近年來(lái)我國(guó)水質(zhì)量整體改善，但全國(guó)采用統(tǒng)一的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)易導(dǎo)致不同地區(qū)水體欠保護(hù)或過(guò)保護(hù)。美國(guó)擁有相對(duì)完善的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)體系，在綜述了美國(guó)溶解氧基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)制定體系的基礎(chǔ)上，初步分析了我國(guó)溶解氧標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)存的不足及美國(guó)溶解氧標(biāo)準(zhǔn)制定對(duì)我國(guó)的啟示。美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局通過(guò)分析不同溶解氧暴露情況對(duì)水生生物的影響，針對(duì)淡水和海水兩種棲息地環(huán)境，對(duì)冷水和溫水物種及其不同生活史階段分別制定溶解氧基準(zhǔn)值。美國(guó)各州參照溶解氧基準(zhǔn)，考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)、反降級(jí)政策等因素，在不同時(shí)間和地點(diǎn)分別制定了保護(hù)指定水體功能的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值。我國(guó)現(xiàn)行的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值，主要參考國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定，缺少對(duì)我國(guó)溶解氧背景濃度和水生生物溶解氧敏感性的基礎(chǔ)研究。為制定符合我國(guó)國(guó)情的溶解氧基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，需在綜合考慮我國(guó)氣候、地理?xiàng)l件等自然因素對(duì)溶解氧影響基礎(chǔ)上，開(kāi)展水生生物對(duì)溶解氧敏感性、棲息地環(huán)境對(duì)物種及溶解氧濃度影響的相關(guān)研究工作，并綜合考慮反降級(jí)政策，防止水體進(jìn)一步惡化。

我國(guó)溶解氧標(biāo)準(zhǔn)在借鑒國(guó)外水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定。我國(guó)幅員遼闊，地形復(fù)雜、氣候多樣，南北水體飽和溶解氧差異顯著，全國(guó)采用統(tǒng)一的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)易導(dǎo)致不同地理氣候區(qū)域水體的欠保護(hù)或過(guò)保護(hù)。近年來(lái)我國(guó)水環(huán)境質(zhì)量總體呈向好趨勢(shì)，正邁向生態(tài)文明建設(shè)的新階段，為有利推進(jìn)生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)，現(xiàn)急需通過(guò)科學(xué)的方法制定符合我國(guó)國(guó)情的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的精準(zhǔn)保護(hù)。美國(guó)從20世紀(jì)40年代開(kāi)始探索建立水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)形成一套較為完善的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)體系。美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局(US EPA)制定國(guó)家層面的溶解氧基準(zhǔn)，各州參照溶解氧基準(zhǔn)結(jié)合具體水體功能制定溶解氧標(biāo)準(zhǔn)，并定期(三年一次)對(duì)溶解氧標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審查和修訂，US EPA最終審批并監(jiān)督實(shí)施。該文通過(guò)系統(tǒng)梳理美國(guó)溶解氧基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)制定體系，對(duì)比分析我國(guó)溶解氧標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)存不足，初步提出美國(guó)溶解氧標(biāo)準(zhǔn)制定對(duì)我國(guó)的啟示。

1美國(guó)溶解氧基準(zhǔn)

溶解氧基準(zhǔn)是指對(duì)水生生物產(chǎn)生可接受影響的最低溶解氧濃度，是溶解氧標(biāo)準(zhǔn)制定的理論依據(jù)。美國(guó)現(xiàn)行的溶解氧基準(zhǔn)包括1986年US EPA發(fā)布的淡水溶解氧基準(zhǔn)和2000年發(fā)布的海水溶解氧基準(zhǔn)。根據(jù)水生生物對(duì)溶解氧敏感性的不同，分別探討了溶解氧對(duì)冷水生物和溫水生物及其不同生活史階段生長(zhǎng)和生存的影響，制定了淡水和海水溶解氧的慢性基準(zhǔn)值和急性基準(zhǔn)值。

US EPA針對(duì)冷水魚(yú)和溫水魚(yú)的早期生活史階段和其他生活史階段，分別制定了溶解氧基準(zhǔn)值(見(jiàn)表1)。冷水魚(yú)被認(rèn)為是鮭科魚(yú)類或與鮭科魚(yú)類的溶解氧敏感度相似的生物，一般生活在20℃以下水體中。溫水魚(yú)適宜生存的溫度較高，所需的溶解氧基準(zhǔn)值較低。不同生活史階段的魚(yú)類對(duì)溶解氧的敏感度不同，魚(yú)類在早期生活史階段對(duì)溶解氧更敏感，需要制定更高的溶解氧基準(zhǔn)值。為了保護(hù)冷水魚(yú)棲息地常見(jiàn)的昆蟲(chóng)，溶解氧急性基準(zhǔn)值采用4 mg/L，替代鮭科魚(yú)類的急性基準(zhǔn)值3 mg/L。為滿足7 d平均值的要求，限制溶解氧1 d最小值的發(fā)生頻率為每年3次，或?qū)⒗渌~(yú)可接受的溶解氧1 d最小值增至4.5 mg/L，溫水魚(yú)溶解氧1 d最小值增至3.5 mg/L。

基于弗吉尼亞州(Virginia)夏季入海口和近岸海域脊椎動(dòng)物和魚(yú)類的毒理數(shù)據(jù)，US EPA制定了海水(入海口和近岸海域)溶解氧基準(zhǔn)值(見(jiàn)表2)，該值適用于弗吉尼亞州入海口和近岸海域(從低潮線向海域延伸3 m范圍)水生生物的保護(hù)。根據(jù)表2中的公式，各州采用自有的生物毒性數(shù)據(jù)可以推導(dǎo)其相應(yīng)的溶解氧基準(zhǔn)值。海水基準(zhǔn)值分析了在持續(xù)性低氧(大于24 h)和間歇性低氧(小于24 h)兩種暴露方式下，低氧對(duì)水生生物不同生命階段的影響。在持續(xù)低氧暴露情況下，采用處于未成熟和成熟階段水生生物的急性毒性效應(yīng)數(shù)據(jù)，利用毒性百分?jǐn)?shù)排序法計(jì)算得到溶解氧急性基準(zhǔn)值為2.3 mg/L；采用處于生長(zhǎng)階段水生生物的慢性毒性效應(yīng)(4~29 d生長(zhǎng)損失)數(shù)據(jù)，利用毒性百分?jǐn)?shù)排序法計(jì)算得到溶解氧慢性基準(zhǔn)值(4.8 mg/L)；當(dāng)水中溶解氧濃度介于二者之間需要采用幼體增長(zhǎng)階段模型，通過(guò)設(shè)定可接受增長(zhǎng)累積損失(5%)，推導(dǎo)在該濃度下水生生物允許暴露間隔的持續(xù)時(shí)間，以評(píng)價(jià)該棲息地是否適合物種幼體生長(zhǎng)。

在間歇低氧暴露情況下，需通過(guò)低氧狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度，根據(jù)不同階段的公式，計(jì)算得到溶解氧的允許濃度和最大允許天數(shù)，判斷溶解氧的實(shí)際濃度是否達(dá)到水生生物生長(zhǎng)和生存要求。間歇低氧暴露下處于未成熟和成熟階段水生生物的溶解氧基準(zhǔn)值根據(jù)溶解氧在不同時(shí)間(h)造成的死亡率進(jìn)行公式擬合，以CMC(基準(zhǔn)最小濃度值)為終點(diǎn)計(jì)算得到；生長(zhǎng)階段的數(shù)據(jù)與持續(xù)低氧暴露下生長(zhǎng)階段中慢性毒性數(shù)據(jù)來(lái)源相同，利用間歇低氧暴露24 h的生長(zhǎng)損失(為持續(xù)低氧暴露24 h生長(zhǎng)損失的1.56倍)，計(jì)算得到某一時(shí)間內(nèi)總生長(zhǎng)損失小于25%的溶解氧濃度和暴露允許時(shí)間；幼體增長(zhǎng)階段利用生長(zhǎng)階段計(jì)算得到TTD曲線(時(shí)間-死亡率曲線)，將數(shù)據(jù)帶入TTD曲線得到最大日死亡率，再根據(jù)死亡率-允許天數(shù)曲線，得到該死亡率下的最大允許天數(shù)。

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