日本地表水環(huán)境質量標準體系的構建策略分析
1 日本地表水環(huán)境質量標準體系形成歷程
1.1 日本地表水環(huán)境質量標準體系的內(nèi)涵
環(huán)境質量標準是日本政府為保護人類健康和生存環(huán)境制定的,是環(huán)境行政的重要組成部分,是環(huán)境行政的管理目標。根據(jù)環(huán)境基本法的規(guī)定:由政府根據(jù)環(huán)境條件,為保護人類健康以及生存環(huán)境制定的標準;標準分為保護人類健康項目(簡稱“健康項目”)和保護生活環(huán)境項目(簡稱“生活環(huán)境項目”)兩種類型;政府必須采取有效措施以保證環(huán)境質量達標。
在日本環(huán)境基本法和環(huán)境質量標準文件中,界定了質量標準體系的結構和基本內(nèi)容。標準體系中涉及的標準類型、項目、分析方法等在法定的法律法規(guī)中均有明確的原則。根據(jù)法律法規(guī)制定的質量標準項目、限值、分析方法等技術規(guī)范具有明確的法律意義。環(huán)境質量標準不是孤立的標準限值的概念,而是一個體系,主要包括標準項目、標準限值、分析方法、監(jiān)測方法、評價標準和表征方法等。不同環(huán)境媒介涉及的標準體系內(nèi)容有所差異,但質量標準體系的結構具有共性。本文對質量標準體系中的監(jiān)測技術規(guī)范和監(jiān)測準則、評價方法等內(nèi)容不予論述,重點介紹質量標準項目和標準限值的內(nèi)容。
日本水環(huán)境質量標準項目分為環(huán)境質量標準項目、“必要監(jiān)視項目”和“需要調查項目”三個層次。不是由單一的質量標準項目構成,而是由三種不同監(jiān)控要求、不同監(jiān)測頻次和不同控制力度和手段構成的從防患于未然到由國家嚴格控制的不同級別和層次的污染物監(jiān)測項目種類構成。環(huán)境質量標準項目(圖1中的★1):分為健康項目和生活環(huán)境項目。健康項目屬于國家嚴格控制,通過法律法規(guī)監(jiān)測的項目,監(jiān)測頻次多,必須隨時保持達標,不得出現(xiàn)超標情況。生活環(huán)境項目也屬于國家質量標準范圍,但允許通過制定達標期限等措施,逐步治理和防范的污染物。“必要監(jiān)視項目(圖1中的★2)”:雖然不是法定質量標準,但作為需要監(jiān)視和監(jiān)控的污染物,屬于必測項目,也納入國家監(jiān)測體系進行監(jiān)測。監(jiān)測頻次少于質量標準項目。但有可能會根據(jù)科學發(fā)展和污染物的風險程度及檢出情況補充到質量標準項目中。“需要調查項目(圖1中的★3)”:從防患于未然的角度出發(fā),每年對選擇的300種“水環(huán)境污染的化學風險物質”開展調查和監(jiān)測。除此之外,消毒副產(chǎn)物作為特定項目也納入日本公共用水域的監(jiān)測項目體系之中。地表水環(huán)境質量標準項目構成見圖1。
圖1 日本地表水環(huán)境質量標準項目構成圖
1.2 日本地表水環(huán)境質量標準體系形成歷程
日本地表水質量標準的制定始于20世紀70年代。伴隨1950年后半日本的經(jīng)濟高速發(fā)展,水環(huán)境急劇惡化,水俁病等公害不斷發(fā)生,為遏制環(huán)境的惡化,治理污染,1967年日本頒布“公害基本法”,1970年召開以治理環(huán)境污染為主題的“公害國會”,頒布“水質污染防治法”等各項保護環(huán)境的法律法規(guī);水環(huán)境質量標準就是根據(jù)此法首次設定。自1971年水質環(huán)境標準設定以來,根據(jù)人們對環(huán)境的認識、對各種化學物質性質的了解及環(huán)境中化學物質的存在狀態(tài),水質標準已經(jīng)修訂了16次,其項目、分析方法等內(nèi)容也有相應的增加和變更:1971年制定8個健康項目、5個生活環(huán)境項目的環(huán)境質量標準;1975年增加PCB項目;1993年健康項目由9個增加至23個,生活環(huán)境項目增加了海域的氮和磷。同年,還增加25個項目的“必要監(jiān)視項目”類的監(jiān)測。1999年增加硝酸氮和亞硝酸氮、氟和硼;2003年增加保護水生生物的質量標準項目;至2009年增加了健康項目中的二惡烷項目。
1.3 日本地表水環(huán)境質量標準的制定依據(jù)
環(huán)境質量標準項目的修訂,由日本“中央環(huán)境審議會水環(huán)境部會”在不同時期,根據(jù)公共用水域常規(guī)監(jiān)測結果、化學風險物質檢出情況、日本生產(chǎn)、輸入、輸出的化學產(chǎn)品產(chǎn)生污染物的情況,參照世界衛(wèi)生組織WHO飲用水指導方針的修訂情況、國內(nèi)外水質質量標準、日本國內(nèi)飲用水水質質量標準,并參考學術研究成果和病理、病毒試驗等數(shù)據(jù),開展討論,對環(huán)境質量標準進行修訂,包括增減項目、修訂標準限值和調整分析方法等。
“環(huán)境質量標準項目等的設定依據(jù)”對各選取項目和標準限值的制定包括以下6個方面的內(nèi)容:(1)物質信息:包括名稱、CASNo、元素/分子式、原子量/分子量、在環(huán)境中的存在及狀態(tài)(水溶性、揮發(fā)性、分解速度、遷移、產(chǎn)生的副產(chǎn)物等);(2)主要用途及生產(chǎn)量;(3)現(xiàn)行標準(國內(nèi)標準:環(huán)境質量標準、飲用水質量標準、PRTR法;國際標準:WHO飲用水水質指導方針、USEPA、EU);(4)在日本水環(huán)境中的檢出狀況(公共用水域的常規(guī)監(jiān)測、需要調查項目等監(jiān)測調查數(shù)據(jù);地下水普查數(shù)據(jù));(5)根據(jù)PRTR制度①統(tǒng)計的在日本全國的排放量;(6)標準限值或指針值的制定方法(防疫學調查、病理試驗、毒性試驗數(shù)據(jù)等)。
2 日本地表水環(huán)境質量標準體系現(xiàn)狀
根據(jù)日本的“環(huán)境基本法”(1993年法律第91號)第16條第3項之規(guī)定:對于環(huán)境標準項目,需要經(jīng)常進行科學的評判,根據(jù)情況做出必要的修訂。本文所介紹的日本地表水環(huán)境質量標準,最新修訂時間截止到2009年底②。具體的標準項目及標準限值如下所述。
2.1 健康項目
健康項目,從1971年最初設定的8個監(jiān)測項目,經(jīng)過不斷修訂,數(shù)次追加,到2009年11月形成目前的27個項目。具體見表1。
說明:1.(1)標準值為年平均值。但總氰標準值為最高值。(2)“不得檢出”是指根據(jù)分析方法測定的結果低于檢出線。(3)氟和硼的標準值不適用于海域標準。(4)硝酸氮及亞硝酸氮的濃度為根據(jù)為規(guī)格43.2.1、43.2.3以及43.2.5測定的硝酸根離子濃度乘以換算系數(shù)0.2259與根據(jù)規(guī)格43.1測定的亞硝酸根離子濃度乘以換算系數(shù)0.3045之和。2.附表1至10為總汞等11個標準項目的分析方法(略),具體參見環(huán)境省告示78號文。3.英文和分子式或化合物內(nèi)容為作者查詢資料的標注,不屬于日本標準文件中內(nèi)容。
1999年,根據(jù)常規(guī)監(jiān)測和普查結果統(tǒng)計的檢出率較高,同時由于WHO對飲用水指導方針中增加了18種污染物監(jiān)測項目,日本高爾夫場使用農(nóng)藥的暫定監(jiān)測指導方針決定監(jiān)測的5個項目等因素,篩選13個需要考察的項目,經(jīng)過比較水環(huán)境中的檢出率、病理研究和毒性試驗的結果,參照飲用水質量標準,決定將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮、氟和硼由“必要監(jiān)視項目”轉為
環(huán)境質量標準項目中的健康項目。其中,硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮標準限值的確定是根據(jù)Wa1ton等(1951)進行的硝酸濃度與嬰兒高鐵血紅蛋白血癥發(fā)病率的調查結果和飲用水水質質量標準將其設定為10mg/L。氟的標準限值設定是從預防氟斑牙角度出發(fā),同時考慮飲用水質量標準,將其設定為與指針值相同的≤0.8mg/L。而硼的標準限值設定根據(jù)Price(1996)的小白鼠生殖毒性試驗、厚生省的市場調查等結果,得到日承受量、日常攝取量的數(shù)據(jù),將標準限值定為≤1mg/L(之前“必要監(jiān)視項目的指針值為0.2mg/L”)。
在2009年11月將二惡烷(1,4-二氧六環(huán))由“必要監(jiān)視項目”轉為環(huán)境質量標準項目中的健康項目。原因如下:(1)根據(jù)常規(guī)監(jiān)測和調查,其檢出率較高;(2)根據(jù)統(tǒng)計,此污染物每年向環(huán)境中有排放;(3)該物質有易溶于水、難以揮發(fā)和分解的特性;谝陨显颍宋镔|作為需要高度關注的污染物,納入環(huán)境質量標準項目的健康項目中,屬于需要嚴格控制其在環(huán)境中濃度的污染物。其標準值的設定根據(jù)小白鼠腫瘤研究實驗數(shù)據(jù),參照飲用水和WHO飲用水指導方針的標準值,定為≤0.05mg/L。
2.2 生活環(huán)境項目質量標準
生活環(huán)境項目是指與人類生活密切相關的生存環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測項目。其標準值設置不同于健康項目,健康項目標準值在所有環(huán)境媒介中是一致不變的,而生活環(huán)境項目是根據(jù)公共用水域類型進行劃分,并根據(jù)不同的水域環(huán)境功能設置標準值。
生活環(huán)境項目于1971年首次設定,有pH、BOD、COD、SS、DO、糞大腸菌群和正乙烷提出物共7項。1982年從防治富營養(yǎng)化角度增加總磷和總氮,2003年從保護水生生物角度出發(fā)增加總鋅,構成目前的10個標準項目。與地表水監(jiān)測相關的有河流和湖泊方面,項目和標準值見表2。
說明:1(1)標準值為日均值(湖泊、海域也為日均值)。(2)關于農(nóng)業(yè)用水利點位,PH值為6.0~7.5 DO≥5mg/l,湖泊同。(3)水質自動監(jiān)測儀器是:具有自動監(jiān)測該項目并能自動記錄監(jiān)測結果的儀器,或與該機能相連接的儀器(湖泊和海域也同此基準)。(4)確認具體數(shù)目的定量分析法(湖泊、海域同)——略,具體參見環(huán)境省告示78號文。2.自然環(huán)境保護區(qū)、水道1、2、3級,水產(chǎn)1、2、3級,工業(yè)用水1、2、3級,環(huán)境保護地域的劃分(略),具體參見環(huán)境省告示78號文。
2.3 必要監(jiān)視項目
公共用水域必要監(jiān)視項目:關于保護人類健康的相關物質,根據(jù)從公共用水域監(jiān)測時發(fā)現(xiàn)的化學物質,雖然不作為環(huán)境質量標準項目,但因有連續(xù)觀察必要性,將此類物質設定為“必要監(jiān)視項目”,將其定位于地方政府應該對其開展監(jiān)測的地位,在1993年設定22項“必要監(jiān)視項目”,經(jīng)過1999年、2004年修訂過程,目前2009年“必要監(jiān)視項目”共有26項。具體見表3。
2.4 保護水生生物的“必要監(jiān)視項目”——河流和湖泊
為保護水生生物環(huán)境,日本在2003年11月制定了保護水生生物的水質環(huán)境標準。將總鋅作為生活環(huán)境質量標準項目。將三氯甲烷、苯酚和甲醛作為“必要監(jiān)視項目”,將其納入地表水監(jiān)測的質量標準體系之內(nèi)。具體見表4。
說明:生物A為嘉魚、鮭魚等喜好低溫的水生生物及其餌生物的生存水域。生物特A為生物A水域中,水生生物產(chǎn)卵及幼子生存的需要特別保護的水域。生物B:鯉魚、鯽魚等比較喜好較高水溫的水生生物及其食餌生物的生息水域。生物特B:生物B水域中,水生生物產(chǎn)卵及幼子生存的需要特別保護的水域。
2.5 有毒有害化學物質(Dioxins)對水質和底質造成污染的環(huán)境質量標準
防治有毒有害(Dioxins)類化學物質污染的環(huán)境質量標準制定于1999年,最新修訂時間為2009年,具體標準如表5:
說明:1.TEQ為毒性當量。2.標準的使用水域范圍:水質(不包括水底的底質)的標準適用于公共用水域及地下水。水底之底質的環(huán)境標準適用于公共用水域的水底底質。
2.6 特定項目(三鹵甲烷前體物(THMFP-5)
在日本公共用水域監(jiān)測項目中,還包括了特定項目——三鹵甲烷前體物(THMFP-5)的監(jiān)測。主要是根據(jù)日本的“水道水源法”,于1995年開始監(jiān)測。在《2009年度日本公共用水質監(jiān)測結果》中公布了當年監(jiān)測的年度均值及1995-2009年的變化趨勢。
3 研究日本地表水環(huán)境質量標準體系形成歷程及現(xiàn)狀對我國地表水質量標準體系研究的啟示
從40余年日本地表水環(huán)境質量標準體系的形成和變更歷程,可以看出,日本環(huán)境質量標準體系的構建和發(fā)展與時代發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展息息相關,隨環(huán)境保護的深度和廣度的加深和擴展,地表水質量標準的也逐漸形成具有本國特色的體系。研究日本地表水質量標準體系對于我國地表水質量標準體系的研究具有以下啟示。
3.1 注重綜合研究
從縱向研究看:日本的地表水環(huán)境質量標準的變遷在時間序列的發(fā)展歷程與日本的經(jīng)濟發(fā)展階段、污染狀況、分析技術的進步及污染防治理念的加深和擴展緊密相關。例如:工業(yè)高速發(fā)展導致水污染的加劇,促使國家采取措施治理和保護環(huán)境,包括制定環(huán)境質量標準開展監(jiān)測,評價污染狀況等。PCB的監(jiān)測依賴于分析技術(氣相色譜法——GC/MS)的成熟,富營養(yǎng)化的防治使得總磷和總氮成為環(huán)境質量標準項目,“必要監(jiān)視項目”和“需要調查項目”體現(xiàn)了防患于未然的環(huán)保理念。橫向的研究表現(xiàn)在,對于質量標準項目的選擇與污染物檢出狀況、WHO標準項目的變化、病毒和病理及流行病學研究成果等決定了毒性較大對人類健康和生存環(huán)境威脅較大化學風險物質成為優(yōu)先控制污染物進入質量標準項目的范疇。標準限值的界定更是依賴于飲用水標準、病毒和病理試驗及公害病研究等多學科、多部門、多領域的合作與研究成果。
3.2 環(huán)境質量標準體系的研究需要用系統(tǒng)、綜合和發(fā)展的觀點不斷地開展工作
我國環(huán)境質量標準體系的建設和研究需要根據(jù)我國的國情和特點、參照世界衛(wèi)生組織的要求,參考世界各地區(qū)的法律法規(guī)和學術界的研究成果,不斷進行項目和標準限值的研究、評價和修訂工作,才能更好地建設和完善適應我國特點的地表水環(huán)境質量標準體系。
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