美国海洋水质标准规定的演化外文翻译资料

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美国海洋水质标准规定的演化

R.C. Russo

摘要：

美国环境保护局已经制定了国家水质数值标准保护水生生物及其用途。这些指南提供了导出水质标准的方法，包括最低的数据库标准，数据评估程序和计算。这些准则已经存在了很长时间了，国家已经利用它们来获得水体的水质标准。综合水资源保护和管理的关键组成部分，是针对对于河口区域和沿海区域生态评估和生物标准的技术方向的成就。这是一个整体的保护和管理方法，将生物评估纳入传统的化学和物理评估并颁布了既定的水质标准。本文描述了提出水质标准的方法和海洋系统的生物标准开发的方法。

关键词：海洋标准，水质法规

1. 介绍

美国环境保护机构（EPA）的使命是保护人类健康和保护自然环境。因此EPA的责任是改善和保护环境；与合作伙伴一起去保护人类健康，生态系统和美丽的环境；推广创新对环境问题的解决方案；保护和维持自然资源的可持续生产力。

在EPA内，负责保护水质的主要办公室是水务局（OW）。其使命包括实施“清洁水法”和“安全饮用水法”以及其他法律的一部分。目标是尽可能防止污染，并以性价比最高的方式降低人和生态系统的风险。OW与10个EPA地区，其他联邦机构，州和地方政府，美洲印第安人部落，受监管的社区，有组织的专业和业主团体、土地所有者和管理者以及公众共同合作。OW提供指导，指定科学方法和数据收集要求，执行监督，并且促进与这些相关情况的沟通

1899年，美国颁布了一些联邦法律以保护水质。1972年，美国通过了对1956年“联邦水污染控制法案”的修订，建立了排放许可证制度，并提供了联邦拨款以资助地方政府污水处理系统。1981年和1987年“联邦水污染防治法”被修正。 该法案和主要修正案通常被称为“清洁水法”。处理非点源污染的立法授权主要是1987年修订的制定于1972年的“清洁水法”和“沿海地区管理法”（1990年的重新授权修正案）。其他适用于海水的美国联邦法律是海洋保护，研究和管理法（1972年）和“河流与清洁水域法”（2000年）

EPA于1975年发布了第一个水质条例。这个水质条例于1983年进行了重新修订，目前这个1983年重新修订过的条例正在使用。这个条例及其依据文献，通过使用特定污染物以及生物排放废水和水源的数值标准，为控制污染物提供指导。

水质的保护试图通过这些标准及标准的实施，来达到有指定用途的特定水体的水质目标。“清洁水法”描述了水质标准的用途类型：公共供水，鱼，贝类和野生生物的保护和推广：娱乐；农业；工业；航海；珊瑚礁保存；码头；地下水补给；含水层保护；水力发电。

1976年，美国环保局颁布了第一个国家水质标准（美国环保局，1976年）。根据1976年的标准，美国系统的发展为各国国家标准的制定提供了指导方针，为一系列重要的化学污染物准备了具体的标准文件。各州遵守这些标准负责制定水质标准和监测。这些标准规定具有指导作用，州或部族标准的执行是合法的。点源污染处，如市政当局，则需要获得国家排放污染物排放许可证，才能将废物排入接收水体。这些规定为“全流失”排放以及个别化学污染物制定了指导方针。Sappington（1999）给出了EPA水质和标准计划历史的总结图。

根据“清洁水法”，EPA已经制定了157项污染物的国家水质标准，以保护水生生物。其使用的这些推荐标准为各国和部落采用水质标准提供了指导。它们完全基于数据和方法判断，不考虑符合标准的经济影响或技术可行性。在颁布标准之前，要求信息公开和评议，各州和部落将在颁布标准的五年内采用新的或修订的标准。

1. 水质标准制定

提出了保护水生生物及其用途的数字国家水质标准的准则（Stephan et al.，1985），其基础是四种可能的不利影响：对动物的急性毒性，对动物的慢性毒性，对植物的毒性，毒性的生物蓄积。其他数据例如累积和延迟毒性信息，气味的减少，生长或繁殖减少以及对行为的不利影响。程序如图1所示。

图1 推导数值国家水质标准（Stephanet al，1985）。

为海洋水生生物及其用途（Stephan et al，1985）制定标准所需的数据是：

• 在至少八个不同科中，至少存在一种动物物种，对其进行合适的急性毒性试验的结果：包括脊索动物门中的两个科，除节肢动物或脊索动物门以外的门中的科，虫纲或对虾科，另外三个不在脊索动物门，以及任何科。
• 在至少三个不同科中，水生动物物种的急性或慢性毒性比例提供了三种情况：至少一种是鱼类，至少有一种是无脊椎动物，至少一种是一种敏感的咸水物种（另外两种可能是淡水物种）。
• 使用盐水藻或维管植物进行至少一次可接受的试验得到的结果。
• 如果可以得到最大允许组织浓度，则用适当的盐水物种确定至少一个可接受的生物浓缩因子。

对贝类，双壳软体动物（蛤蜊、贻贝、牡蛎和扇贝），海胆，龙虾，螃蟹，虾和鲍鱼的胚胎或幼体进行测试的结果应该是：基于具有不完全发育的壳的生物体的百分比加上被杀死的生物的百分比的96小时半最大效应浓度。所有其他咸水动物物种和老年生命阶段的藤壶，双壳软体动物，海胆，龙虾，螃蟹，虾和鲍鱼的测试的急性值应该是基于显示失去平衡的百分比或生物加上固定生物的百分比加上杀死的生物的百分比的96小时半最大效应浓度。

如果现有数据表明，一个物种它生命中的一个（或多个）生命阶段，比同一物种的一个（或多个）其他生命阶段多至少两个抗性因素，则不应该使用更具抗性的生命阶段的数据，因为一个物种只有在所有的生命阶段得到保护的情况下才能被认为没有受到急性毒性的伤害。

对于急性慢性比例，需要慢性或部分慢性毒性试验数据。生命周期毒性试验包括一个物种的两组或多组个体中，每一个对整个生命周期中不同浓度的测试材料的影响。例如，用糠虾类进行的测试应该从小于24小时的幼体开始，并持续到控制中第一次释放中位数的七天。对于鱼类来说，应该使用成熟个体和幼体，成熟的雄性和雌性，每个雌性产的卵，胚胎可育性（用于鲑鱼）和孵化率的生存和成长数据。对于需要一年以上才能达到性成熟的鱼类，可以对生命周期的大部分部分进行部分生命周期毒性试验。幼虫和受精不久的一种鱼类，包含28至32天（鲑鱼的60天后孵化）的胚胎，其早期生命阶段和早期鱼苗发展阶段生存与生长的数据，可用于早期生命阶段毒性试验。

最终的急性值的计算是对已经进行过合适的急性检测的属的急性毒性值中累积概率为0.05的污染物浓度的估计值。如果商用重要物种或娱乐重要物种的值低于计算值，那么该物种值则被用于保护该物种。最后的慢性值被计算为慢性试验的下限和上限慢性极限的平均值。慢性下限是最高的测试浓度，不会导致不可接受的不良反应，而低于此浓度则会产生不可接受的影响。慢性上限是造成不可接受的不良反应测试的最低浓度，并且其中所有高于此的测试浓度也引起这种影响。也可以通过将最终急性值除以急性慢性比例来计算。对于对金属和可能的其他物质进行的急性测试，包括藤壶和幼虫，双壳类软体动物，海胆，龙虾，螃蟹，虾和鲍鱼，可以认为急性 - 慢性比为2。胚胎和幼虫的敏感度可能是生命周期测试的决定因素，所以如果用这种物种的胚胎和幼虫测定被测物种的最低平均急性值，假设急性——慢性比为2 则导致最终慢性值与标准最大浓度相等。

最终植物值通过选择具有重要水生植物物种的测试的最低结果获得。植物值是用藻类进行的96小时试验或用水生维管植物进行的慢性试验的得到的结果。一般认为，充分保护水生动物及其用途的规定也可能会保护水生植物及其用途。如果最大允许组织浓度可用，则计算最终残留值。最终残留值为了避免影响市场化的商业或娱乐性的重要水生物种的浓度和保护野生动物——包括鱼类和鸟类——消费有不可接受的影响的水生生物。这是通过将最大允许组织浓度除以适当的生物浓缩因子（BCF）而获得的最小残留值。最大允许的组织浓度是美国食品和药物管理局对鱼油或鱼或贝类的可食用部分的要求级别，或是基于对慢性野生动物喂养研究中或者长期野生动物实地考察中的生存，生长或繁殖的观察结果而得到的最大可接受的饮食摄入量。

对于鱼或贝类的要求级别，适当的BCF是消费物种可食用部分（十足动物的肌肉，有或没有鱼的肌肉，扇贝的内收肌和其他双壳贝类的总体软组织）的最高几何平均物种BCF。

对于百分比脂质，以相同的被测量过的组织而为人所知的每种BCF，通过将BCF除以百分比脂质将BCF标准化为1％的脂质体。对于鱼油的要求级别，适当的脂质百分比值为100。对于鱼类的要求级别，盐水标准中适当的脂质百分比值为10。

从上述可以得出国家水质标准：

• 标准最大浓度=最终急性值的一半。
• 标准连续浓度=最终慢性值，最终植物值和最终残留值中的最低值。

标准最大浓度是为了防止短期的接触污染物，标准连续浓度是为了防止持续性的污染物暴露。进行完整的和合理的最终审查，然后公布规定征询公众意见，并在定稿之前进行同行评议。

如果某特定物质四天的平均浓度不会超过三年内的平均标准持续浓度，一个小时的平均浓度不超过三年以上的平均标准最大浓度，则认为盐水生物及其用途没有受到不可接受的影响，

当足够的数据可用于显示对两种或多种物质的急性毒性与水质特征（例如硬度、盐度、pH值等）相似时，应考虑这一关系，并计算最终的急性方程而不是最终的急性值。如果物质对水生动物的慢性毒性已被证明与水质特征相关（如盐水动物的盐度或颗粒物），则得出最终的慢性方程。

EPA已经公布了许多污染物的水质标准，并提供了总结表（US EPA，1999;http://www.epa.gov/ost/pc/revcom.pdf）；表1给出了一些例子。

表一 国家水质标准实例（美国EPA,1999）

有关毒性数据（ECOTOX）的汇编，请访问www.epa.gov/ecotox；包括水生和地面数据。ECOTOX数据库是查找水生生物，陆生植物和生活中的单一化学毒性数据的有效来源。ECOTOX集成了三种毒理学影响数据库：AQUIRE（水生生物），PHYTOTOX（陆生植物）和TERRETOX（陆生野生动物）。系统每季度更新一次，包括相关文件。这些数据库是由美国环保署研究和开发署办公室的中大陆生态司创建的。

环保署已经认识到，由于现场的物理和/或化学特性以及给定地点的生物物种的敏感性，国家水质标准可能无法准确反映地点特定条件。因此，EPA制定了获得特定场地水质标准的程序（US EPA，1994a）。场地特定的标准是通过监管允许的，并受EPA审查和允许。例如，国家有权酌情调整金属的水生生物标准，以通过使用水分效应比来反映地点特定的条件。这是一种用于解决毒性试验的实验室稀释水中的金属毒性与其在现场水中的毒性之间的差异的方法。EPA于1994年颁布了关于确定和使用金属水分比的临时指导（US EPA，1994b）。

水质标准用于确定许可的排放限值。国家污染物排放系统（NPDES）许可证计划属于“清洁水法”，要求所有的将水排入美国水域的排放源取得NPDES许可证。污染物包括人类废物，来自水处理的底层食物，洗衣和沐浴水，有毒化学物质，油和油脂，金属和农药。对于大多数州，许可证由州自己颁发（由EPA授权）; 对于一些州，EPA区域办事处发放许可证。这些许可证适用于航行水域及其支流、州际水域、海洋至200公里和用于州际目的的州际水域（在州际商业中销售的娱乐，鱼或贝类），以及州际商业行业的产业目的。

1. 其他海洋水质计划

1972年的“海洋保护，研究和保护区运动”也被称为“海洋倾倒法”，规定除非经许可证许可，一般禁止海洋倾倒。这包括从美国运送为了海洋倾倒的材料。从任何地方运送为了通过美国机构或美国船只进行海洋倾倒的材料，以及从美国境外运送倾倒到美国领海

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