点源放电的处理

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A.问题定义

工业提取地表水(有时是地下水)作为工艺用水或冷却水。虽然工业用水通常不会在数量上发生很大的变化，但通常会发生化学和/或物理上的变化。基本问题是这种改变是否对人类健康和环境有害。工业通常通过管道取水，在使用过程中保持相对良好的密封，并通过管道排放-因此，术语点源排放。尽管排放可能来自多个管道，但侵入水生生态系统的点是很容易识别的。，Land runoff (nonpoint) may occur throughout an aquatic ecosystem in varying quantities and qualities, and all types of discharges together should be considered in developing overall policy.

在制定质量控制程序时，有五个重要的考虑因素，以确保点源排放不会降低其排放到的水生生态系统的生物完整性(这种退化在本文件中称为污染):(1)估计非点源造成的污染的相对百分比和点源排放进入接收系统的总百分比;(2)水生生态系统对扰动的脆弱性和生态系统改变后的估计恢复时间;(3)资源的唯一性;(4)危险估计的可靠性和合理性，即拟议的使用对水生生物和环境造成损害的可能性;以及(5)一个混合区所需的溪流、湖泊等的数量(这里的混合区是指违反现有标准或存在整个系统无法接受的生物效应的区域)。

重要的点源排放包括城市污水处理厂、蒸汽发电厂、化学工业、纸浆和造纸加工厂、石油产品工业和食品加工厂。

制定点源排放政策的主要价值是确保生物参数得到监管机构比现在更多的关注。人类设计的任何仪器都不能测量毒性，只有活的物质才能用于这一目的。这并不是要否认化学/物理参数的重要性，而是要断言生物参数被严重忽视了。专业协会是肯定这一简单事实的绝佳方式。

B.对水生生态系统的影响

在一定浓度下，点源排放可以改变群落和生态系统的以下特性:多样性、养分和能量转移、生产力、生物量、密度、稳定性、连通性、物种丰富度和均匀性。

虽然目前的方法不可能对水生生态系统抵抗由于扰动而造成的结构和(或)功能上的位移的能力(生态惯性)以及在这些特征上的位移一旦恢复的能力(生态弹性)作出精确的预测，但可以利用现有信息对这些潜力作出一些合理可靠的估计。一些生态系统可能在迁移后迅速恢复，甚至可能依赖于一定频率的扰动，以维持所居住的群落，即某些类型的湿地周期性洪水泛滥。其他生态系统可能对扰动具有很强的抵抗力，但一旦在结构或功能上发生位移，可能需要很长时间，往往需要很多代人才能恢复。即使是这种漫长的恢复或恢复，也可能永远不会产生与原始完全相同的生态状况。因此，“康复”一词表示某些可取品质的替换或恢复，可能比“恢复”一词更合适，至少对某些人来说，“恢复”一词意味着回到原来的状态。

因此，生态脆弱性是两个因素的结合(1)抵抗迁移的能力和(2)迁移后迅速恢复到原始状态的某种近似的能力。在对弹性的任何估计中，时间都是一个极其重要的因素，人们应该估计它是需要几年时间，还是比人的一生还要长，还是不太可能，不应该认真考虑;至少就社会需求而言是这样的。无论这些估计多么粗略，总比在新工厂建成之前不进行生态评估要好，因为新工厂将把废物排放到水生态系统中。

也许水生生态系统恢复的最引人注目的证据是泰晤士河口的现状。尽管有意恢复泰晤士河潮汐区完全是为了人类的利益，但对水生生物的相关好处却令人印象深刻。大多数纠正措施是针对改善点源排放，例如，污水处理厂，发电厂。1957年至1958年，格雷夫森德上游68公里的地区没有鱼类，到1973年，这条河已经改善到有80多种鱼类。最近的证据表明，现在在该地区可能发现了90多个物种。虽然并非所有人都是永久居民，但鱼类对该地区的利用已得到实质性改善。美国华盛顿湖的恢复也提供了令人信服的证据，证明点源排放的开明管理的好处。

C.对鱼类、贝类和相关生物的影响

在一定浓度下，点源排放可能改变鱼类、贝类和相关生物的以下特征:生命、繁殖力、生长、视力、游泳速度、平衡、味道、行为、摄食速度、对刺激的反应时间、捕食率、光合速率、产卵季节、迁徙路线和对寄生虫的抵抗力。也许生命物质的任何特性都可以被某种浓度的各种化学物质所改变。有人指出，并非所有环境质量的改变都是有害的。有些不会引起位移，有些则可能被视为一种补贴．理解反应的关键是浓度和生物利用度。进入环境的一些废物储存在环境“下沉”中，如湖泊或河流中的沉积物，这可能会减少许多水生生物对它们的利用。重要的是要确定这种情况何时发生，以及它是否可能是暂时的或永久的生物利用度降低。对于一些水生生物来说，特定的重金属在“微量”量时对它们的健康至关重要，但在高浓度时就会有害。此外，a种化学物质的致死浓度可能不会对b种产生应激症状。最后，有大量证据表明，水质(例如硬度、pH值、温度、溶解氧浓度)可能会影响毒性反应。

一项记录充分的研究描述了印第安纳州拉斐特附近沃巴什河天然鱼类种群中有机污染物的行为，说明了管理点源排放的好处。工业排放下游的鱼类通过直接从河水中摄取，在体脂肪中积累了三氟林(a, a, a-三氟- 2,6 -二硝基-n, n-二-n-丙基-对甲苯胺)。通过理论模型和实验室试验准确预测了鱼体内的稳态浓度。估计的生物浓缩因子从金红马的1800到索格马的5800不等。在安装了改进的废物处理系统后，用活性炭去除废物流中的氟乐灵，河流鱼类中的残留物迅速减少。碳处理开始八周后，发现鱼体内氟乐灵的负担显著减少。

D.需要采取的行动

任何工业的管理计划都应在其选址评价中包括生态脆弱性，并使这些因素成为选址时的一个重要考虑因素，但当然不是唯一考虑因素。除非认真考虑两个或两个以上的场址的生态脆弱性以及相对于有充分记录的其他考虑的权衡和成本效益分析，否则这样的计划将毫无意义。从长远来看，渔业生物学家将受益于提BOB国际体育供加快这一过程所需的信息和方法。对于不可避免的反对意见，即我们的知识不足以精确地作出这些估计，只有两个可能的答案:(1)在我们尝试之前，它们不会变得更好;(2)由一个知情的渔业生物学家作出的粗略估计，将比一个完全无知的人做出的估计要好。BOB国际体育

一个新的产业已经对几个备选地点的生态脆弱性作出了估计，一旦选定了一个特定地点进行建设，它就会把这一信息作为设计后续方案的基础。后续方案应包括三个主要内容:(1)确定目前的生态条件并确定其正常可变性，(2)对预计从工厂排放的废物进行危险评估，以及(3)建立生物监测系统，以确保以生物上可接受的方式维持理想的水条件。

生态基线条件的建立

对大多数生物学家来说，基线条件的建立意味着现有物种的清单。一份清单是有用的，但证据应该远远不止于此。研究应包括重要物种的补充率信息和一些重要功能的估计，如碎屑处理等。本文档的范围限制了列出可能使用的所有标准和方法。然而，人们应该认识到，无论是资源、资金还是人员都不够丰富，不可能包括文献中提到的每一种方法。必须广泛选择方法，并运用正确的判断。成本是一个明确的因素，研究团队的负责人必须运用非凡的判断力，以确保以最有效的方式获得对做出合理决策最有用的信息。必须建立至少一个参考站或控制站，而且可能要使用一个以上。群落结构和功能特征以及化学和物理参数都应成为信息库的组成部分。

关于国家污染物排放消除系统(NPDES)许可证、有毒物质控制法等的讨论超出了一份政策声明的范围，但本文件中提到的考虑因素在其实施中是重要的。

风险评估

危害评估包括确定水环境中实际预测的化学品浓度的风险或损害概率。旨在评估对水生生态系统的风险的危害评估需要证据，以便对以下方面做出科学判断:(1)毒性-在特定时间内以特定浓度暴露于特定时间后将对生物体或群落产生有害影响的化学物质的固有性质;(2)环境浓度-由所有点和非点来源经生物、化学、化学和化学物质修改后的实际或预测浓度以及作用于环境中的化学物质及其副产品的物理过程。“安全”浓度是指风险可接受的浓度，或者换句话说，益处(当然不全是生物学上的)明显超过风险的浓度。同样，这份文件的长度使得排除可能要做的事情成为必要。

点源排放对水质造成生物危害的最好证据是直接观察。然而，这并不令人满意，因为预防影响比记录影响的发生更可取。因此，预防损害计划的重点将是实验室毒性测试，旨在预测在大范围浓度下的影响，当然，包括根据不同季节的排水量和河流流量估计的影响。这些毒性试验的频率应由以下因素决定:(1)点源排放的质量和/或数量的可变性程度;(2)接收系统中流量和水质的变化程度。应该鼓励更广泛地使用这种预测能力;(3)与接收水混合后，废物浓度与产生显著不良生物反应的浓度的接近度。

应及时对预期的植物废物进行毒性试验，以影响废物处理系统的设计。这些试验应以试验废物或模拟废物进行，不得推迟到最后处理系统建立并开始运作为止。生物信息必然影响废物处理系统的设计。

生物监测系统

定义:

调查:在短时间内从一个站(或多个站)采集一组标准化观测数据(或重复样本)以提供定性或定量描述性数据的一种操作。

监测:为及时提供一系列观察而进行的有系统的持续调查方案。

监控:进行监察，以确保符合先前制定的标准。

如果没有系统地尝试确定这些估计是否正确，仅估计点源排放对生物群的影响是不够的。这就是生物监测的本质。没有直接来自维持质量的系统的信息反馈，任何质量控制系统都无法正常运行。由于质量控制系统的主要目标是保护生物群，包括渔业，因此必须使用与这一需要有关的一些生物参数。因此，一个谨慎的废物控制工程师不会完全依赖化学-物理参数来保护接收系统中的生物群，因为(1)某些化学物质在低于目前分析能力的浓度下具有有害的生物效应，(2)某些化合物与其他化合物协同作用，使它们的综合效应远远超过它们各自的添加毒性，(3)毒性反应强烈地受到水质的调节，因此德克萨斯州硬水中的锌对蓝鳃翻车鱼的毒性与东部沿海流域的软水中的毒性有本质上的不同。水质不仅随区域变化，而且随季节变化，甚至随日变化。因此，尽管废水的浓度可能保持不变，但毒性可能会因为水质的变化而变化。另一方面，化学-物理证据也不能被忽视，因为如果没有这种证据，就不能准确地确定是什么引起了不良的生物反应。

非生物学家必须认识到，试图仅从化学物理信息来确定生物反应是徒劳的。生物学家必须与那些研究化学物质在环境中的作用和分布的人密切合作，因为如果没有化学物质的转化、降解、重组、分配等方面的信息，生物学证据的用处就会比与后者相结合时小得多。

E.生物学家的职责

上述是对点源排放者责任的一般性描述，目的是提供证据，以增加点源排放者不会危害接收系统中水生群落的可能性。通过支持点源放电的这些责任，生物学家获得了他们自己的一些责任。点源排放者要充分履行其保护水生生物的责任，生物学家必须履行三个主要责任:(1)确定最适合用于保护水生生物群落的生物参数，(2)确定最适合进行这些测定的方法和程序，以及(3)确定进行这些测量的人员的资格，即认证。选择适当的标准以保护水质和栖息在水生态系统中的水生群落，最好由从事这类活动的专业人员来执行。如果他们未能履行这一责任，指望行业或法院为他们履行这一责任是不合理的。

一旦这些标准或参数被选定，生物学家再次处于最佳地位，作为一个职业来认可那些最适合进行这些测量的方法，即开发标准方法。如果生物学家逃避这一责任，而不合格的人开发了这样的标准方法，那么生物学家将被要求花费时间和精力与不合适的方法作斗争，而不是直接帮助保护环境。由于美国测试与材料学会和美国公共卫生协会已经有了公认的标准方法生产系统，AFS会员通过这些组织参与标准方法的开发将是最有效的。

未来的行动

除了AFS的政策声明外，其他措施将是适当的:

鼓励建立国家水生生态系统基线信息库。这不应该被解释为呼吁更多的出版物，而是增加由行业、州和联邦机构等收集的信息的可用性，但主要保存为“内部”文件。

通过帮助在实验室条件下维护和培养其他物种，帮助扩大适合实验室生物分析的物种阵列。

建立一种与用于哺乳动物试验的“小白鼠”类似的“标准”基因统一的鱼类参考品系。这不必是上面列出的物种，甚至不必是本地物种。它是一个可靠的“标尺”，可以与其他结果进行比较。

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