环境化学物质风险评估方法与应用
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1.1 化学物质危害性识别

环境风险评估包括危害识别、暴露评估、影响评估(剂量—效应评估)、风险表征的四个阶段,其中危害识别是第一个阶段,也是最基础的一个步骤。化学物质的危害识别即对有一定分子结构的化学物质,由于其固有特性可能产生的不良生态或人体健康负效应的判别。通常针对申报的化学物质,通过可以参考利用的物质固有的物理—化学特性及相关环境毒理学数据,识别出应关注的环境危害性影响。

1.1.1 理化特性识别指标

1.1.1.1 国内外理化性质指标

经济合作与发展组织(OECD)《OECD化学品测试准则》被世界多国采用为开展化学物质测试的指导性文件,经过多次修订、补充,环境中化学物质理化特性的测试准则已由最初的16项增加到了目前的22项。相关欧盟国家出台的REACH法规,包括19项化学物质理化特性的测定方法。在此之前,欧盟有关化学物质理化特性测试主要参照《OECD化学品测试准则》执行。

美国环保局现有的化学物质物理化学性质测试指南是由美国环境保护局的污染防治、杀虫剂和有毒品办公室(OPPTs)提出,主要用于杀虫剂和有毒物质的理化性质的检测,目前共有特性指标25项。

我国在化学物质的环境风险特性检测方面,1990年由国家环境保护局组织相关人员,主要依据 OECD的《化学品测试准则》及美国EPA的相关技术方法文件编著发布了《化学品测试准则》,其中包括16项化学物质理化特性的测试方法,该书在我国的环境化学品风险评估检测实践中发挥了较好作用。2004(第1版)年及2011年(第2版)国家环境保护部化学品登记中心又编著出版了《化学品测试方法》,对原《化学品测试准则》中的内容进行了一些修订补充,如将16项理化特性测试方法增加到了第1版20项,第2版23项。该书中的方法修补也采用了OECD《化学品测试准则》、国际标准化组织(ISO)及美国环保局等机构的一些新增补的化学物质测试方法。当然,我国修补版的《化学品测试方法》书中也有一些生物学效应测试方法的操作科学性表述可能没有原文表述的准确清晰,有待再版提高。针对化学物质和工业用化学物质的理化性质测试,我国于2008年发布了一系列新国标,包含了密度、蒸汽压、水溶性、辛醇—水分配系数、闪点、粒径、可燃性、爆炸性、自燃性等理化性质。国内外化学物质理化参数选择的差异比较如表1-1所列。

1.1.1.2 主要理化性质参数

化学物质因生产和生活过程中的大量接触和使用而不断进入人类的周围环境,在自然生态环境中,化学物质可能引起对包括人类在内的生态系统中的各类生物体产生有害的负作用效应。这种环境化学物质对生态系统产生的危害效应,主要来源于化学物质在环境各类相关介质及对目标生物的暴露浓度、作用方式、时空过程等因素,在物质作用过程中,很大程度上取决于目标化学物质的物理化学特性,或是反映化学物质理化特性的各种表征参数。通常这些参数可大概表述物质在环境介质中的释放(或排放)、迁移、降解(生物降解和非生物降解)、转化、蓄积(生物体和非生物介质中的积累)等特性。

(1)释放

化学物质的物理相状态、相对分子质量、蒸汽压、水/脂溶解度、密度、熔点、沸点、燃点、颗粒物粒度等可用于评估化学物质在环境中释放的程度或可能性。

(2)迁移

蒸汽压、水溶解度、吸附/解吸、液/固体挥发性、配合物形成能力、液/固体密度、颗粒物粒度分布、液体黏度及水溶液表面张力等特性可用来估计化学物质排放到环境以后,在空气、水和土壤等环境介质中的迁移分布状况。

(3)降解与蓄积

化学物质的辛醇/水分配系数、氧化—还原电位、水中离解常数、积累系数、半衰期、降解速率等参数,可用于估测表征化学物质在环境介质中的蓄积和降解等生态效应指标。

除上述指标外,化学物质的一些理化特性参数如熔点、辛醇—水分配系数等在风险评估中较重要,一般包括熔点、辛醇/水分配系数、水溶解度、土壤/沉积物吸附系数、亨利定律常数(H)、蒸汽压、水解作用、光解作用。

(1)熔点

熔点可以指示物质的液态溶解性,也可估计物质在水相中的分布。对于非离子型有机化合物,熔点也能够指示人体通过皮肤吸收、呼吸或采食等途径接触化学物质,产生暴露风险的可能性。

表1-1 国内外化学物质主要理化性质参数及其申报需求比较

续表

(2)辛醇/水分配系数

通常生物体(包括各种生物组织、器官、皮肤、细胞及生物大分子等)本身可看成是亲水性和疏水性组分的结合体,而正辛醇/水体系中的正辛醇和水可相对分别代表生物体的疏水相组分和亲水相组分。因此,正辛醇/水分配系数(Kow)是代表化学物质产生多种生物活性作用(如毒性、积累、降解、迁移等)的一个重要参数而被应用于环境化学物质的多种生态效应的模式估算。

(3)水溶解度

水溶解度(Sw)是影响化学物质生物可利用性和环境行为的重要理化性质之一,对化学物质在环境中的迁移、吸附、富集以及毒性都有较大影响。

(4)土壤/沉积物吸附系数

一般有机碳—水分配系数(Koc)也可称作土壤/沉积物吸附系数,常用来表征化学物质分配吸附或吸着在土壤或沉积物表面的趋势。有机化合物在土壤或沉积物中的吸着行为常存在两种机制:分配作用和吸附作用,通常认为土壤或沉积物对非离子化合物的吸着主要是溶质的分配过程,即非离子有机化合物可通过溶解分配到土壤或沉积物有机质中,经过一定时间达到分配平衡并完成吸附过程。

(5)亨利定律常数(H)

亨利定律常数(H)提供了化学物质在水和空气相之间分布的量值,通常通过蒸汽压和水溶解度这两个独立测定的参数来进行估算。

(6)蒸汽压

蒸汽压一般可指示某种物质转化成气态的挥发性,可以用来估算环境中化学物质的蒸发速率,因此在化学物质的环境暴露的气态传递评价中具有重要作用。

(7)水解作用

水解作用,即化学物质在水中反应发生分解反应,主要可在水中产生原化学物质分子的某些化学官能基团的变化、异构化作用、酸化作用等。水解通常用物质消解速率常数和半衰期(化学物质水解后浓度降低为最初浓度1/2所需要的时间)来表示。通常较易与水作用的小官能基团,如卤甲酸基、酰卤基、小分子烷基氧化物、羟卤基、环氧物、氮氧基等容易发生水解作用。

(8)光解作用

直接的光解作用一般是指化学物质在吸收太阳辐射后发生的光化学分解反应,它可以发生在水体或空气中;间接的光解作用是指化学物质吸收太阳光将能量传递给其他物质而发生的光化学反应。通常速率常数和半衰期提供了水体和空气中光化学转化的信息,可以根据吸化学物质收光谱数据来估算该物质直接光解作用的速率,物质在光化学作用中,光能的吸收主要能产生分子内部结构的基团重排、异构化、氧化—还原反应等分子结构变化。

熔点可以提供有机物在水中溶解性的有用信息,而有机物的熔点和水溶解度由该化学物质的分子间力的强度所决定;若固体分子间作用力较强,则熔点可能较高,化合物分子在水中的溶解度较低。因此,一般非离子有机物固体的熔点可以在一定程度上用来指示水溶解度,且非离子固体的水溶解度在很大程度上依赖于水温、熔点以及固体溶化时产生的摩尔热。一般关注的常是那些在100℃以下熔化的化学物质,因为这些化学物质更易挥发;而在150℃以上才能熔化的固体常具有较高的沸点,因此并不会大量挥发。聚合物和其他一些结构复杂的大分子化合物由于有较高的相对分子质量,通常具有低的挥发性,只是在加热时才分解。有文献报道利用熔点和总分子表面积来准确定量估算多氯联苯类化合物的水溶解度,还有学者通过利用熔点和正辛醇/水分配系数来准确定量估算液体或结晶有机非电解质的水溶解度,有时化学物质的熔点还可以结合其他一些分子的物理化学性质来用定量构效(QSAR)模式估算非离子固体物质的水溶解度等(Yalkowsky等,1979)。

一般lgKow值较高的化学物质由于低亲水性,更容易吸附在土壤或沉积物的有机质上;而lgKow值较低的化合物不易吸附在土壤或沉积物上,通常其更易分配进入环境水体中。研究中可以利用lgKow来定量估算土壤/沉积物吸附系数(Lyman et al.,1982)和化学物质在废水处理中的定量去除率。由于正辛醇/水分配系数是某种化学物质在正辛醇和水中的摩尔浓度平衡比,因此常用来估算水中溶解度(Kenaga等,1980)。对于非离子有机化合物,通常是lgKow越高,水溶解度越低。

化学物质的沸点能够指示某种物质的挥发性,它可以用来估算蒸汽压,而蒸汽压在环境暴露评估中很重要,若无法获得化学物质蒸汽压的测定数据,那么测得的沸点数据可以用来有效估算物质的蒸汽压值。

水溶解度是水解过程的一个重要限制因子,通常化学物质的水溶性越好,则水解越快;有时低水溶解度的物质,尽管其分子结构中具有可水解取代基团也可能实际水解作用较慢;分子结构较相似的两种化学物质其水解的半衰期可能相差较大,可能与物质的水溶解度有关,也可能依赖于实际环境暴露的pH值和温度。有时在缺乏实验数据的情况下,可根据化学物质的分子结构、理化性质,并与已知水解速率的相似物质比较,可进行定量或半定量估算目标化学物质的水解速率(Mabey and Mill 1978;USEPA 1986)。一般当在相同的温度和其他相同的物理状态下,测定获得某化学物质的蒸汽压和水溶解度时,则可以用蒸汽压和水溶解度的比值来计算亨利定律常数,亨利定律常数是化学物质在气相和水相分配的重要指标。

化学物质的物理化学特征指标参数已在环境风险评估中被广泛应用,实践中当短期内无法获得化学物质的物理化学性质测定值时,可采用一些原本来自同系列物质(一般指具不同官能团或取代基团而母体相似的化合物的实验获得的经验性物质分子构效模式(如定量结构—活性相关QSAR、定量结构—性质相关QSPR、结构—活性关系SAR等)进行化学物质的理化特性、生物活性(毒性)等估算,一般计算值可作为初筛性快速评估使用。然而,虽然许多不断发展的模型估算方法有良好的预测性,但应注意到任何经验相关性估算模型方法都可能与实际暴露场景或理论过程有一定程度的不确定性误差,因此,科学准确的化学物质的生物—物理化学特性参数的获得不能仅以模式估算来代替实际的测定数值。

1.1.1.3 理化指标筛选

(1)理化指标筛选原则

环境中化学物质的风险评估应依据实际环境暴露特征,针对不同的风险评估目标对象,合理选择理化参数。一般遵循如下的原则。

①用来确定或提供目标化学物质的成分和物质鉴定的支持信息 如颜色、气味、物理状态、熔点、沸点、密度、溶解度、蒸汽压、pH值等。

②用于鉴别目标化学物质可能对环境中人体健康产生危害的信息 如氧化性、燃烧性、爆炸性。

③直接用于生态风险评估的参数 在不同生态环境区划范围内,进行暴露评估时必须了解化学物质的物理化学性质,如环境蒸汽压、水中的溶解度、土壤吸附/解吸系数等。

④生态风险评估中相关试验时必须掌握的目标化学物质理化特征的资料 有时目标化学物质的一些理化参数作为基础性数据,对于生态风险评估中开展一些相关特性的分析是必要的依据,如为测试某化学物质在水中非生物和生物降解时所需的该物质在水中的溶解度数据,物质的正辛醇/水分配系数可作为基础依据来确定是否要进行生态系统中鱼类、哺乳动物及植物的毒理学研究。

⑤为风险评估中其他试验选择最佳条件提供指导性信息 如通过测定目标化学物质的紫外—可见吸收光谱,可以提供该化学物质易于在自然环境中发生光化学降解的波长范围等参数信息。

(2)理化性质指标

根据环境化学物质风险评估需求和理化性质筛选原则,推荐识别筛选出适用于当前我国环境风险评估的化学物质理化指标见表1-2。

表1-2 理化性质指标识别及测试方法

续表

1.1.1.4 新增指标分析

研究推荐的理化指标体系与目前我国《新化学物质危害评估导则》(HJ/T 154—2004)中提出的理化特性数据要求进行比较见表1-3。

表1-3 理化性质指标比较

比较目前我国《新化学物质危害评估导则》(HJ/T 154—2004)中对申报新化学物质理化性质数据要求,在化学物质风险评估过程中,必要时可增加以下指标。

(1)紫外可见吸收光谱

根据紫外吸收光谱数据,可以判断一个化学物质是否会进行直接的光解。测定目标化学物质的紫外—可见吸收光谱的主要依据是不同结构的化学物质在某些特定波长时对光化学降解敏感有差异,由于化学物质的光化学降解可能发生在土壤、大气及水环境多种介质中,故光谱数据可用来确定是否需要进一步的风险评估试验研究。

(2)水中解离常数

由于化学物质在水中的解离作用对于评价其对自然生态环境的影响很重要,有时物质在水生态系统中的解离作用可影响物质的归趋状态,继而又影响该物质的迁移及转化过程,也可能影响环境土壤及沉积物对目标化学物质的吸附及生物体的吸收效应。因此,化学物质水中解离作用常数是环境风险评估分析中有重要作用的指标参数。

1.1.2 生态毒理学识别指标

1.1.2.1 国内外化学物质危害识别生态毒理学指标现状

继承相关部门的技术管理经验,美国环境保护局(EPA)污染预防和有毒物质办公室(OPPT)负责组织实施了《有毒物质控制法》(TSCA,1976),TSCA为新化学物质投放市场前的评估规定了系统的审查过程原则和一系列应对现有化学物质潜在风险的方法。TSCA的“新化学物质程序”中指出新化学物质在制造或进口前必须提交“生产前申报书(PMNs)”,提出申报的化学物质应包含人体健康响应与生态毒理学信息,并给出了要求提交的环境影响数据的示例。

日本的工业化学物质是依照《新化学物质审查与生产控制法》(简称《化审法》,1973)来管理的。初期该法主要依据美欧发达国家经验,主要为保护人体健康建立了新化学物质的通报和评估体系,并基于化学物质的健康危害性管理其生产、进口和使用。2003年《化审法》修订引入了对生态效应的关注,从2004年开始对提交数据增加了生态效应试验要求。《关于生产或进口新化学物质申报法令(Ministerial Ordinance Concerning Notification Relating to the Manufacture or Import of New Chemical Substance)》以及《关于危害性报告的省政令(Ministerial Ordinance Concerning Reporting of Hazardous Properties)》中提出了关于化学物质生态环境危害性信息要求。

欧盟的化学物质风险管理起步较早,欧共体理事会1967年发布的《关于统一危险物质分类、包装与标识的指令(67/548/EEC)》,从关注化学物质健康危害性,保护人类安全的角度开始实行对化学物质的管理。1979年欧共体理事会对该指令的第六次修订(79/831/EEC),引入了对欧共体国家上市销售的化学物质上市前的测试与申报制度。结合实践和学习美国相关经验,1992年欧共体理事会对指令的第七次修订(92/32/EEC)提出了化学物质风险评估的要求,化学物质管理转为由实际环境暴露驱动,管理模式由危害评估转变为风险评估,包括生态风险和人体健康风险评估。目前执行的《REACH(化学品的注册、评估、授权与限制)》法规不再区分化学物质和现有物质,均提出同样的注册要求,取代了原欧共体近40部较过时的化学物质指令和法规。REACH详细描述了对于化学物质环境危害性信息的需求。

我国国家环境保护总局借鉴美、欧等发达国家先进管理经验,于2003年颁布实施的《新化学物质环境管理办法》,提出了新工业化学物质在生产和进口前的申报登记管理。配套实施的行业标准《新化学物质危害评估导则》中,对化学物质申报所需环境危害性识别数据提出明确的要求。主要发达国家与我国目前化学物质危害性识别的生态毒理学指标汇总,如表1-4所列。

表1-4 国内外化学物质危害性识别生态毒理学指标现状比较

续表

1.1.2.2 生态毒理学指标筛选原则

生物毒理学指标主要包括短期/急性毒性和长期/慢性毒性两大类,同时还应考虑生态系统的食物链不同营养级别对化学物质的生物富集或转换/分解导致的次生毒性;对于水生态系统而言,要关注食鱼鸟类及哺乳动物的次生毒性;对于陆生生态系统,要关注食蚓鸟类及哺乳动物的次生毒性;其中有关哺乳动物长期/慢性毒性,要注意生殖毒性、神经毒性及健康遗传毒性(致畸、致癌、致突变的“三致”毒性)等。

①确定代表性物种,保证数据的完整性 根据目前的环境保护重点和技术水平,对于我国化学物质的生态风险研究与管理现状,主要侧重于水生生态系统及土壤生态系统的风险评估。通常自然生态系统由生命系统和非生命环境系统两部分组成,生态系统中的全部生物物种构成了生命系统。生态毒理学研究中生物指标的选取一般不可能涵盖全部生物物种,应选取一些生态系统中有较广泛分布代表性,且对化学物质的作用反应较敏感的物种作为代表性试验物种,物种的选择要依据实际的生态系统特性而定。主要通过保护代表性敏感生物物种来保护目标生态系统的生物组成结构完整,生态功能安全。

一般对于流域水生态系统,主要水生生物物种组成包括10类:

a.藻类(单细胞低等植物,生产者);

b.原生动物类(最低等动物,单细胞,自养或异养);

c.轮虫类(较小的低等多细胞动物,初级消费者);

d.枝角类(浮游甲壳动物,初级消费者);

e.桡足类(浮游甲壳动物,初级消费者);

f.水栖寡毛类(底栖生物,初级消费者);

g.软体动物(底栖生物,初级消费者);

h.水生昆虫类(底栖生物,初级消费者);

i.鱼类(次级消费者);

j.高等水生植物类(大型植物)。

生物毒理学指标尽可能涉及生态系统食物链各种营养层次上的生物,囊括生产者、消费者、分解者三大功能类群,应注意选取一些对生态系统有显著影响的物种作为标识性物种。

水生生态系统主要关注的生物物种有:水体三个基础营养级别的食物链物种,如藻(生产者)、溞(消费者)、鱼(捕食者);底栖生物物种,如寡毛类(如水蚯蚓)、水生昆虫(如摇蚊幼虫)、软体动物(如贝类);水生高等植物;底泥微生物(分解者)。

对于水生生态效应评价完整的信息应包括包含水生食物链不同营养级的水生生物毒性、生物蓄积、食鱼鸟类和哺乳动物毒性,同时还应考虑污水处理系统的微生物作用,以及沉积物毒性影响等。

陆生生态系统主要关注的生物物种有:陆生植物(如农作物,生产者);土壤动物(如蚯蚓,消费者);土壤微生物(如枯草杆菌,分解者)。

对于陆生生态效应评价,主要针对的是土壤生态系统的生物物种,包含基础食物链的生产者、消费者及分解者三个营养级水平,其次还应考虑经由陆生食物链的次生毒性,指标体系可涵盖生物毒理学和生态效应指标两部分。

②选择标准化试验方法,确保试验数据的科学适用性 对于化学物质的毒理学测试,应注意选择公认性、通用性强的国家或国际组织的标准方法或技术导则开展检测分析,使数据结果有科学的可比性和重现性,一般应在有“合格实验室(GLP)”认可资质的实验室开展相关化学物质风险特征的测试工作。目前主要依据国际上较公认的化学物质测试指南或方法有:OECD化学品测试导则(OECD guidelines for the testing of chemicals,OECD)或美国EPA测试方法(harmonized test guidelines,OPPTS)以及国际标准化组织(ISO)的测试方法,及我国环境保护部门依据相关OECD及美国EPA方法编辑的我国《化学品测试方法》(2013版)。

③选择我国本土有生态学分布代表性的生物作模式试验生物,主要还需关注其生物遗传学特征清楚、易于实验室养殖试验、对化学物质的毒理学测试终点敏感等基本特性。

1.1.2.3 生态毒理学指标

生态毒理学指标涵盖生物毒性指标和环境行为指标两部分。生物毒性指标中,包含水生生物毒性、陆生生物毒性、污水处理厂微生物毒性以及考虑食物链传递导致的次生毒性效应;环境行为指标中主要包含在环境生态系统暴露过程中可能发生的降解、蓄积、吸附/解吸等行为。生态毒理学指标体系框架见图1-2。

图1-2 生态毒理学指标体系框架

根据化学物质风险评估需求和生态毒理学指标筛选原则,识别筛选出生态风险评估中有可 能用到的化学物质生态毒理学指标,包括淡水环境的水生系统、陆生(土壤)系统 、 污水处理厂微生物系统、 环境行为、考虑 食物链传递导致的次生毒性,以及海水水生环境的各项指标,各指标详细信息如表1-5 、表1-6及表1-7所列。

表1-5 淡水环境生态毒理学指标

续表

表1-6 陆生环境生态毒理学指标

表1-7 海水环境生态毒理学指标

1.1.2.4 生态毒理学分级指标

根据我国环境保护部的有关部门在2010年修订颁布的《新化学物质环境管理办法》,对于化学品常规申报,主要依据OECD及欧盟组织相关化学品环境风险管理法规(REACH法规)要求,实施“申报数量级别越高、测试数据要求越高”的原则,提出化学品环境安全管理的四级危害性识别指标如下。

1.1.2.4.1 一级生态毒理学指标

(1)水生生物毒性

①无脊椎动物(如浮游甲壳类)短期毒性——溞类急性活动抑制试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质,不是必须进行此项试验;微溶于水的物质(溶解度为0.1~100mg/L),可考虑再进行溞类慢性(长期)毒性试验——大型溞21d繁殖试验。

②水生植物(浮游植物藻类)毒性——藻类生长抑制试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质,不是必须进行此项试验。

③鱼类短期毒性——鱼类急性毒性试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质,不是必须进行此项试验。

(2)污水处理厂微生物毒性

活性污泥中微生物毒性——活性污泥呼吸抑制试验 考虑暴露,限制条件:物质没有向污水处理厂排放的暴露途径,则不必进行此项试验;不溶于水的物质,若实际暴露不可能对污水处理厂微生物产生毒性,则不必进行此项试验。

(3)环境中的转化:降解性

可生物降解性——快速生物降解试验 限制条件:一般无机物不必须进行此项试验。

(4)环境中的迁移:土壤吸附性

吸附/解吸筛选试验 考虑暴露,限制条件:能够快速分解的物质,不必须进行此项试验。

(5)土壤生物毒性

无脊椎动物短期毒性——蚯蚓急性毒性试验 考虑暴露,限制条件:对于水溶解度低、土壤吸附性能较高的物质,考虑必须进行此项试验。

1.1.2.4.2 二级生态毒理学指标

(1)水生生物毒性

①无脊椎动物(浮游甲壳类)短期毒性——溞类急性活动抑制试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质,则不必须进行此项试验。

②无脊椎动物(浮游甲壳类)急性和慢性毒性——如大型溞21d繁殖试验(慢性毒性)考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质,不必须进行此项试验。

③水生植物(浮游植物藻类)毒性——藻类生长抑制试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质,不必须进行此项试验。

④鱼类短期毒性——鱼类急性毒性试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质,不必须进行此项试验。微溶于水的物质(溶解度:0.1~100mg/L),需要考虑增加鱼类长期毒性试验——鱼类早期生活阶段毒性试验、鱼类胚胎—卵黄囊吸收阶段毒性试验或鱼类幼体生长试验。

⑤底栖动物急性毒性——贝类、底栖甲壳类(虾)、无脊椎动物(水丝蚓)等短期毒性试验 有条件时应依据可能的实际暴露状况考虑进行底栖动物的短期毒性试验。

(2)污水处理厂微生物毒性

活性污泥中微生物毒性——活性污泥呼吸抑制试验 考虑暴露,限制条件:物质没有向污水处理厂排放的暴露途径,则不必须进行此项试验;不溶于水的物质,若评估为不可能对污水处理厂微生物产生毒性,则不必进行此项试验。

(3)环境中的转化:降解性

①可生物降解性——快速生物降解试验 限制条件:一般无机物不必进行生物降解试验。

②非生物降解性——与pH值有关的水解作用 限制条件:不溶于水的物质,不必须进行此项试验;可快速生物降解的物质不必须进行此项试验。

(4)环境中的迁移

①吸附/解吸筛选试验 考虑暴露,限制条件:能够快速分解的物质,不必须进行此项试验;

②水生生物蓄积性试验——鱼类蓄积试验 考虑暴露,限制条件:物质在生物体内蓄积的可能性低时(如lgKow<2),不必须进行此项试验。

(5)土壤有机体毒性

对无脊椎动物短期毒性——蚯蚓急性毒性试验 考虑暴露,限制条件:对于水溶解度低、土壤吸附性能较高的物质(如水中溶解度<1mg/L,lgKoc>3.5等),考虑必须进行此项试验。

1.1.2.4.3 三级生态毒理学指标

(1)水生生物毒性

①无脊椎动物(浮游甲壳类)短期毒性——溞类急性活动抑制试验 考虑暴露,限制条件如下:不溶于水的物质的物质,不必须进行此项试验。

②无脊椎动物(浮游甲壳类)长期毒性——大型溞21d繁殖试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质的物质,不必须进行此项试验。

③水生植物(浮游植物藻类)毒性——藻类生长抑制试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质的物质,不必须进行此项试验。

④鱼类短期毒性——鱼类急性毒性试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质,不必须进行此项试验。

⑤鱼类长期毒性——鱼类早期生活阶段毒性试验、鱼类胚胎—卵黄囊吸收阶段毒性试验或鱼类幼体生长试验等 考虑暴露,限制条件:难溶于水的物质(溶解度<0.1mg/L)的物质,不必须进行此项试验。

⑥底栖动物急、慢性毒性——贝类、底栖甲壳类(虾)、无脊椎动物(水丝蚓)等毒性试验 有条件时,应依据可能的实际暴露状况考虑进行底栖动物的短期与长期毒性试验。

(2)污水处理厂微生物毒性

活性污泥中微生物毒性——活性污泥呼吸抑制试验 考虑暴露,限制条件:物质没有向污水处理厂排放的暴露途径,则不必进行此项试验;不溶于水的物质的物质,若不可能对污水处理厂微生物产生毒性,则不必须进行此项试验。

(3)环境中的转化:降解性

①生物降解性——快速生物降解性试验、固有生物降解试验 限制条件:一般无机物不必进行生物降解试验;对于没有显著快速生物降解能力的物质,进一步进行固有生物降解试验。

②非生物降解性——与pH值有关的水解作用 限制条件:不溶于水的物质,一般不必须进行此项试验;可快速生物降解的物质不必须进行此项试验。

(4)环境中的迁移

①进一步的吸附/解吸试验 考虑暴露,限制条件:若物质和其降解产物能够迅速分解,则不必须进行此项试验。

②水生生物蓄积性试验——鱼类蓄积试验 考虑暴露,限制条件:物质在生物体内蓄积的可能性低时(如lgKow<2),不必须进行此项试验。

(5)陆生有机体毒性

①对无脊椎动物短期毒性——蚯蚓急性毒性试验。

②对陆生植物的短期毒性——植物种子发芽和根伸长毒性试验。

1.1.2.4.4 四级生态毒理学指标

(1)水生生物毒性

①无脊椎动物(浮游甲壳类)短期毒性——溞类急性活动抑制试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质的物质,不必须进行此项试验。

②无脊椎动物(浮游甲壳类)短期和长期毒性——如大型溞急性及21d繁殖试验考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质的物质,不必须进行此项试验。

③水生植物(浮游植物藻类)毒性——藻类生长抑制试验 考虑暴露,限制条件:难溶于水的物质(溶解度<0.1mg/L)的物质,可综合考虑不必须进行此项试验。

④鱼类短期毒性——鱼类急性毒性试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质,不必须进行此项试验。有条件时,应依据可能的实际暴露状况考虑进行底栖动物毒性试验。

⑤鱼类长期毒性——鱼类早期生活阶段毒性试验、鱼类胚胎—卵黄囊吸收阶段毒性试验或鱼类幼体生长试验 考虑暴露,限制条件:不溶于水的物质的物质,不必须进行此项试验。

⑥底栖动物急、慢性毒性——如贝类、底栖甲壳类(虾)、无脊椎动物(水丝蚓)等毒性试验 有条件时,应依据可能的实际暴露状况考虑进行底栖动物的短期与长期毒性试验。

(2)污水处理厂微生物毒性

活性污泥中微生物毒性——活性污泥呼吸抑制试验 考虑暴露,限制条件:若物质没有向污水处理厂排放的暴露途径,则不必须进行此项试验;不溶于水的物质的物质,若不可能对污水处理厂微生物产生毒性,则不必进行此项试验。

(3)环境中的转化:降解性

①生物降解性——快速生物降解性试验、固有生物降解试验 限制条件:一般无机物不必进行生物降解试验;对于没有显著快速生物降解能力的物质,需考虑进行固有生物降解试验。

②非生物降解性——与pH值有关的水解作用 限制条件:不溶于水的物质的物质,不必须进行此项试验;可快速生物降解的物质不必须进行此项试验。

(4)环境中的迁移

①进一步的吸附/解吸试验 考虑暴露,限制条件:若物质和其降解产物能够迅速分解,则不必须进行此项试验。

②水生生物蓄积性试验——鱼类蓄积式试验 考虑暴露,限制条件:若物质在生物体内蓄积的可能性低时(如lgKow<2)时,可考虑不必须进行此项试验。

(5)陆生有机体毒性

a.对无脊椎动物短期毒性——蚯蚓急性毒性试验。

b.对无脊椎动物长期毒性——蚯蚓繁殖试验。

c.对陆生植物的短期毒性——种子发芽和根伸长毒性试验。

d.对陆生植物的长期毒性——高等植物发芽和生长试验。

(6)沉积物中底栖动物毒性

水环境沉积物生物毒性试验——根据实际情况选择适当的试验生物及测试毒性终点指标开展试验。

(7)鸟类长期或繁殖毒性

鸟类繁殖试验如下。

考虑暴露,限制条件:当化学物质具有高生物蓄积性(如富集系数BCF>5000)时,必须要进行此项试验。

现提出的化学品危害性识别生态毒理学指标与目前我国暂实行的《新化学物质危害评估导则》(2010年)中提出的生态毒理学数据要求进行比较分析,如表1-8所列。

表1-8 化学品环境风险评估生态毒理学指标分析

续表

1.1.3 环境危害性分类

对于环境危害性分类,我国目前阶段主要考虑针对水环境危害性分类的标准,即施行《化学品分类、警示标签和警示性说明安全规范对水环境的危害》(GB 20602)的规定要求。

对申报提交的化学物质固有特性数据进行基本判断评价,参照相关规定对化学品进行分类,看其是否属于对水环境具有危害性。依据现阶段相关环境危害性分类规定,化学物质可以分为急性危险第1类、急性危险第2类、急性危险第3类及慢性危险第1类、慢性危险第2类、慢性危险第3类、慢性危险第4类等物质。若化学物质可以分类,则说明该物质属于危险类物质,需要进行进一步的环境暴露评估。