我國持久性、生物累積性和毒性(PBT)化學物質評價研究

王宏，楊霓云，閆振廣，余若禎，王一喆，劉征濤

環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室，中國環(huán)境科學研究院，北京 100012

持久性、生物累積性和毒性(PBT)化學物質是指同時具有持久性、生物累積性和毒性的化學物質;高持久性和高生物累積性(vPvB)化學物質是指同時具有高持久性和高生物累積性，但并不一定證明具有毒性的物質。PBT是比POPs更全面反映當今國際有毒化學品控制的概念范疇。PBT化學物質在環(huán)境中不易降解、在生物體內易蓄積并具有急性或慢性毒性，會對人體和生態(tài)環(huán)境造成更嚴重危害。此外，由于PBT化學物質易通過大氣、水和土壤進行傳輸，影響范圍涉及很遠的地理學范疇或生物世代，而引起世界各國廣泛關注。

本文介紹了世界各國和國際組織對PBT化學物質的鑒別和環(huán)境管理對策，結合我國目前PBT化學物質的環(huán)境管理最新動向，重點探討在我國如何開展PBT化學物質的評價與控制的技術方法和管理對策。

1 國內外PBT化學物質的研究和環(huán)境管理進展

1.1 PBT化學物質的概念來源

國際上較早對持久性、生物累積性和毒性化學物質進行界定的是1978年美國和加拿大共同簽訂的“大湖水質保護協(xié)定”，指出要消除持久性有毒物質向五大湖的排放。其中所稱的持久性有毒物質主要包括DDT，PCB，氯丹，二口惡英和某些有機重金屬化合物等。該類化學品或污染物令人關注的共同特征包括環(huán)境持久性、生物累積性和毒性［1］。1997年美國和加拿大兩國簽訂的“美加雙邊有毒物質控制戰(zhàn)略(Binational Toxic Strategy，BNS)”中首次明確提出PBT一詞，這一戰(zhàn)略也成為美國國家環(huán)境保護局(US EPA)管理PBT化學物質的開端。

1.2 PBT化學物質的鑒別標準

美國［2-3］在20世紀90年代中期開始關注PBT化學物質，并開展了關于PBT化學物質的國家行動計劃。1999年美國有毒化學品控制法(TSCA)第五部分關于新化學物質規(guī)定中給出了PBT化學物質的鑒別標準。1999年加拿大［4-5］制定了加拿大環(huán)境保護法(CEPA)，加拿大環(huán)境保護部的一個部門負責依據CEPA評估優(yōu)先控制化學物質，其中包括加拿大國內物質清單(DSL)的分類和篩選，在DSL項目中，2003年加拿大環(huán)境保護部發(fā)布了相關管理法規(guī)，給出了有關化學物質持久性、生物累積性和毒性的判別標準?！侗Ｗo東北大西洋海洋環(huán)境的奧斯陸-巴黎協(xié)定》(OSPAR 公約)［6］于 1998年生效，OSPAR公約是歐洲在海洋環(huán)境管理中較早提出對PBT化學物質進行管理的海洋區(qū)域協(xié)定。在OSPAR公約框架下基于有害物質的研究作了很多相關工作，其中在2005年工作會議中給出了關于PBT化學物質的判別標準。1997年英國［7］政府開始了關于化學品的評估工作，并成立英國化學品利益相關者論壇(UKCSF)來引導政府縮減工業(yè)化學品對環(huán)境健康產生的風險，1999年英國出臺了英國化學品戰(zhàn)略，提出了化學品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方法，并對環(huán)境高關注類物質(PBT化學物質)給出了詳細的鑒別標準。歐盟［8-11］關于PBT化學物質的評價標準出現于2003年出版的關于化學物質風險評估指南文件中。2006年12月歐盟出臺了《關于化學品的注冊、評估、授權和限制的法規(guī)》(REACH)，該法規(guī)文件附件Ⅷ給出了持久性、生物累積性和毒性物質的鑒別標準。

我國為應對歐盟REACH法規(guī)，出臺了系列化學品安全國家標準，等同轉化了REACH法規(guī)的相關技術內容。其中，GB/T 24782—2009《持久性、生物累積性和毒性物質及高持久性和高生物累積性物質的判定方法》［12］等同采用了REACH法規(guī)附件Ⅷ關于PBT和vPvB化學物質的鑒別標準。世界各國及組織以及我國PBT化學物質的鑒別標準見表1～表3。

表1 各國PBT化學物質鑒別標準:持久性(P)和高持久性(vP)鑒別標準Table 1 Identification criteria for persistent，bioaccumulation and toxic chemical substances:P and vP criteria

表2 各國PBT化學物質鑒別標準:生物累積性(B)和高生物累積性(vB)鑒別標準Table 2 Identification criteria for persistent，bioaccumulation and toxic chemical substances:B and vB criteria

表3 各國PBT化學物質鑒別標準:毒性(T)鑒別標準Table 3 Identification criteria for persistent，bioaccumulation and toxic chemical substances:T criteria

1.3 國內外PBT化學物質的管理對策

1.3.1 美國PBT化學物質的管理對策［2-3］

對于PBT化學物質的管理，美國依據相關法規(guī)制定了消減計劃，盡量減少或消除其在美國境內的生產、進口和使用。同時，US EPA提出了PBT化學物質管理的戰(zhàn)略目標:1)減少目前已識別的PBT化學物質以及潛在PBT化學物質可能對人體健康和環(huán)境安全造成的風險;2)防止新的PBT化學物質進入流通領域;3)減少、消除PBT化學物質的排放，并且促進國際合作以減少全球排放;4)減少美國公眾(尤其是高危人群)對PBT類物質的暴露;5)盡量截斷PBT化學物質通過環(huán)境介質的傳播。

此外，美國涉及PBT化學物質管理的具體行動主要包括:1997年在“美加雙邊控制戰(zhàn)略”中，篩選出12種一級水平的PBT化學物質，被US EPA作為所有PBT行動中需優(yōu)先管理的PBT化學物質。對于廢棄物中PBT類化學物質，US EPA實施了廢棄物中PBT最小化計劃。在《應急計劃與公眾知情權法》下實施的有毒物質排放轉移登記制度建立了有毒物質釋放清單(TRI)，該清單中包含了一些具有持久性、生物累積性和毒性的化學物質。

1.3.2 歐盟PBT化學物質的管理對策［8-11］

歐盟對于PBT化學物質的管理，最初是在現有物質計劃中啟動了一個管理PBT化學物質和vPvB化學物質的臨時性戰(zhàn)略計劃，目的是從IUCLID數據庫中所包含的HPV化學品種識別出PBT化學物質和vPvB化學物質。同時，對于PBT化學物質的篩選，歐盟提出以下戰(zhàn)略目標:1)建立PBT化學物質和vPvB化學物質的鑒別判斷標準以及測試策略。2)根據判別標準及篩選標準，識別潛在的PBT化學物質和vPvB化學物質;對于缺失相關數據的物質，可以利用QSAR進行補充。3)在條例793/93/EEC和指令67/548/EEC框架下，通過額外的測試對PBT化學物質和vPvB化學物質的屬性進行確認。4)對化學品的排放及進入環(huán)境的途徑進行定量的評價，以建立減少暴露的最有效、最合適的手段。5)將必要的管理措施通過委員會立法的形式得以體現。依據歐盟戰(zhàn)略目標，歐盟委員會組織專家、成員國代表以及利益相關方對PBT化學物質進行評價，目前取得了如下成果:1)符合PBT或vPvB或POPs標準的化學物質，27種;2)不符合判別標準的化學物質，66種;3)正在進行評價的化學物質，24種;4)延期評價的化學物質，10種。

此外，歐盟為實現可持續(xù)發(fā)展的目標，于2008年6月1日開始實施《關于化學品的注冊、評估、授權和限制的法規(guī)》(REACH)。在REACH法規(guī)中規(guī)定，化學品申報登記時應提交化學品安全報告，化學品安全報告應包含PBT評價的相關內容。為指導企業(yè)完成化學品安全評估，歐盟出臺了有關化學品安全評估的系列指南文件，其中包括如何完成PBT評價的技術指南。

1.3.3 中國PBT化學物質環(huán)境管理對策

我國目前是POPs公約的履約國，對于POPs物質已經開展了大量的研究和管理工作，管理模式已日臻成熟［14-15］。而對于PBT化學物質的環(huán)境管理，則剛剛進入管理視野，有望在近兩年出臺相應的管理政策。

2 我國PBT化學物質評價研究

2.1 我國PBT化學物質風險管理對策研究

比較分析國內外有關PBT化學物質環(huán)境管理現狀，提出了我國PBT化學物質風險管理戰(zhàn)略目標:1)建立PBT化學物質和vPvB化學物質的鑒別判定標準以及測試策略。2)對于現有化學物質，根據判別標準及篩選標準，識別出潛在的PBT化學物質和vPvB化學物質，同時作為重點環(huán)境管理化學物質進行管理。對于缺失相關數據的物質，可以利用QSAR進行補充。3)對于新化學物質，根據判別標準及篩選標準，結合新化學物質的管理要求，建立適合我國新化學物質PBT評價技術方法，對申報量1 t以上的新化學物質進行PBT評價，通過風險評估的技術要求，盡量避免新的PBT化學物質進入環(huán)境。4)減少、消除PBT化學物質的排放，并且促進國際合作以減少其全球排放。

具體的管理措施:對于具有PBT性質的現有化學物質建議采用優(yōu)先控制污染物名單的方式，將其列入我國重點環(huán)境管理現有化學物質名單中進行管理。對于新化學物質，建議依據《新化學物質環(huán)境管理辦法》的要求，對于申報量為1 t以上的新化學物質，在新化學物質風險評估報告應包括PBT評估內容。

2.2 我國PBT化學物質鑒別標準研究

綜合分析各國有關PBT化學物質的鑒別標準，北美、歐洲以及POPs公約和OSPAR公約中對持久性、生物累積性的鑒別指標雖然存在差異，但差異不大。關于持久性，各國給出的標準有些覆蓋了所有的環(huán)境介質，有些只給出了水環(huán)境介質的要求，對于水環(huán)境持久性的判別，基本以半衰期60 d為界。對生物累積性的判別，各國的判別標準基本相差不超過1個數量級。中國、歐盟和英國規(guī)定 BCF以2000為界，美國要求BCF以1000為界，與歐盟和中國的規(guī)定相差不大(BCF的范圍一般為1.0～1×106［16-17］)。OSPAR 公約要求更為嚴格，認為 BCF大于500即為生物累積性物質。加拿大的要求比較松，認為BCF大于5000才為生物累積性物質。各國在毒性的鑒別要求上有較大差異，美國要求的魚類慢性毒性閾值為10 mg/L，加拿大和OSPAR公約要求為0.1 mg/L，中國、歐盟和英國要求的慢性毒性閾值為0.01 mg/L，相差2～3個數量級。其中美國將中等毒性的物質都納入管理，而中國和歐盟只是將具有極高毒性的物質納入PBT化學物質管理。

通過我國目前已有的PBT化學物質鑒別標準與國外標準比較發(fā)現，我國目前國家標準給出的鑒別標準與歐盟提出的鑒別標準基本相同，涉及了篩選標準和確認標準兩方面的內容，比較全面。毒性指標相較于北美的判別標準相對寬松?？紤]我國化學物質環(huán)境管理特點:目前雖具備了一定的工作基礎，但很多方面還剛剛起步，技術方法、管理體系尚有待完善，故應以“突出重點、平衡兼顧”的思路對PBT化學物質進行環(huán)境管理。目前階段主要參考我國國家標準執(zhí)行PBT化學物質的鑒別，同時結合我國化學物質環(huán)境管理的特點，對國家標準中一些過于復雜和詳細的要求，適當簡化。隨著《新化學環(huán)境管理辦法》(2010年環(huán)境保護部第7號令)以及危險化學品環(huán)境管理相關法規(guī)的實施，通過管理實踐的積累以及基礎研究的拉動，對PBT鑒別標準中的部分指標再進行適當調整，適時建立適合我國PBT化學物質環(huán)境管理的鑒別標準?，F階段我國PBT化學物質鑒別環(huán)境管理標準建議見表4和表5，在篩選標準中只要判別為不具有持久性或生物累積性或毒性，則可判別其不是PBT化學物質，在確認標準中必須同時滿足持久性、生物累積性和毒性或同時滿足高持久性、高生物累積性的判別指標才能確認其為PBT(vPvB)化學物質。

表4 我國PBT化學物質環(huán)境管理鑒別標準建議:篩選標準Table 4 Suggestion of environmental standard about PBT chemical substances in China:screening criteria

表5 我國PBT化學物質環(huán)境管理鑒別標準建議:確認標準Table 5 Suggestion of environmental standard about PBT chemical substances in China:definitive criteria

2.3 我國新化學物質PBT風險評價方法研究

2.3.1 我國新化學物質PBT鑒別標準的確定

我國新化學物質PBT的鑒別建議采用表4和表5給出的篩選性標準和確定性標準進行篩選和最終確認。

2.3.2 我國新化學物質的PBT性質鑒別方法

根據我國《新化學物質環(huán)境管理辦法》以及《新化學物質申報登記指南》(2010年9月)中“不同申報量級，數據要求不同”的要求，同時考慮提供測試數據的難易，提出我國新化學物質PBT性質鑒別的技術方法。詳細步驟如下:

第1步，持久性篩選評價a。評價物質快速生物降解試驗結果，若為可快速生物降解物質，評價結束;若不能快速生物降解，進入第2步。

第2步，持久性篩選評價b。將物質固有生物降解試驗的數據與篩選標準進行比較，如果符合篩選標準，不是P物質，評價結束;如果不符合篩選標準，有可能是P物質，進入第3步。

第3步，生物累積性篩選評價。評價物質的Kow值，若lg Kow≤4.5，不是B物質，結束評價;若lg Kow＞4.5，有可能是B物質，進入第4步。

第4步，毒性篩選評價。評價物質的急性毒性，若L(E)C50≥0.1 mg/L，則不是T物質，結束評價;若L(E)C50＜0.1 mg/L，則為可疑PBT化學物質。

若評價者不想通過進一步的研究確定該物質的性質，則初步將該化學物質判定為PBT化學物質，若評價者希望進一步確認物質的PBT性質，則應進行進一步的確認性評價，進入第5步。

第5步，生物累積性確認評價。評價物質的生物累積性數據BCF值，若BCF不符合確認標準，則不是PBT化學物質，結束評價;若BCF符合確認標準，為B物質，則進入第6步。

第6步，毒性確認評價。1)評價非脊椎動物的慢性毒性，若NOEC≥0.01 mg/L，則檢查致突變性和生殖毒性，若不符合確認標準進入2)，若符合確認標準，為T物質，進入第7步;若非脊椎動物的慢性毒性NOEC＜0.01 mg/L，為T物質，則進入第7步。2)評價魚類的慢性毒性數據，如果 NOEC≥0.01 mg/L，則非 T物質，結束評價，若 NOEC＜0.01 mg/L，進入第7步。

第7步，持久性確認評價。對持久性模擬試驗數據進行評價，若持久性模擬試驗數據不符合確認標準，則非持久性物質，結束評價;若模擬試驗表明符合持久性的確認標準，則該物質同時符合持久性、生物累積性和毒性確認標準，可判別為PBT化學物質。

2.3.3 我國PBT新化學物質的排放表征與風險表征

對于一種新化學物質，如果得出結論認為是PBT或vPvB化學物質，或者它被初步篩選為PBT化學物質(滿足篩選標準)，那么應要求該化學物質的申報者必須為其所有確定的使用建立暴露場景〔ES(s)〕，然后根據構建的暴露場景，對該化學物質進行排放表征，估計申報者實施的所有活動中以及在所有確定的使用期間物質釋放到不同環(huán)境空間中的數量。PBT/vPvB物質的風險表征的目的不在于風險商值的計算，主要是要求申報者應使用在排放表征階段獲得的資料和風險控制措施在其工作場所有效執(zhí)行，或推薦給其下游用戶。這些資料主要用于減少排放量以及建立化學物質的整個生命周期中對人體和環(huán)境暴露的風險管理措施(RMM)和操作條件(OC)。

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