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1.1.2化学检测应用于工业废水的不足之处
为实施废水、污水排放的监控, 必须按水质标准要求制定污染物排放标准, 其目的在于确保化学污染物排入水环境后的环境浓度低于该化学污染物的水质标准值, 使其环境风险降低至可接受水平、生态安全和人群健康得以保障。根据污染物排放标准, 采用废水、污水特征化学污染物的化学监测来监控有毒有害物质排放, 是目前国内外最常用环境管理手段, 迄今已有20 余年历史。但是, 化学监测法应用于组分十分复杂、富含有机毒物的废水、污水排放的监控和环境风险管理有许多缺陷, 难以有效监控有毒有机污染物的排放。
(1) 目前全世界已经制定水质标准的化学物质不超过全球所有化学物质的11% 。因此, 世界各国或其地方政府制定的排放标准所涉及的化学物质也低于全球所有化学物质数的11%; 对于绝大多数人工合成有机化合物, 尚缺乏为制定其水质标准和排放标准所必要的毒理学资料。
(2) 组分十分复杂的废水、污水中含有种类繁多的有毒有机污染物, 化学组分的定量分析不易, 甚至用最先进的分析技术也难以定量测定许多痕量有毒有机化合物。
(3) 精确定量测定组分复杂废水、污水存的有毒有机化合物的经费和人力投入太大, 仅通过化学监测也不可能提供废水、污水毒性程度的资料。
(4) 目前已有化学物质的水质标准, 主要是通过实验室毒性试验, 从获得的毒性数据推导并外推至自然水环境, 以确保生态安全和人群健康。但限于目前人类的科学认知水平, 还不能考虑到废水、污水存化学组分之间的相互作用( 拮抗、协同和加成) 。值得注意的是, 目前我国环保经费投入有限, 有机毒物的定量化学分析手段难以在短时期内推广普及, 通常仅以COD等极少参数的化学监测法来监控化学组分十分复杂的有毒废水、污水排放, 更不可能有效地控制有毒有机污染物排放和达到环境风险管理要求。
1.1.3全废水的毒性排放标准
全废水、全污水是指不经过滤和分离的废水、污水。全废水、全污水生态毒性检测应用于污染点源的监控, 并不是以此法取代传统的废水、污水特征化学污染物的化学监测。生态毒性检测仅适用于组分复杂的有毒工业废水和城市综合污水、垃圾填埋场渗滤液和水环境沉积物间隙水等的监控。在应用化学监测法的同时采用这一方法, 可以取长补短, 以达有效监控有毒物质排放和实施环境风险管理的目的。此外, 可用生态毒性检测法补充化学分析法以鉴定出导致废水、污水毒性的关键毒物, 即追踪废水、污水毒性源, 为实现废水、污水毒性削减和降低其环境风险提供科学依据。
美国从1983 年开始以水质基准为依据制定水污染物排放标准,要求在排污许可证上规定污染物浓度和负荷的排放许可限(即污染物排放标准)。但由于现有水质基准所涉及的化学物质是少数, 而且组分复杂废水、污水的化学分析工作量十分巨大, 因此难以有效控制有毒物质排放。随着美国将水环境管理的重点放在削减有毒污染物排放和风险管理, 于1984 年3 月颁布的国家污染物排放淘汰制度推动了生态毒性检测技术的广泛应用。根据这一国家政策和水环境质量的要求, 在有毒废水、污水排放许可证上除了要明确特征化学污染物排放标准以外, 还必须确定全废水、污水的生态毒性限, 即全废水、全污水毒性排放标准。要求在确定排污许可证的排放标准时, 采用全废水、全污水的生态毒性试验手段, 以禁止致毒量的有毒污染物排放, 即采用全废水、全污水生态毒性检测法从废水、污水毒性上监控毒物、尤其是有机毒物的排放, 实施废水、污水毒性削减政策。为验证政策的有效性, 美国环保局于1984到1986年曾进行了14条河流、84种工业废水和城市综合污水的生态毒性监测及其排放口周边环境水样的生态毒性监测和生物群落结构变化的研究。研究结果表明, 全废水、全污水的生态毒性和排放口上下游水样的生态毒性与接纳水体生物群落的物种减少数量呈正相关, 因此, 生态毒性检测是预测废水、污水对水环境影响的有力工具。早在1988 年, 美国在已有6000个排污许可证上, 不仅规定了废水特征污染物浓度和负荷的排放标准, 还明确了全废水毒性排放标准,以确保水环境免受有毒污染物的损害。这一国家政策实施速度较快, 极大地推动了生态毒性检测的广泛应用, 生态毒性检测已成为工业废水和城镇综合污水排放到淡水和海洋环境的监控程序必要组成部分。目前, 全美已有数以万计的工业废水和城市综合污水排放许可证具有生态毒性排放标准, 以保护水生态系统免受毒物污染的慢性毒性损害。然而, 美国有不少州政府却采用全废水、全污水急性毒性排放标准来保护水生生物免受慢性毒性损害, 这是因为有许多研究资料表明, 大多数工业废水和城市综合污水对水生生物的急性毒性和慢性毒性之比在10到100之间, 因此在未作慢性毒性试验的条件下, 可根据急性毒性试验结果估算出其慢性毒性范围。加拿大于1971 年开始采用全废水生态毒性法来监控工业废水排放, 特别是应用于纸浆和造纸废水排放的监控和跟踪毒性监测。