积物质量基准制定技术指南1范围本文件规定了流域水环境沉积物质量基准的制定程序、数据的收集和筛选、沉积物质量基准的推导、校验和审核、应用。本文件适用于指导我国流域水环境（淡水河流、湖库）的沉积物质量基准的制定。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T27858化学品沉积物-水系统中摇蚊毒性试验加标于水法GB/T27859化学品沉积物-水系统中摇蚊毒性试验加标于沉积物法HJ/T153化学品测试导则HJ/T154新化学物质危害评估导则HJ/T155化学品测试合格实验室导则HJ831淡水水生生物水质基准制定技术指南3术语和定义HJ831界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1沉积物质量基准sedimentqualitycriteria，SQC流域水体沉积物中的污染物不对水生生物特别是底栖生物及其水生态功能产生危害的浓度或浓度范围。3.2沉积物质量基准低值sedimentqualitycriteria-low，SQC-L用于保护流域水环境中水生生物特别是底栖生物及其水生态功能的沉积物中污染物的浓度，低于该值，沉积物中污染物的生态风险较低。3.3沉积物质量基准高值sedimentqualitycriteria-high，SQC-H用于保护流域水环境中水生生物特别是底栖生物及其水生态功能的沉积物中污染物的浓度，高于该值，沉积物中污染物的生态风险较高。3.4T/CSES11—20202物种敏感度分布speciessensitivitydistribution，SSD描述不同物种对环境胁迫因子敏感性相互关系的数据分布，通常采用环境污染因子的效应浓度与受影响物种的毒性累积概率之间的关系曲线来表示。3.5生物效应数据biologicaleffectdata由生物毒性试验或者观测调查得到的污染物的效应浓度值，包括产生有害生物效应的毒性数据和不产生有害效应的无毒性效应数据。3.6评价因子assessmentfactor将单物种的实验室毒性数据外推至多物种的生态系统危害风险效应时，根据外推的不确定性，对代表性敏感生物毒性数据外推的经验性安全倍数，也称安全系数或外推系数，一般可为10、100、1000等。3.7相平衡分配equilibriumpartition以热力学动态平衡分配原理为基础，主要指污染物在不同环境介质相态中的浓度分布行为。3.8急慢性毒性比值acute-chronicratio，ACR污染物的生物急性毒性与慢性毒性数值的比值。4沉积物质量基准制定程序4.1基准制定目标主要保护我国流域水体中的水生生物特别是底栖生物免受底泥沉积物中污染物的危害。4.2基准制定内容流域水环境沉积物质量基准制定包括生物筛选、生物毒性数据获取、基准值推导及校验等。4.3基准制定程序沉积物质量基准的制定主要包括以下三个步骤，制定程序见图1。a)数据的收集和筛选；b)沉积物质量基准的推导；c)沉积物质量基准的校验和审核。T/CSES11—20203图1沉积物质量基准的制定程序5数据收集和筛选5.1数据种类和来源5.1.1数据种类数据包括水环境沉积物毒性和理化性质数据，以及污染物的毒性、理化性质和环境分布数据等。5.1.2数据来源数据来源包括公开发表的文献资料、国内外相关数据库和实测数据。数据的测定应符合GB/T27858、GB/T27859、HJ/T153、HJ/T154和HJ/T155的相关规定。T/CSES11—202045.2受试物种的选择优先收集以本土流域水环境中代表性底栖生物作为受试生物的沉积物毒性数据，受试生物主要包括底栖甲壳类、水生昆虫类、水生寡毛类、腹足类、双壳类、底栖鱼类和沉水植物。推荐的沉积物毒性测试本土受试生物物种见附录A。受试生物筛选原则包括：a)在我国地理分布较为广泛，有生态学代表性；在实验室养殖条件下能够驯养、繁殖并获得足够的数量，或具有充足的资源，有生物学特性较稳定的群体数量可供实验使用；b)对环境污染物具有较高的毒性敏感性，毒性效应比对性强；c)有规范的毒性测试终点和方法；d)是水生态系统的重要组成或生态类群代表性物种，能代表水体中不同营养级及相互关系；e)具有比较丰富的生物学资料，生物学特性明确；f)在实验室人工驯养、繁殖、试验时，简便易行，能够保持物种遗传性质稳定；g)采用野外捕获的物种进行毒性测试时，应确保其未接触过污染物。5.3毒性数据的收集流域水环境沉积物毒性数据的来源包括生物毒性试验、生物毒性数据库、公开发表的文献数据等。毒性数据指标主要为基于生物个体水平的毒理学试验终点指标，通常包括对生物个体的急性毒性和慢性毒性指标。a)急性毒性指标主要反映相对于受试生物的生命史，在较短时间内暴露于污染物所产生的短期有害效应。测试时间一般不超过96小时，测试指标为死亡或生物体主要功能受损，一般用LC50（半数致死浓度）或EC50（半数效应浓度）表示；b)慢性毒性指标主要反映相对于受试生物的生命史，在较长时间内暴露于污染物所产生的长期有害效应。测试时间通常在10天以上。另外，可以选择底栖生物最敏感的生活阶段进行毒性测试。5.4数据评估与筛选5.4.1数据评估与筛选的标准主要包括：a)使用国际、国家或行业的标准测试方法，操作过程遵循良好实验室规范（goodlaboratorypractice，GLP）；b)对于非标准测试方法的实验，所用实验方法科学合理；c)实验过程和实验结果的描述详细；d)文献提供了原始数据。5.4.2用于沉积物质量基准制定的数据应符合以下筛选条件：a)受试生物的生物学分类信息、生活阶段和效应终点明确；b)实验过程中应严格控制实验条件，使受试生物处于合适的生长环境；c)实验应设置对照，对照组受试生物的生活生长状况良好，死亡率或有害效应率不高于20%；d)试验结果中应列出沉积物的pH、有机质含量、粒径分布等重要的理化参数信息；e)污染物的实测浓度与理论浓度的偏差应小于或等于20%，如果大于20%，应采用实测浓度计算剂量-效应关系。6沉积物质量基准推导T/CSES11—202056.1基准的推导方法优先推荐采用物种敏感度分布法推导沉积物质量基准。一般推荐至少需含目标水体代表性底栖生物不同门类8个物种以上生物的沉积物毒性数据，用来建立底栖物种的敏感度分布模型。可以利用急慢性毒性比值（ACR）推算沉积物毒性数据或质量基准。当毒性数据不能满足推导方法要求时，可以采用生物效应法、相平衡分配法、评价因子法等备选方法推导水环境沉积物质量基准。备选方法的适用条件及具体步骤见附录B。采用物种敏感度分布法推导沉积物质量基准的具体步骤如下（参照HJ831）：a)毒性数据分布检验将筛选获得的污染物的毒性数据进行正态分布检验。b)累积概率计算将所有已筛选物种的毒性值按照从小到大的顺序排列，并给其分配序号R，最小的毒性值的序号为1，最大的毒性值序号为N，依次排列。如果有两个或者两个以上物种的毒性值相等，那么将其任意排成连续的序号，计算每个物种的毒性值的累积概率，按照公式（1）计算：%1001NRP…………………………（1）式中：P——累积概率，%；R——物种排序的序号；N——物种的个数。c)模型拟合与评价推荐使用逻辑斯谛（logistic）分布、对数逻辑斯谛（logistic）分布、正态分布、对数正态分布、极值分布等五个模型进行数据拟合，根据模型的拟合优度评价参数分别评价这些模型的拟合度（未特别说明则显著性水平为0.05）。模型方法和拟合优度评价原则应符合附录C的规定。最终选择的分布模型应能充分描绘数据分布情况，确保根据拟合的SSD曲线外推得出的沉积物质量基准在统计学上具有合理性和可靠性。d