養(yǎng)殖海水中環(huán)境激素的環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)研究

高晨宇，閆新萍

(1．深圳市人居環(huán)境技術(shù)審查中心，廣東深圳518057;2．天津大學(xué)環(huán)境咨詢中心，天津300192)

養(yǎng)殖海水中環(huán)境激素的環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)研究

高晨宇1，閆新萍2

(1．深圳市人居環(huán)境技術(shù)審查中心，廣東深圳518057;2．天津大學(xué)環(huán)境咨詢中心，天津300192)

海水養(yǎng)殖因海水污染及漁業(yè)生產(chǎn)中藥物及生長調(diào)劑的不當(dāng)使用，會導(dǎo)致環(huán)境激素類物質(zhì)污染食品，破壞海域的水生生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，本文研究對環(huán)境影響評價技術(shù)進(jìn)行了一些初步的研究及探索工作，包括評價工作程序、評價內(nèi)容、評價因子、評價指標(biāo)、評價標(biāo)準(zhǔn)、評價技術(shù)方法等方面。旨在為我國漁業(yè)養(yǎng)殖生態(tài)風(fēng)險評價工作提供有益借鑒，并對我國的海水養(yǎng)殖環(huán)境安全管理起到積極的促進(jìn)作用。

海水養(yǎng)殖;環(huán)境激素;環(huán)境影響評價技術(shù)

1前言

一直以來海水養(yǎng)殖只作為海洋工程規(guī)模小，工藝過程簡單，評價等級要求低的項目進(jìn)行環(huán)境影響評價［1～2］。《海洋環(huán)境保護(hù)法》明確規(guī)定，新建、改造、擴(kuò)建海水養(yǎng)殖場應(yīng)當(dāng)進(jìn)行環(huán)境影響評價，目前養(yǎng)殖廢水所關(guān)注的主要是富營養(yǎng)化和赤潮的問題，水質(zhì)調(diào)查參數(shù)一般選取:酸堿度、水溫、鹽度、懸浮物、生化需氧量、化學(xué)需氧量、溶解氧、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、活性磷酸鹽、大腸桿菌等［3］，卻未涉及到水體及底泥中環(huán)境激素的檢測，在海洋監(jiān)測規(guī)范里，也僅有機(jī)磷、有機(jī)氯、艾氏劑、666、DDT及重金屬等的檢測［3］作了規(guī)范，大部分環(huán)境激素的檢測技術(shù)和方法都未有標(biāo)準(zhǔn)方法。而事實是環(huán)境激素在1×10－12極微量情況下就會對人及其生物造成危害［4］。

海水養(yǎng)殖水體環(huán)境激素主要來源于漁業(yè)生產(chǎn)者因盲目追求高產(chǎn)量低成本，飼喂的偽劣飼料，不恰當(dāng)使用的藥物、求偶素、排卵素而引起的。此外，城鎮(zhèn)生活及工業(yè)廢水，陸地徑流帶來的農(nóng)田、林地、固廢棄物中殘留的污染物，如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、壬基苯酚對水體的污染，也造成漁業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境中的不安全因素。對于激素類、多環(huán)芳烴類、重金屬類環(huán)境激素，已引起人們的重視，而其他一些環(huán)境激素，如生活污水中的壬基苯酚，用于漁病防治的抗菌素氯霉素、氟甲砜霉素、呋喃唑酮、用于繁育或催長的甲基睪酮、已烯雌酚、雌二醇等人造求偶素，在我國的湖泊、江河和井水都普遍有檢出的酞酸酯，這些環(huán)境激素都具有親脂性、環(huán)境滯留性，對魚類及其它水生動物的毒性很大，易被吸附于水體底部的淤泥上并被生物所攝取，在生物體內(nèi)積累，并通過食物鏈進(jìn)入人體［4～5］。環(huán)境激素對男性睪丸癌和前列腺癌的上升、精子數(shù)量的減少、女性乳腺癌、子宮癌發(fā)病的增加、雄性動物的雌性化和免疫功能的改變、部分生態(tài)系統(tǒng)中動物雌雄比例失調(diào)等具有不容忽視的作用。

本文旨在對養(yǎng)殖海水中環(huán)境激素的環(huán)境影響評價技術(shù)進(jìn)行初步的探討，為我國漁業(yè)養(yǎng)殖生態(tài)風(fēng)險評價工作提供有益借鑒，并對我國的海水養(yǎng)殖環(huán)境安全管理起到積極的促進(jìn)作用。

2危害識別

環(huán)境激素大多屬脂溶性化合物，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，其代謝半衰期長，毒性終點危害表征屬于慢性，且有很強(qiáng)的生物富集性。在危害識別上，我們主要考慮對環(huán)境激素的理化及毒理性質(zhì)進(jìn)行評估。

(1)理化性質(zhì):包括化學(xué)名稱、分子量、劑型、有效成分含量、熔點/沸點、蒸氣壓、水溶性、分配系數(shù)(正辛醇/水)、化學(xué)穩(wěn)定性、半衰期、酸度/堿度。

(2)毒性學(xué)參數(shù):包括水生生物的急性毒性LC50，對于不同水生生物，其LC50有不同的值。如NP對淡水蛤的LC50為5.0mg/L，對蝦的LC50為0.4mg/L，普通貽貝的LC50為0.3mg/L，其他生物毒性如鳥類經(jīng)口急性毒性，大鼠急性LD50，蜜峰的急性經(jīng)口和接觸毒性LD50值。另外環(huán)境激素除了急性毒性外，還有其內(nèi)分泌干擾作用，可以用相對雌激素強(qiáng)度來表示。

(3)環(huán)境行為特征:包括底泥和水中降解速率和殘留量，估測殘留量的分析方法，底泥和水中主要代謝物、淋溶特性。

3評價因子和評價指標(biāo)的確定

環(huán)境激素類的環(huán)境影響主要表現(xiàn)為對水生生物的毒性，畸變、癌變、繁殖力的影響，因此根據(jù)急性毒性，相對雌激素強(qiáng)度、生物濃縮系數(shù)(BCF)確定主要評價因子。

4暴露評價

暴露是指風(fēng)險源與受體之間潛在接觸或共生的過程［6］。水生生物的暴露是指水生生物接觸被激素污染的水體的過程。暴露評價是研究激素在水生生態(tài)環(huán)境中的時空分布規(guī)律，目的是得到激素的估計環(huán)境濃度EEC值，即在水體中的殘留濃度。EEC值可通過假設(shè)估算、模型預(yù)測或?qū)嶋H監(jiān)測3種方式獲得［6～8］。環(huán)境累計影響預(yù)測的是在現(xiàn)狀影響評價的基礎(chǔ)上，引入時空動態(tài)觀念，估測環(huán)境激素類化學(xué)品對生態(tài)環(huán)境的影響，并明確其遷移轉(zhuǎn)換累積影響程度，對全過程及時地作出量化、客觀的報警，從而為環(huán)境管理部門提供對策依據(jù)。

4.1假設(shè)估算

假設(shè)估算是暴露評價中最簡單的方法，主要根據(jù)殺菌劑或消毒劑的使用量、流失量及水體體積來估算水體中的環(huán)境激素濃度。如一些殺菌劑、消毒劑的使用，可以用此類模式。

4.2模型預(yù)測

對于水體中原本或外來的環(huán)境激素污染物，可用一些模型來估計其環(huán)境暴露濃度EECs，如GENEEC22篩選層次模型或更能反應(yīng)實際環(huán)境條件的高層次模型PRZM 2EXAMS。模型預(yù)測主要用于激素在水中濃度的估算，輸出結(jié)果為水體中的激素濃度。

4.3實際監(jiān)測

在進(jìn)行暴露評價時，也可實際監(jiān)測激素在水體中的殘留濃度。若樣品具有代表性，檢測準(zhǔn)確的情況下，實測數(shù)據(jù)好于模型預(yù)測結(jié)果，并可用于驗證和改善模型，但實際監(jiān)測的費用往往很高，工作量比較繁重。一般而言，根據(jù)實際監(jiān)測數(shù)據(jù)得到的暴露濃度比通過模擬或估算方法得到的暴露濃度確定性要高。

5風(fēng)險表征的計算

環(huán)境激素類的性質(zhì)除了考慮其毒性外，目前風(fēng)險評價基本會按照生物急性毒性試驗作為風(fēng)險評價依據(jù)，但是對于環(huán)境激素來說，其急性毒性不大，代謝半衰期長，毒性終點危害表征屬于慢性，且有很強(qiáng)的生物富集性。因此我們可參照美國水生生態(tài)風(fēng)險評價，加入生物濃縮系數(shù)(BCF)，通過計算其風(fēng)險商值RQ(Risk Quotient)來確定其危險性［9～10］。

6污染風(fēng)險判斷與環(huán)境管理對策

表1風(fēng)險商值分級及管理措施

對評價項目對環(huán)境的不利影響，即對生態(tài)環(huán)境的長期不利影響和潛在不利影響，要通過改變養(yǎng)殖模式、養(yǎng)殖對象等具體措施避免和消除這些不利影響。環(huán)境預(yù)測影響嚴(yán)重的，必須禁用或通過環(huán)境修復(fù)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，從而減少環(huán)境影響。

7應(yīng)用

本研究針對深圳市龍崗區(qū)南澳對蝦養(yǎng)殖場海水檢出的雙酚A(BPA)，進(jìn)行了環(huán)境影響評價。雙酚A，別名:2，2－雙(4－羥基苯基)丙烷;2，2－雙酚基丙烷;2，2－二酚基丙烷;4，4`－二羥基二苯丙烷;4，4`－(1－甲基亞乙基)雙酚;4，4`－異亞丙基雙酚 ，英文名稱:，2－bis(4－h(huán)ydroxyphenyl)propane;bisphenol A，相對分子量或原子量:228.29，密度:1.195(25/25℃)，熔點(℃):純品155～156，工業(yè)品150～152，沸點(℃):360，閃點(℃):5，毒性:LD50(mg/kg)，性狀:白色針狀晶體。BPA存在潛在的致癌性、生殖毒性和胚胎毒性，環(huán)境中相對較低濃度的BPA對水生生物可能造成內(nèi)分泌干擾作用并危害水生生態(tài)系統(tǒng)的健康。

一般規(guī)定，雙酚A在空氣中的允許濃度為5mg/cm3，水中為0.01mg/L。

綜上所述，南澳對蝦養(yǎng)殖場中的雙酚A的風(fēng)險為慢性風(fēng)險。

本研究所監(jiān)測的海水養(yǎng)殖水體中存在雙酚A的污染，其污染風(fēng)險為慢性污染。

根據(jù)評價結(jié)果，可以采用的措施一般有以氧化還原酶和金屬氧化酶等作為氧化劑的氧化反應(yīng)降解［11］、臭氧氧化工藝降解［12］以及腐殖溶液中的光降解［13］等化學(xué)法降解和通過高效降解的細(xì)菌及真菌，對其進(jìn)行微生物的降解，或投放對雙酚A具有較強(qiáng)的吸收富集作用的水鱉科植物、金魚藻科植物和睡蓮科植物，對雙酚A進(jìn)行富集吸收的生物法降解。

表2雙酚A的環(huán)境風(fēng)險毒性參數(shù)

表3風(fēng)險商值的判斷

8結(jié)論

海水養(yǎng)殖水體中激素殘留的安全性評價，涉及人體試驗、殘留量研究、藥物代謝研究、毒理學(xué)實驗、閾值評價、耐受性確定、生物濃縮系數(shù)的研究，加上環(huán)境激素及水生生物多樣性的特點，其評價是一個巨大的工程，需要更多研究者進(jìn)一步的深入研究。本文主要針對環(huán)境激素類對環(huán)境的影響評價技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，希望能為海水養(yǎng)殖環(huán)境影響評價技術(shù)體系提供新的思路，促進(jìn)保證生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。

［1］HJ/T 19—1997，環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則—— 非污染生態(tài)影響．

［2］HJ/T 2．1～2．3－93，環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則總則 ［S］．

［3］GB3097－1997，海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) ［S］．

［4］鄧南勝，吳峰．環(huán)境中的內(nèi)分泌干擾物［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004:6－9．

［5］Chitra KC，Latchoumycandane C，Mathur PP．Effect of nonylphenol on the antioxidant system in epididymal sperm of rats［J］．Archives of Toxicology，2002，76:545－551

［6］陽文銳，王如松，黃錦樓．生態(tài)風(fēng)險評價及研究進(jìn)展［J］．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2007，18(8):1869－1876．

［7］Committee on the Institutional Means for Assessment of Risks to Public Health．Risk Assessment in the Federal Government:M anaging the Process［R］．NationalResearch Council NRC，1983:203．

［8］U．S．Environmental Protection Agency．Risk Assessment Forum，F(xiàn)ramework for Ecological Risk Assessment［R］．EPA/630/R292/001，1992．

［9］USEPA Ecological Rish Assessment Technical ovetview(2009－06－18)［2008－11－10］ ［EB/OL］．hettp//www．epagov/oppefedl/ecrorisk－ders．

［10］The Center for Ethics and Toxics．Smith River Flood Plain Pesticide Aquatic Ecological Exposure Assessment［M］．The Smith River Project，2002．

［11］Q G HUANG，J W WALTER JR，Transformation and removal of blsphenol A from aqueous phase via peroxidsse－mediated oxidative coupling eactions:efficacy，products，and pathways［J］．Environment Science＆Technology，2005，39:6029－6036．

［12］徐斌，高乃云，芮旻，等．飲用水中內(nèi)分泌干擾物雙酚A的臭氧氧化降解研究［J］．環(huán)境科學(xué)，2006，27(6)．

［13］展漫軍，楊曦，楊洪生，等．天然水體腐殖質(zhì)對雙酚A光降解影響的研究 ［J］．環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2005，25(6):816－820．

A Research on Environmental Impact Assessment of Environmental Hormone in Seawater for Aquaculture

GAO Chen－yu1，YAN Xin－ping2
(1．Shenzhen Municipal Technology Review Center for Habitation and Environment，Shenzhen Guangdong 518057 China)

The improper use of the medicine and growth regulator in aquaculture would lead to the sea food pollution and oceanic ecological destruction by the environmental hormone．In this article，the environmental impact assessment technology is discussed，including its working procedure，the contents，factors，index，standards and methods of the assessment，in order to provide useful reference for the ecological risk assessment of aquaculture，and to improve the environmental safety management of the marine aquaculture．

marine aquaculture;environmental hormone;technological methods of environmental impact assessment

X82

A

1673－9655(2012)05－0074－03

2012－04－10

高晨宇(1980－)，女，漢族，甘肅天水人，碩士研究生，主要從事環(huán)評技術(shù)審查及相關(guān)研究。