某化工廠消防廢水的生態風險評價

肖軍秦普豐晏麗湯浩

(1．湖南農業大學，資源環境學院，湖南 長沙 410128；2．中國人民武裝警察部隊衡陽市消防支隊，湖南 衡陽 421000)

某化工廠消防廢水的生態風險評價

肖軍1，2秦普豐1晏麗1湯浩1

(1．湖南農業大學，資源環境學院，湖南 長沙 410128；2．中國人民武裝警察部隊衡陽市消防支隊，湖南 衡陽 421000)

在2014年3月某化工廠發生了火災，從而產生了一些消防廢水，本文以此化工廠產生的消防廢水為參考，以消防廢水中的二甘醇，苯酐，丙烯酸，二甲苯，聚酯丙烯酸為主要研究對象，對某化工廠的消防廢水進行生態風險分析，采用急性毒性表征的方法進行生態風險評價，結果表明二甘醇、苯酐、丙烯酸、二甲苯、聚酯丙烯酸酯對撈刀河都存在高風險，所以在化工廠發生火災時應禁止對外排放廢水，集中收集進行處理后排放。

化工廠；消防廢水；生態風險評價

近年來化工廠的火災現象較多，并因此而產生的消防廢水較多，然而在消防廢水中污染物的濃度很高，就會對周圍的生態環境造成影響,可是在這方面的研究卻很少，所以應該引起大家的重視。本文研究對化工災害中所產生的消防廢水對周圍水生生態系統中的水生生物的毒性危害來評價生態風險。

如果生態系統風險評估表明，消防廢水可能會對環境造成嚴重傷害，那么在火災發生之前我們就應該采取措施降低這種潛在的風險。所以我們在建立化工廠時要盡可能地建立一些應急建筑來存儲這些廢水，實現將其轉移處理的目的。這些建筑主要包括：瀉湖、儲水池、堤壩圍堵、集水溝、排水溝等[1]。

1 化工廠消防廢水生態風險評價程序

生態風險評價（ecological risk assessment，ERA）是20世紀80年代發展起來的一種新的環境評價方法，是應用定量的方法來評估各種環境污染物（包括物理、化學和生物污染物）對人類以外的生物系統可能產生的風險及評估該風險可接受程度的一套模式[2]。美國國家環保局（USEPA）[3]于1998年發布了《生態風險評價指南》，其主體部分將生態風險評價分為問題形成、分析、風險表征三個階段。而國內對水生生態的風險評價還在起步階段，殷浩文[4]對水環境的生態風險評價程序作了研究，他認為生態風險評價可分為5個部分：源分析、受體評價、暴露評價、危害評價和風險表征。美國環保局《生態風險評價指南》由于具有較高的概括性而被多數學者采用，是目前全世界廣泛采納的風險評價技術框架，因此，本文選擇其技術評價程序來進行生態風險評價。

2 問題的形成

由于化工廠發生的火災造成了消防廢水的產生，因此化工廠排放廢水對其附近的撈刀河產生了風險，消防廢水中的主要成分是二甘醇、苯酐、丙烯酸、二甲苯、聚酯丙烯酸酯。這個階段本文主要收集各污染物質的相關信息，對它們進行生物毒性分析，確定其評價終點以及建立了其概念模型。

2.1 確定各物質對水生生物的毒性

這個階段主要收集二甘醇，苯酐，丙烯酸，二甲苯，聚酯丙烯酸的相關信息，對它們進行生物毒性分析。

對水生生物毒性的研究，通常情況下采用半數致死濃度LC50表示外源化學物的急性毒性特征。由于二甘醇與苯酐數據的欠缺，本文通過相似物之間的類比得出。

由二甘醇和脂肪酸可生產脂肪酸二甘醇增塑劑，作為聚氯乙烯增塑劑，具有良好的加工性和耐寒性，可代替DBS、DOS，在與DOP、DBP等復配時，可改善塑料制品的耐用低溫性能。所以本文通過二甘醇與DBS之間的相似之處，進行對比得出二甘醇的LC50。

苯酐是一種重要的有機化工原料，主要用于生產塑料增塑劑、醇酸樹脂、染料、不飽和樹脂以及某些醫藥和農藥，所以本文通過苯酐和增塑劑的對比，得出苯酐的LC50。

通過查閱資料可得這幾種物質的水生生物毒性如表1

表1 各物質的水生生物毒性Table 1 The aquatic biological toxicity of various substances

2.2 水環境中生態風險評價的終點以及概念模型的確定

本文以撈刀河里的水生生物中的魚類為評價的終點，建立如圖1的評價模型。

圖1 水中生態風險評價模型Figure 1 The Ecological Risk Assessment Model about water

表3 各污染物質對魚類的風險表征結果Table 3 The results of risk characterization to fish from various pollutants

3 化工廠消防廢水的生態風險分析

3.1 消防廢水中各污染物質的暴露表征

通過現場檢測得到各污染物質的濃度見表2。

表2 各污染物質的濃度Table 2 The concentration of each pollutant

3.2 消防廢水的生態效應表征

生態效應表征是指各污染物質對水生生態中的水生生物的影響閥值，本文以表1中各污染物質對魚類的半致死濃度來表示。

4 生態風險表征

通過對某化工廠消防廢水的污染特征分析可知，該化工企業排放的消防廢水的主要有毒物為二甘醇、苯酐、丙烯酸、二甲苯、聚酯丙烯酸酯，因此本文以它們為對象對撈刀河造成的生態風險大小進行評價。為了準確評價該化工企業排放的消防廢水對撈刀河水生生物帶來的生態風險，本文選擇魚類作為評價目標。首先，通過對撈刀河水中污染物質濃度的測量，得到魚類在撈刀河中各類污染物質的最大暴露濃度；然后根據污染物質對魚類的急性毒性實驗結果，采用平均致死量法計算魚類在不同暴露濃度和暴露時間下的半致死濃度，并根據公式3-1。計算各物質對魚類的風險指數，當Q1＞0.1時為高風險，當Q1＜0.001時為低風險。當0.001＜Q1＜0.1時，則采用慢性毒性指標對污染物質的生態風險大小進行評價。在采用慢性毒性指標對污染物質的生態風險大小進行評價時，首先通過急性毒性—慢性毒性轉換數學模型對污染物質的急性毒性實驗數據進行轉換，得到污染物質對魚類的慢性觀察到未作用的濃度NOEC，最后按照公式3-2計算風險指數，當Q2＞0.1時為高風險，當Q2＜0.001時為低風險，當0.001＜Q＜0.1時為中等風險[9]。

Q1=EECMAX∕LC50（3-1）

Q2=EECMAX∕NOEC（3-2）

通過計算可得各污染物對魚類的風險表征結果如表3。

5 結語

通過采用急性毒性生態風險表征的方法，計算可得，二甘醇、苯酐、丙烯酸、二甲苯、聚酯丙烯酸酯在短時間內對撈刀河近處中的魚類是高風險，是對撈刀河近處中的水生生態存在較大的風險，而我們應該引起足夠的重視，在此消防廢水排放之前，采取一定的措施來降低或避免這樣的風險?？梢栽诎l生火災時，將廢水停止向外排放，全部集中收集到事故池，然后采取相對應的方法來降低各類污染物質在廢水中的濃度，從而減少對撈刀河水體的影響。

[1]高凌.化工火災中消防廢水和化學溢流引發的水生生態危害及其預防措施探討[J].中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集.2006(07).

[2]阮曉紅，宮瑩，宋世霞．淺談洪泛區生態毒理性風險評價[J]．水資源保護，2003，2：11-13．

[3]U.S.Environmental Protection Agency.Guidelines for Eco?logical Risk Assessment[R].EPA∕630∕R-95∕002F,1998.

[4]殷浩文.水環境生態風險評價的原則與應用[J].污染防治術.1995(02).

[5]白麗蓉,陳剛,張健東,周暉,施鋼,湯保貴,黃建盛,表面活性劑SDS與DBS對褐點石斑魚急性毒性研究.安徽農業科學.2008 (07).

[6]翟亞楠.三種增塑劑（DEHP、DBP和TBAC）對牙鲆鰓細胞FG和斑馬魚胚胎的毒性作用研究.中國海洋大學.2013.05.

[7]王朝暉，尹伊偉，陳善文，付翔，頡小勇，段舜山丙烯酸及丙烯酯對水生生物的急性毒性,暨南大學水生生物研究所，2002.10.

[8]國家環境保護總局環境監察局，環境應急響應實用手冊[M]，中國環境科學出版社.北京.2007.3.

[9]梁佳斌，天津市近岸海域生態風險評價方法研究，天津大學環境科學與工程學院，2008.12.

（2016YFC0403001）

肖軍(1986-），男，民族，漢，籍貫，長沙，學歷：碩士研究生，職稱：中級，畢業院校，湖南農業大學，主要研究方向：環境影響評價。