HJ 1260-2022 海洋生物水质基准推导技术指南(试行).pdf

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  • HJ 1260-2022  海洋生物水质基准推导技术指南(试行)

    了解基准推导技术报告的框架及各章节大致内容

    完成上述要求,并经充分征求生态环境管理相关方的意见和专家论证后确定工作方案。

    主要包括数据收集、数据筛选和数据评价3个步

    钢管标准6. 2. 1数据需求

    图2海洋生物水质基准推导数据获取流程图

    HL12602022

    d)污染物对海洋生物的毒性数据。包括试验方法、暴露方式、暴露浓度、试验设计、暴露时间、 毒性效应终点、效应指标、效应浓度等; 受试生物信息。包括受试生物的中文学名、常用名、拉丁名、分类地位、生活习性、栖息地特 征、地理分布区域等; f 对污染物毒性有影响的我国海域水质参数的数据。包括盐度、温度、pH、溶解氧、溶解有机 碳含量等,同时应包含监测时间、监测站位等。 收集数据时可参照使用附录A。

    数据来源主要包括: a)有明确数据来源的国内外生物毒性数据库; b) 经同行评议公开发表的文献或报告; c 国家政府部门发布的相关数据; d) 经专家判断可靠的其他来源数据; e)在基准推导过程中补充测试的物种(参见但不限于附录B)毒性数据。

    6.3.1受试物种筛选

    用于基准推导的受试物种应满足以下要求: a)受试物种一般能反映我国海洋生物(包括浮游生物、游泳生物、底栖生物等)区系特征,能代 表我国河口、沿海或与海洋环境类似的盐湖或盐等自然水体中不同营养级及其关联性,或具 有重要经济价值或娱乐用途; b)受试物种能够被驯养、繁殖并获得足够的数量,优先选择能够从国家级种质资源库、权威学术 科研机构或具有相关资质的机构获取的受试物种;或在某一海域范围内有充足的资源,确保有 个体均匀的群体可供试验; 受试物种对污染物应具有较高的敏感性及毒性反应的一致性; d 污染物对受试物种的毒性效应有标准的测试方法或测试方法较为成熟; e) 受试物种在人工驯养、繁殖时能保持遗传性状稳定; 当采用野外捕获物种进行毒性测试时,应通过专业的物种鉴定准确识别物种,并确保采用的生 物个体未曾接触过目标污染物: g 外来入侵物种不应作为受试物种(参见附录C),除附录C中所列物种外,其他对我国海洋生 态系统有明确危害的海洋生物也不应作为受试物种; h)对于我国珍稀或频危物种、特有物种,应根据国家野生动物保护的相关法律法规选择性使用作 为受试物种; i)微生物(微藻除外)不应作为受试物种

    6.3.2毒性数据筛选

    6.3.2.1毒性数据分类

    筛选时根据不同的毒性效应终点对毒性数据进行分类,主要包括以下类别: )急性毒性数据一般分为生长(体重、体长、生长率、生物量等)和存活(存活率、死亡率) 类,效应指标包括ECs0和LC50等:

    HL1260=2022

    HL1260=2022

    b)慢性毒性数据一般分为生长(体重、体长、生长率、生物量等)、繁殖(孵化率、孵化时门 性别比等)和存活(存活率、死亡率)三类,效应指标包括EC10、EC20、MATC、NOEC、LO1 EC5n和 LCs0等。

    6. 3. 2. 2 试验设计要求

    试验设计一般遵循如下原则: a 试验设计应依据国家或国际标准毒性测试方法(GB17378.7、GB30980、GB/T18420.2、 GB/T21807、GB/T21854、HY/T147.5、ISO10253等),其次可参考其他标准组织或国家的相 关文献,否则应对试验设计进行详细说明; b)试验应设置空白对照组,必要时需设置阳性对照组;应尽量避免使用助溶剂或分散剂,如需使 用,则应设置溶剂对照组,其浓度一般不超过0.1mL/L,且在所有容器中浓度保持一致,同时 助溶剂或分散剂不能对试验结果有显著影响; c)试验组浓度应按照标准毒性测试方法的要求进行设定,急性毒性试验浓度间隔系数(几何级数) 般不超过2.2,慢性毒性试验浓度间隔系数(几何级数)一般不超过3.2; d)急、慢性毒性试验应设置一定数量的平行,平行数量一般按照受试生物标准毒性测试方法的相 关规定执行。

    6. 3. 2. 3 受试物要求

    受试物一般遵循如下原则: a 应明确受试物的准确名称及CAS号,当受试物为无机盐时,应说明试验结果的受试物化学形 态或名称; b) 受试物纯度一般大于95%,否则应进行专家判断,并根据受试物纯度对试验数据进行校正或 采用以受试物表征的实测浓度

    3.3. 2. 4受试生物要求

    受试生物一般遵循如下原则: a 应说明受试生物的拉丁名、开展暴露试验的生命阶段、来源(实验室、养殖基地、野外),野 外获取的应说明获取物种的具体地理位置; b 试验开始前,应将受试生物在试验条件下进行驯养,标准受试生物在别养期间的死亡率应符合 测试方法要求,非标准受试生物的驯养死亡率应≤10%。

    6. 3. 2. 5暴露条件要求

    暴露条件一般遵循如下原则: a)对于高挥发性、易于水解或降解的受试物,应使用实测浓度毒性数据;对于其他物质可以使用 实测浓度或理论浓度数据,但在未使用助溶剂/分散剂或使用理论浓度的情况下,受试物的暴 露浓度应低于其水中溶解度; b)试验系统应符合受试生物的生存特点,水质条件应根据受试生物的生存要求稳定在一定范围内, 溶解氧饱和度应大于60%; C 试验稀释用水应采用过滤后的天然海水或人工海水; d) 毒性试验系统的生物负荷应符合标准毒性测试方法的规定: e 在急性毒性试验期间,一般受试生物无需喂食,糠虾类生物除外; 急性毒性试验可采用流水式、半静态或静态暴露方式,慢性毒性试验一般使用流水式或半静态 暴露方式,微藻一般适合静态或半静态暴露方式:

    g)对于急性毒性试验,微藻的暴露时间一般不大于24h,轮虫一般不大于48h,其他海洋生物(如 大型藻类、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物、脊索动物等)一般不大于96h(详见 附录D中表D.1); 1 对于慢性毒性试验,微藻的暴露时间一般不少于3d,轮虫一般不少于4d,枝角类一般不少于 5d,其他生命周期较短的海洋生物一般不少于7d,生命周期较长的海洋生物一般不少于21d (详见附录D中表D.2)。

    6. 3.2. 6数据分析要求

    数据分析一般遵循如下原则: a)对照组的生长率(如藻类)、死亡率(如鱼类、贝类等)或活动抑制率(如浮游动物)等变化 范围应符合标准毒性测试方法的规定,对照组微藻在72h内的生长率通常不应低于16倍,动 物存活率通常应≥90%; b)应选用与生物生长、繁殖、存活等具有生态相关性的毒性效应终点相关的试验数据,不应使用 与组织、细胞或分子水平等个体以下水平的毒性效应终点相关的试验数据; c)针对不同的效应指标应选择相应的统计分析方法,并详细说明统计学参数,试验结果应具有统 计学意义; d)当同一物种的同一毒性终点试验数据之间相差10倍以上时,结合专业判断剔除离群值,当无 法判断离群值时,弃用全部相关数据: 勺统计方法判断离群值

    6. 3. 2. 7 数据优先性

    判断数据优先性时一般遵循如下原则: a)效应指标:急性毒性数据通常为LCso或EC50,不区分优先性;慢性毒性数据的优先性为EC10 >EC20>MATC>NOEC>LOEC>EC50>LC50; b)生命阶段:对于急性毒性数据,明确报道物种暴露初始生命阶段的数据>未报道物种暴露初始 生命阶段的数据,相对敏感生命阶段毒性数据>相对不敏感生命阶段毒性数据;对于慢性毒性 数据,全生命周期>部分生命周期>单一生命阶段; C 受试物溶液浓度化学分析情况:实测浓度毒性数据>理论浓度暴露毒性数据。 d)暴露方式:流水式暴露毒性数据>半静态暴露毒性数据>静态暴露毒性数据: 对于某组数据,当不同的数据优先性判定原则出现交叉时,一般按照效应指标、生命阶段、溶液 测情况、暴露方式的顺序,结合专家经验综合确定数据优先性,判断为非优先的数据不能用于推导

    对筛选后的毒性数据进行评价,评价内容包括: a)一般使用国际标准、国家标准或行业标准毒性测试方法开展测试; b)对于使用非标准毒性测试方法的测试,所用试验方法应科学合理; c)试验过程和试验结果的描述应详细; d)毒性数据一般应包括幼体等相对敏感生命阶段

    4.2最少毒性数据需求

    用于海洋生物水质基准推导的海洋受试物种应涵盖生产者、初级消费者和次级消费者3个营养

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    以及以下门类中的至少5科8种: a) 微藻或大型藻类(如硅藻、金藻、绿藻、红藻等)中的1科; b) 节肢动物门甲壳类(如对虾科、卤虫科、猛水蚤科、螺赢董科、方蟹科等)中的2科; c 脊索动物门硬骨鱼类(如牙鲆科、鲽科、鲷科、鳗虎鱼科、怪颌科等)中的1科; d 其他生物门类,如软体动物门(如贻贝科、牡蛎科、帘蛤科、鲍科等)、环节动物门(如沙蚕 科等)、棘皮动物门(如长海胆科、球海胆科、刺参科等)、轮虫动物门(如臂尾轮科等)等中 的1科,或是甲壳类和硬骨鱼类中未使用的1科,

    6.4.3.1数据可靠性

    依据数据可靠性评价,将毒性数据分为4类: a)无限制可靠数据:数据产生过程完全符合标准毒性测试方法; 6 限制性可靠数据:数据产生过程不完全符合a)中试验准则,但试验程序翔实、可靠,有充足 的证据证明数据可用; C 不可靠数据:数据产生过程与a)中试验准则有冲突或矛盾,试验设计不科学,没有充足的证 据证明数据可用,试验过程不能令人信服或不为专家所接受; d)不确定数据:没有提供足够的试验细节,无法判断数据可靠性

    6. 4. 3. 2可靠性数据不足时处理方式

    无限制可靠数据和限制性可靠数据可用于推导基准,当可靠数据不满足6.4.2时,应开展相应的生 态毒理学试验补充毒性数据,可以使用但不限于本标准推荐的受试物种(参见附录B)。一般使用幼体 等相对敏感生命阶段的受试物种开展试验,试验方法参见国际标准、国家标准或行业标准毒性测试方法 或文献。

    采用SSD法推导海洋生物水质基准,利用适宜的模型对物种敏感度的分布进行拟合后,计算出能 保护95%生物的污染物浓度,经评估因子外推后获得基准,包括毒性数据预处理、模型拟合与评价、 物种危害浓度确定和基准定值等步骤,推导程序见图3。

    2.1海水水质参数对污染物生物毒性的影响分木

    图3海洋生物水质基准推导程序

    分析并确定影响污染物毒性效应的主要海水水质参数,如盐度、温度、pH、溶解氧或溶解有机碳 等。根据污染物的理化特性和毒性研究结果构建模型,以水质参数或其对数等转换形式为自变量x,以 对应的毒性值或其对数等转换形式为因变量y,进行回归分析,确定水质参数对污染物毒性的影响。当 水质参数对污染物毒性影响显著且影响规律明确时,须建立或利用相关模型对毒性数据进行校正

    7.2.2同效应急性值的

    分物种将ECso作为生长类ATV,将LCso作为存活类ATV,分别代入公式(1)计算各物种的

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    类AVE和存活类AVE

    AVEi..="/ATVi.×ATVik.2×...×ATVi.k.m

    式中:AVE一一同效应急性值,μg/L或mg/L; i一某一物种,无量纲; k一一急性毒性效应种类,一般分为生长类和存活类,无量纲; m一一ATV数量,个; ATV一急性毒性值,μg/L或mg/L。 取生长类AVE和存活类AVE中数值较小的AVE纳入后续计算,如果只获得1个AVE,则直接纳 入后续计算。

    .2.3同效应慢性值的

    对于从同一暴露试验中获得的某物种某个毒性效应的NOEC和LOEC,将NOEC和LOEC代入公 式(2)计算获得该物种该效应的MATC。

    MATC..=/NOEC.*LOEC.

    式中:MATC最大容许毒物浓度,μg/L或mg/L; NOEC 无观察效应浓度,ug/L或mg/L; LOEC一一最低观察效应浓度,μg/L或mg/L; i一一某一物种,无量纲; 某一毒性效应,无量纲。 每类慢性效应(分类见6.3.2.1)作为一类同效应指标用于计算同效应慢性值, 分物种按不同效应类别(生长或繁殖)将慢性毒性数据(MATC、NOEC、LOEC、EC10、EC20和 EC5o等,其优先序见6.3.2.7的规定)作为生长类或繁殖类CTV,将LC50作为存活类CTV,分别代入 公式(3)计算各物种的生长类CVE、繁殖类CVE和存活类CVE

    CVEi,="/CTV. ×CTV.j2 ...×CTV.i.

    式中:CVE二同效应慢性值,μg/L或mg/L; i一某一物种,无量纲; j一一慢性毒性效应种类,一般分为生长类、存活类和繁殖类,无量纲; 一一CTV数量,个; CTV—慢性毒性值,μg/L或mg/L。 如果获得多个CVE,则取最小的CVE纳入后续计算,如果只获得1个CVE,则直接纳入后续计算。

    2.4同效应急性值和同效应慢性值的对数转换

    将纳入计算的AVE和CVE分别取常用对数,得到1gAVE和1gCVE。

    7.3.1累积频率计算

    将1gAVE和1gCVE分别从小到大进行排序,确定其秩次R(毒性值最小的秩次为1,次之秩次为 排列,如果有两个或两个以上物种的毒性值相同,将其任意排成连续秩次),分别计算物种的 曼性累积频率FR,计算方法见公式(4)。

    式中:FR一累积频率; R一毒性值的秩次,无量纲; F频数,指毒性值秩次R对应的物种数,个; N所有频数之和,个。

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    分别以1gAVE和1gCVE作为自变量x,以对应的累积频率Fr为因变量y,利用正态分布模型和逻 辑斯谛分布模型进行SSD模型拟合,拟合软件推荐使用“国家生态环境基准计算软件物种敏感度分布 法”。

    7.4物种危害浓度确定

    依据确定的最优拟合模型,取y值为某一累积频率数值,计算获得对应的x值,则x的反对数( 寸应的物种危害浓度。

    7.4.2危害浓度的种类和用途

    计算的物种危害浓度包括累积频率分别为5%、10%、25%、50%、75%、90%和95%时对应的 期物种危害浓度HC5、HC10、HC25、HC50、HC75、HC90和HC95,其中HCs用于基准定值,其什 害浓度供管理决策参考。

    (5)和公式(6)进行基准外推,分别计算获得

    式中:SWQC水生生物短期水质基准,μug/L或mg/L; SHCs——基于急性毒性数据推导的5%物种危害浓度,μg/L或mg/L;

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    式中:LWQC一一水生生物长期水质基准,μg/L或mg/L; LHCs—基于慢性毒性数据推导的5%物种危害浓度,μg/L或mg/L; LAF一一水生生物长期水质基准的评估因子,无量纲。 AF(SAF或LAF)的数值根据推导基准所用数据的数量、受试物种涵盖范围和数据拟合分布等情 兄综合确定,一般取值为2~5。当有效毒性数据包括的物种数量大于15时,AF一般取值为2;有效 毒性数据包括的物种数量小于等于15时,AF一般取值为3。特殊情况下(如藻类所占比例超过50%、 SSD曲线尾部拟合较差等)由专家判断确定。

    7. 6 基准确定与表述

    基准的确定和表述遵守以下规定: a)按照本标准推导出的水质基准包括水生生物短期水质基准和水生生物长期水质基准; b)结合专业判断,确保水生生物短期水质基准和水生生物长期水质基准分别小于所有重要海洋物 种(经济价值高或生态学意义突出)的最小的AVE和CVE,否则,应以最敏感的重要海洋物 种的最小的AVE或CVE作为短期水质基准或长期水质基准; C 海洋生物水质基准取值依据污染物毒性和仪器检出限等信息综合确定,一般保留2~4位有效 数字,单位为μg/L或mg/L;特殊情况下根据实际情况处理,必要时,可采用科学计数法进行 表达; d)海洋生物水质基准表述内容包括水质基准值、HCs和评估因子,若污染物毒性受海水水质参数 影响,表述内容还应包括与其相关的海水水质参数信息

    8. 1.1方案制定阶段

    通过资料调研、专家咨询等方式确定工作方案,基准推导人员应熟悉本标准。

    8.1.2数据获取阶段

    数据获取阶段的质量保证主要包括以下内容: a)对数据检索人员进行数据检索知识和技能的培训,包括数据的类别、含义、毒性数据库和文献 数据库的使用、数据筛选方法等; 确定数据筛选结果时,全面展示所获得的本标准规定的各类数据信息,并说明数据剔除的方法 和原则以及每类或每条数据被剔除的原因; C 对于影响基准定值的关键数据,至少由2人对数据的来源和可靠性进行核实; d)基准推导过程中,通过补充开展生物毒性试验获取毒性数据时,遵照标准毒性测试方法,并对 试验人员进行培训,包括试验设计、试验过程和结果的质量控制以及对试验结果的统计分析方 法等。

    8. 1. 3基准推导阶段

    基准推导阶段的质量保证主要包括以下内容: a)对基准推导人员进行基准推导方法的培训,使其熟知基准推导的原理并掌握SSD拟合模型软 件的使用方法; b)对于因毒性受水质参数影响而需要进行数据校正的污染物,对不同水质条件下的长期和短期物 种危害浓度以及基准进行对比分析,原则上在相同水质条件下不宜出现长期物种危害浓度或基 准大于短期物种危害浓度或基准的现象。

    质量评价主要包括以下内容: a)基准推导的步骤和方法应完全符合本标准的要求,包括纳入物种的营养级和类群、基准推导方 法和模型等; b) 采用的毒性数据应全部真实、有效、可靠,符合本标准中6.2至6.4的规定,并说明用于基准 推导的每一条毒性数据的测试方法(国际标准、国家标准、行业标准或非标方法)和可靠性评 价结果(无限制可靠数据、限制性可靠数据); c)补充的生物毒性试验应参照国际标准、国家标准、行业标准毒性测试方法或文献开展,试验结 果具有统计学意义且符合测试方法中试验有效性的相关规定,并充分展示试验质量控制和有效 性评价结果。

    对基准推导过程中的不确定性进行定性分析,不确定性的产生涉及数据获取、模型选择、基准找 目关步骤,具体包括但不限于数据来源、检索方案、数据筛选与评价、受试物种的代表性、毒性类 、SSD拟合模型评价以及评估因子取值等。

    基准推导应附技术报告描述基准推导过程,技术报告的主要内容包括概述、国内外研究进展、目标 污染物的环境问题、毒性数据筛选与评价、基准推导、质量评价、不确定性分析、参考文献和附录等, 技术报告大纲和相关要求参见附录E。

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    表A.1数据收集参考

    HJ1260—2022续表数据类别具体指标毒性终点*生长(体重、体长、生长率、生物量等)、繁殖(孵化率、孵化时间、性别比等)、存活(存活率、死亡率)等污染物毒试验结果急性:LCs0、ECso等效应指标*性数据慢性:EC10、EC20、NOEC、LOEC、MATC、ECs0、LCso等效应浓度*效应浓度值和单位毒性数据来源*国内外毒性数据库、自测毒性数据、公公开发表的文献或报告等受试生物名称*受试生物中文学名、常用名和拉丁名生物分类*门、科等生物来源商业购买(野外捕捞或养殖场)、野外采集及地点或实验室培养暴露初始生物生命阶段胚胎、幼体或成体等受试生物暴露初始生物龄期、重量、长度龄期值、龄期单位;重量值、重量单位;长度值、长度单位生物性别雄性、雌性或两性等地理分布栖息地特征、地理分布区域等其他生物生活习性等采样站位所属海域、站位名称、站位经纬度等我国海域采样数据采样时间、采样介质、水体采样层次等相关水质水质参数分析水质参数(温度、pH、盐度、溶解氧和溶解有机碳等)、水质参数值、参数单位、分析方法等数据来源国内外数据库、公开发表的文献或报告等注:带“*”的项目为必填项。15

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    附录B (资料性附录) 中国海洋生物水质基准推导受试物种推荐名录

    中国海洋生物水质基准推导受试物种推荐名

    HL1260=2022

    HL1260=2022

    表C.1部分中国海洋入侵物种名录

    附录D (资料性附录) 海洋生态毒理学试验中暴露方式和暴露时间的一般性要求

    性毒性试验中暴露方式和暴露时间的一般性要求

    表D.2慢性毒性试验中暴露方式和暴露时间的一般性要求

    HL1260=2022

    焊接标准E. 1. 1 文件名称

    《技术报告》名称由基准类别、污染物名称和版本号三部分组成。 示例: 海洋生物水质基准一镉(20××年版)

    E. 1. 2. 1构成要素

    附录E (资料性附录) 海洋生物水质基准技术报告编制大纲及要求

    市政图纸、图集表E.1《技术报告》构成要素及表述规则

    E.1. 2. 2层次编号

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