2美國溶解氧標準

溶解氧標準是參照溶解氧基準制定的保護特定水體功能的標準值，采用溶解氧濃度和溶解氧飽和度來評價，在兩個指標都監(jiān)測的情況下采用更嚴格的值對溶解氧進行評價。美國各州對行政區(qū)內(nèi)水體分段，每段河流具有多種功能，根據(jù)最敏感功能得到對應溶解氧標準值。美國水質(zhì)標準制定的目的是保護魚類和貝類以及野生動物的生存和繁殖，滿足娛樂用水、飲用水供應、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水及航行等功能，并保護下游水質(zhì)。溶解氧基準只考慮了溶解氧對水生生物生長和生存的效應，完全基于實驗數(shù)據(jù)，簡化了環(huán)境要素的影響。溶解氧標準的制定需要分析不同時間和棲息地環(huán)境中水生生物對溶解氧的敏感性，并考慮社會經(jīng)濟等因素。除了保護水生生物外，溶解氧標準還通過實施反降級政策保護特定水體功能。根據(jù)溶解氧標準保護目標的不同，從保護水生生物、保護水體功能和反降級政策三方面來介紹美國溶解氧標準。

2.1保護水生生物

為保護水生生物，溶解氧標準最低限值為4 mg/L，溶解氧飽和度不得超過110%(見表3)。不同環(huán)境生存著不同類型的生物，生物在不同生活史階段的生長代謝狀況不同，對低氧敏感性也不同?；谌芙庋趸鶞?，美國從海水(入海口及近岸海域)和淡水、冷水生物和溫水生物以及物種不同生活史階段三個層次分別制定了溶解氧標準值。海水溶解氧最低標準值為4 mg/L，淡水溶解氧標準值較高，最低標準值為5 mg/L。淡水生物又分為溫水生物和冷水生物，溫水生物的溶解氧最低標準值為5 mg/L，溶解氧飽和度標準為60%；冷水生物的溶解氧最低標準值為5 mg/L，溶解氧飽和度標準為75%。冷水生物敏感的產(chǎn)卵期，溶解氧標準為7 mg/L，溶解氧飽和度標準為75%；冷水生物其他較不敏感的生活史階段溶解氧標準為6 mg/L，溶解氧飽和度標準為70%。

不同地貌、水文、氣候因素導致棲息地環(huán)境各異，隨著時間變化棲息地環(huán)境和物種活動軌跡也會改變，不同時間和棲息地環(huán)境中物種對溶解氧敏感性不同?，F(xiàn)階段水環(huán)境受人類干擾嚴重，不同地區(qū)水質(zhì)差異顯著，需要制定不同的溶解氧標準。如緬因州、紐約州和馬薩諸塞州等地區(qū)根據(jù)棲息地質(zhì)量劃分了水體等級，根據(jù)水體等級分別制定溶解氧標準。針對脆弱的棲息地和敏感物種及其生活史階段，各州制定了符合當?shù)貙嶋H情況的溶解氧標準。

2.1.1 海水溶解氧標準

根據(jù)水文和水質(zhì)因素將海水分為入?？诤徒逗Ｓ騼煞N水體類型。入?？谖挥诤恿飨掠魏痛蠛＝唤缣?，受潮汐影響鹽度變化大，污染較重。路易斯安那州入海口溶解氧標準為4 mg/L，近岸海域的溶解氧標準為5 mg/L。阿拉斯加州近岸海域1米深的表層溶解氧濃度要求大于6 mg/l，入?？谔幨艹毕渌w的溶解氧濃度大于5 mg/L。對入?？?、近岸海域和淡水溶解氧標準值比較發(fā)現(xiàn)，入?？谑荜懙匚廴驹春望}度雙重影響，溶解氧標準值較低，適合耐污型水生生物生存。不同時間入?？谔幊毕\動和生物活動存在顯著差異，因此同一地點不同時間物種對溶解氧的敏感性不同。如華盛頓特區(qū)根據(jù)潮汐時間制定了不同的溶解氧標準值，規(guī)定2月1日—5月31日溶解氧標準瞬時值為5 mg/L，6月1日—翌年1月31日的溶解氧標準瞬時值為3.2 mg/L。根據(jù)不同時間和地點制定溶解氧標準能更有效地保護水生生物，避免過保護或欠保護現(xiàn)象的發(fā)生。

2.1.2 淡水溶解氧標準

淡水溶解氧標準分冷水生物和溫水生物溶解氧標準值，并針對敏感物種的產(chǎn)卵階段制定溶解氧標準值。根據(jù)水流狀態(tài)將淡水棲息地分為河流和湖庫。河流流速大，流量隨季節(jié)變化顯著，在流量過低情況下甚至會出現(xiàn)斷流，無法維持水體正常功能。威斯康星州規(guī)定河流流量低于10年內(nèi)最小7 d的平均流量(7Q10)或者全年平均流量的0.274%(相當于每年一次)，難以維持生物生存繁殖等功能的情況下，可不制定溶解氧標準。密歇根州規(guī)定不同保護目標水質(zhì)標準應用的流量要求：為保護野生動物，設計流量大于10年內(nèi)最小90 d的平均流量(90Q10)；為保護人體健康，設計流量大于諧波平均流量；在氨等物質(zhì)排放的情況下，設計流量大于4個季節(jié)中流量最高月95%時間的流量；實際流量超過設計流量時，溶解氧標準值也應相應提高。水力發(fā)電、閘壩建設等工程導致河流流量進一步減少，溶解氧標準值降低。如水力發(fā)電設施下魚類產(chǎn)卵期(7月15日—10月15日)，愛達荷州制定溶解氧標準瞬時值為3.5 mg/L，顯著低于其他條件下物種產(chǎn)卵期的溶解氧標準值。

湖庫等棲息地環(huán)境水體較深，隨著深度的增加，水體中溶解氧的濃度因氧氣補充減少而降低。在分層情況下，湖庫下層水體植物產(chǎn)氧和大氣復氧能力弱，耗氧速率超過氧氣補充速率，易造成缺氧，因此溶解氧標準只適用于湖庫水體表層或者混合狀態(tài)良好的河流等水體。密西西比州規(guī)定了未分層水體中溶解氧標準的適用范圍：如果水體最大深度小于或等于3 m，溶解氧標準適用于湖庫上層水體(一半深度以上)，否則適用于水面以下1.5 m內(nèi)水體；對分層的水體，將湖庫上層視為未分層水體。愛達荷州對不同水深的湖庫規(guī)定了溶解氧標準的適用范圍：對最大水深小于35 m的湖庫，溶解氧標準值僅適用于水深20%以內(nèi)的表層水體；超過35 m的湖庫，溶解氧標準值適用于7 m以內(nèi)表層水體；溶解氧標準值不適合分層湖庫。

2.1.3敏感物種及其生活史階段

針對冷水魚等敏感物種及其早期生活史階段，需要制定更嚴格的溶解氧標準。在鮭魚洄游期間，威斯康星州規(guī)定溶解氧濃度需保持在自然背景濃度下，阿拉斯加州對溯河產(chǎn)卵的魚類制定溶解氧標準值為7 mg/L。華盛頓州規(guī)定鮭魚飼養(yǎng)和遷徙期溶解氧標準值為6.5 mg/L，產(chǎn)卵期為8 mg/L；鱒魚產(chǎn)卵期的溶解氧標準值也為8 mg/L；而紅點鮭魚產(chǎn)卵期溶解氧標準值高達9.5 mg/L。佛蒙特州規(guī)定鮭魚卵成熟后期和仔魚發(fā)育期的溶解氧飽和度為95%。由于魚類有洄游的習性，尤其是生殖洄游期，在具體時間和地點制定溶解氧標準值是保護敏感物種更有效的措施。羅得島州對魚類早期生命階段所處的不同地點制定了不同溶解氧標準：早期生命在礫石處溶解氧標準值為8 mg/L；在上覆水中溶解氧標準值為5 mg/L。愛達荷州規(guī)定建有水力發(fā)電設施的河段魚類產(chǎn)卵期的溶解氧標準適用的時間為7月15日—10月15日。緬因州魚類產(chǎn)卵期溶解氧標準適應的時間為10月1日—翌年5月14日，溶解氧標準值為8 mg/L。冷水魚產(chǎn)卵期需要較低的溫度，高溫會使得物種敏感性升高，因此高溫條件下應制定更嚴格的溶解氧標準來保護冷水生物。

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