近年來我國水質(zhì)量整體改善，但全國采用統(tǒng)一的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)易導(dǎo)致不同地區(qū)水體欠保護或過保護。美國擁有相對完善的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)體系，在綜述了美國溶解氧基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)制定體系的基礎(chǔ)上，初步分析了我國溶解氧標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)存的不足及美國溶解氧標(biāo)準(zhǔn)制定對我國的啟示。美國國家環(huán)境保護局通過分析不同溶解氧暴露情況對水生生物的影響，針對淡水和海水兩種棲息地環(huán)境，對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。美國各州參照溶解氧基準(zhǔn)，考慮社會經(jīng)濟、反降級政策等因素，在不同時間和地點分別制定了保護指定水體功能的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值。我國現(xiàn)行的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值，主要參考國外發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)制定，缺少對我國溶解氧背景濃度和水生生物溶解氧敏感性的基礎(chǔ)研究。為制定符合我國國情的溶解氧基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，需在綜合考慮我國氣候、地理條件等自然因素對溶解氧影響基礎(chǔ)上，開展水生生物對溶解氧敏感性、棲息地環(huán)境對物種及溶解氧濃度影響的相關(guān)研究工作，并綜合考慮反降級政策，防止水體進一步惡化。

我國溶解氧標(biāo)準(zhǔn)在借鑒國外水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定。我國幅員遼闊，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)域水體的欠保護或過保護。近年來我國水環(huán)境質(zhì)量總體呈向好趨勢，正邁向生態(tài)文明建設(shè)的新階段，為有利推進生態(tài)環(huán)境高水平保護，現(xiàn)急需通過科學(xué)的方法制定符合我國國情的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)水環(huán)境的精準(zhǔn)保護。美國從20世紀(jì)40年代開始探索建立水質(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。美國國家環(huán)境保護局(US EPA)制定國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)對溶解氧標(biāo)準(zhǔn)進行審查和修訂，US EPA最終審批并監(jiān)督實施。該文通過系統(tǒng)梳理美國溶解氧基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)制定體系，對比分析我國溶解氧標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)存不足，初步提出美國溶解氧標(biāo)準(zhǔn)制定對我國的啟示。

1美國溶解氧基準(zhǔn)

溶解氧基準(zhǔn)是指對水生生物產(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)水生生物對溶解氧敏感性的不同，分別探討了溶解氧對冷水生物和溫水生物及其不同生活史階段生長和生存的影響，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針對冷水魚和溫水魚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(見表1)。冷水魚被認(rèn)為是鮭科魚類或與鮭科魚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類對溶解氧的敏感度不同，魚類在早期生活史階段對溶解氧更敏感，需要制定更高的溶解氧基準(zhǔn)值。為了保護冷水魚棲息地常見的昆蟲，溶解氧急性基準(zhǔn)值采用4 mg/L，替代鮭科魚類的急性基準(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~可接受的溶解氧1 d最小值增至4.5 mg/L，溫水魚溶解氧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物和魚類的毒理數(shù)據(jù)，US EPA制定了海水(入?？诤徒逗Ｓ?溶解氧基準(zhǔn)值(見表2)，該值適用于弗吉尼亞州入?？诤徒逗Ｓ?從低潮線向海域延伸3 m范圍)水生生物的保護。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)排序法計算得到溶解氧急性基準(zhǔn)值為2.3 mg/L；采用處于生長階段水生生物的慢性毒性效應(yīng)(4~29 d生長損失)數(shù)據(jù)，利用毒性百分?jǐn)?shù)排序法計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階段模型，通過設(shè)定可接受增長累積損失(5%)，推導(dǎo)在該濃度下水生生物允許暴露間隔的持續(xù)時間，以評價該棲息地是否適合物種幼體生長。

在間歇低氧暴露情況下，需通過低氧狀態(tài)的持續(xù)時間和強度，根據(jù)不同階段的公式，計算得到溶解氧的允許濃度和最大允許天數(shù)，判斷溶解氧的實際濃度是否達(dá)到水生生物生長和生存要求。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)溶解氧在不同時間(h)造成的死亡率進行公式擬合，以CMC(基準(zhǔn)最小濃度值)為終點計算得到；生長階段的數(shù)據(jù)與持續(xù)低氧暴露下生長階段中慢性毒性數(shù)據(jù)來源相同，利用間歇低氧暴露24 h的生長損失(為持續(xù)低氧暴露24 h生長損失的1.56倍)，計算得到某一時間內(nèi)總生長損失小于25%的溶解氧濃度和暴露允許時間；幼體增長階段利用生長階段計算得到TTD曲線(時間-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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