全面推进生态风险评估势在必行

      苏海磊 吴丰昌

　　随着我国经济快速发展，环境污染问题日益突出，很多地区的生态环境遭遇到严重的环境风险危害，导致各地环境风险管理的压力在不断增大。

　　作为环境风险管理的重要组成部分及科学支撑，生态风险评估是当前环境管理领域中的重点和难点。其主要是评估人为活动引起生态系统的不利改变，帮助环境管理部门了解和预测外界生态影响因素和生态后果之间的关系，最终为风险管理提供决策支持。

　　全面推进生态风险评估，可以提高环境风险防控水平，降低环境风险事件发生频次和危害，为建设资源节约型、环境友好型社会保驾护航。

　　生态风险评估的内涵及发展趋势

　　“生态风险”是指生态系统及其组分所承受的风险，指在一定区域内，具有不确定性的事故或灾害对生态系统及其组分可能产生的作用，这些作用的结果可能导致生态系统结构和功能的损伤，从而危及生态系统的安全和健康。导致生态风险的因素有多种，可能是化学的（如化学物质）、物理的（如土地利用、建筑物建造）、生物的（如外来种、病毒）因素，也可能是自然的因素（如全球气候变化引起的水资源危机、土地沙漠化与盐渍化）。按风险发生与否分为前瞻性和回顾性风险；按风险发生的方式分为突发性和累积型风险。

　　“生态风险评估”（Ecological Risk Assessment，ERA）是环境风险评估的重要组成部分，是指针对潜在的生态风险，利用生物学、毒理学、生态学、环境学、化学、地理学等多学科的综合知识，采用数学、概率论等风险分析的技术手段来预测、评价其对生态系统及其组分可能造成损伤的可能性和程度，并据此提出相应的措施。生态风险评价的目的是为人类活动提供指导，使风险管理者根据风险程度作出合理的环境保护决策。

　　生态风险评价主要有3种类型。

　　一是针对风险源进行的生态风险评价。按照风险源性质可划分为洪涝灾害、水土流失等自然灾害的生态风险评价，化学污染物、重金属等人类活动引起的生态风险评价以及复合风险源的生态风险评价；根据风险源数量可分为单一风险源与多重风险源的生态风险评价。

　　二是针对风险受体的生态风险评价。根据风险受体水平可划分为种群、群落和生态系统的生态风险评价，按照受体数量可划分为单一受体与多种受体的生态风险评价。

　　三是针对生态终点发生的尺度进行划分，可划分为湖泊、河流、河口及整个流域的生态风险评价。

　　生态风险评价是近30年来逐渐兴起并得到发展的一个研究领域。生态风险评价的研究始于上世纪80年代初，目前已经在美国和其他欧洲国家的环境管理中得到广泛应用。上世纪90年代，美国环保局先后发布了《生态风险评价框架》和《生态风险评价指南》，比较系统地提出了生态风险评估的理论方法。上世纪90年代后发展为区域生态风险评估，开始关注大尺度（流域或更大尺度）的生态风险评价，认识到区域环境特征的重要性，强调区域社会、经济、自然环境状况等是区域风险评估的基础。我国的生态风险评价工作起步较晚，虽然做过很多研究性的工作，但是还没有导则参照执行，没有系统地应用于我国的环境管理之中。

　　生态风险评估的难点及体系构建

　　生态风险评估主要包括危害识别、暴露评估、效应评估、风险表征、风险预警和风险决策等几部分。

　　（一）危害识别

　　危害识别是生态风险评估的基础，是评估前认识并确定区域内危险源，查找和描述风险要素的过程，包括风险源识别、风险受体识别、暴露—响应过程识别和生态终点识别等。这一阶段的目标是建立风险评价的目标，确定存在的问题及制定数据分析和风险表征的计划，提供有价值的系统方法，组织关键信息。

　　（1）收集整合有效信息。收集、整合有污染物来源特征、暴露特征、生态系统特征以及生态效应方面的有效信息，并评估信息的质量和有效性，确定重要信息的缺失情况。在此基础上，根据评价目标初步估计风险评价的复杂程度和评价范围。（2）选择评价终点。根据要保护的生态价值和评价目标选择评价终点，考虑生态相关性、评价终点对污染物的敏感性、终点与管理目标的相关性。（3）建立概念模型。在整合有效信息的基础上，对评价终点的污染物、暴露特征和生态效应特征作出假设，综合考虑有效信息数量和质量对风险假设准确性的影响。根据假设建立概念模型框架，包括图框和箭头、用来阐述关系的流程图。（4）制定分析计划。根据概念模型制定分析计划，确定风险评价方案、资料需求、风险分析方法。

　　（二） 暴露评估的内涵及意义

　　暴露评估是指对终点受体的暴露强度以及时空分布进行分析预测，主要包括对暴露介质、途径、强度（如浓度、平均剂量、最大浓度）进行表述，以及时空分布和相关不确定性（如采样的变化、分析的精密度、模型的不确定性）。暴露评估主要有实际测量和模型计算两种途径，首先计算或者测量污染物在各环境中的浓度，然后确定用于风险评估的环境浓度。暴露评估有4个关键组成部分：源的识别与表征，采样、分析和检测，化学物质迁移和归趋的数学模型，化学物质和其它动因的暴露。对污染区域进行暴露评估，应该包括目前存在的暴露以及这一区域将来可能发生的污染物暴露。暴露评估的结果与效应评估一起用于风险表征中，应该说风险评估是暴露评估与效应评估的结合。

　　（三）效应评估的内涵及科学问题

　　效应评估是对暴露之后，估计预测可能产生的生态效应，完成生态效应表征。效应评估的内容是评价生态毒性数据的来源、需求和可获得性，分析污染物的暴露表征结果，研究暴露水平和生态效应的关系（定量剂量效应关系）。效应分析就是剂量决定毒性，确定暴露程度与反应之间的关系。一般而言，效应评估可以通过实验、野外观察以及数学模拟进行。

　　效应评价的关键问题是建立暴露—反应关系式。其可以解决3方面问题：估计某污染物的未来可能风险；估算环境基准；利用暴露—反应关系，结合基准值，可以明确告诉企业、公众和环境管理者这一污染浓度（暴露水平）是否可以接受。建立暴露—反应关系式的方法主要包括4种方式：机理模型、回归模型、统计显著性和内插法。

　　生态风险评估中效应评估的难点主要体现在以下3方面。（1）一般来说暴露—反应关系是非常复杂的，受多种因素影响。时间长短也可以引起暴露—反应关系的变化，如急性毒性暴露值通常大于慢性毒性暴露值，并且存在明显差异。（2）非单调关系。某些污染物的暴露—反应关系不是单调函数，而是存在临界点。如N、P等营养物质，超过临界浓度时可以引起水华，成为污染物。微量营养素如Zn，超过临界浓度时也具有毒性。（3）野外数据的合理利用。基于实验室数据建立的暴露—反应关系式可能无法反映环境真实状况。同样，基于环境样品建立的暴露—反应关系，难以甄别多因素协同作用。因此，野外数据的合理利用非常重要。

　　（四）风险表征的意义及难点

　　风险表征是通过对暴露评估和效应评估综合分析后，对风险进行估计并描述风险大小。风险表征阶段的内容是结合暴露和危害分析的结果，评价生物危害性的发生概率，分析风险评价中的不确定性，阐述各种风险的生态学意义，主要有定性和定量两种形式。

　　风险表征是生态风险评价的最后一个阶段。这一阶段又分为3步：第一步是风险评估，应用分析阶段的结果对暴露和效应数据进行整合并评价相关的不确定性；第二步是风险描述，对一系列支持或反驳上述风险评估的证据进行评价，并阐明对评价目标产生不利效应的重要性；第三步是报告风险，对各种不确定性及假设进行总结，并将结论报告提交给风险管理者。

　　风险表征的难点在于，在确定定量关系时需要大量暴露评价和效应评价信息，以及这些信息的量化程度和可靠程度，需要进行大量的实验、监测和复杂的模型计算。同时，由于各部分都存在不确定性因素的影响，可能导致最终的风险评价结果不可靠。因此，对不确定性的定量化处理是风险评价必须解决的关键技术问题。以种群和生态系统为受体的生态风险表征是风险评价领域的另一个难点。由于生态系统的复杂性，目前尚无一个合适的、可以准确描述生态系统健康状况的指标体系。因此，开发群落和生态系统以上层次生态风险评价的指标体系，建立风险评价标准，发展各种定量评价方法和技术是今后生态风险评价的发展趋势。

　　目前，表征生态风险的方法很多，传统的有商值法和概率风险评价法，被广泛应用于单一污染物的生态风险评价。对于多种污染物共同作用导致的生态危害，大多采用推广风险系数的方法。

　　（五）风险预警和风险决策

　　风险预警是依据风险评估的结果，对生态区域内的已经发生或可能发生的环境事故所造成的环境影响进行分析、预测与评价，确定在环境事故影响下生态系统质量演变的趋势和速度，及达到某一状态的时间等，并按环境管理的需要提出各种警戒信息和相应措施。风险预警是一种主动性的风险管理手段，目的是预防和控制风险。科学有效的风险预警，一方面通过环境管理中的污染控制降低生态风险发生的概率；另一方面，通过环境事故发生后的及时应对降低事故造成的生态风险。目前，我国急需建立相应的风险预警体系来规避环境事故产生的生态损害及风险，增强处置突发性环境事故能力。

　　但是，我国风险预警存在预警模型不够专业科学、指标体系不够完善和统一等问题。我国预警指标多为宏观性指标，不能满足对污染事件的生态预警需求。因此，需要研发预警指标筛选技术，建立科学的指标体系。风险预警模型是准确进行风险预测的关键部分。我国目前缺乏涉及生态系统风险预警的模型，需要加大预警模型的研究力度。此外，还存在环境事故预警平台的研究和应用薄弱，预警技术和设备较为落后等问题。未来，需要针对风险预警指标体系和模型建立进行系统研究，研发预警设备，构建风险预警体系和平台。

　　风险决策是根据生态风险评估和预警结果，完成环境风险评估报告，提出相应管理措施，为风险管理提供直接信息和技术支持。风险决策是一个考虑到调整、修复或恢复的需要和内容的决策过程。通过这一途径，风险评价者向风险管理者报告风险表征结果，参与决策过程，陈述支持决策分析的结果。

　　大力推进我国生态风险评估工作

　　当前，我国的环境形势非常严峻，生态安全面临各种威胁，急需大力推进生态风险评估工作。

　　尤其是在水环境方面，生态安全现状不容乐观，很多地区水污染严重、水生态失衡等较为普遍，整体水环境生态系统非常脆弱，已经威胁到了国民经济的正常运行和人民的正常生产生活，以及经济的可持续发展和国家安全。现阶段，我国急需开展有关水环境质量安全的系统研究，分析水环境存在的主要问题和风险特征，建立和完善科学的区域水环境生态风险评估系统工作，为政府制定切实有效的决策模式和措施，以保障我国水环境生态安全，支撑社会经济的可持续发展。

　　要大力推进生态风险评估工作，笔者建议应结合国家重大水专项风险评估预警项目和国家其他重要项目，从以下几方面进行。

　　第一， 在理念和关键技术上实现突破。应系统研究生态风险评估的理论方法，在引进国外成熟的方法体系的同时，要根据我国的国情进行本土化改造，结合我国的水环境特征，构建适用于我国国情的水环境生态风险评估框架和指南。同时，需要选择合适的评价指标体系，研究适合我国水环境特征的评价模型。

　　第二， 形成技术体系和平台。要系统开展污染物的毒性效应数据研究，在生物体和种群水平上建立污染物的行为和生态毒理数据库。同时，整理已经获得的文献资料，进一步积累污染物的生态毒理研究，开展急需的毒理学研究，为建立全国统一的毒性数据库提供基础。此外，广泛调研污染物在水相、沉积物和水生生物等各环境相中的暴露数据，建设成为可共享的数据库，为风险评估提供基础数据和必要参数。

　　第三， 开展重点流域技术示范和应用。总结国家重大水专项在江苏和辽河重点流域示范区和重点行业应用的成功经验，加强在全国层面的推广和运用。通过加强区域生态方面的大尺度风险评价研究及其在环境管理中的应用，加强生态风险评估与预警的平台建设，将生态风险评估的理论研究充分进行业务化应用，为我国的环境管理提供理论依据和科学支持。例如，研究风险评估在环境责任保险和环境税中的应用，为环境责任保险和环境税的顺利推行提供科学支持。

　　第四，形成完善的相关法律法规。完善的法律体系可以保障我国生态风险评估的顺利进行，为风险评估和环境管理提供法律支撑。同时，要加强水环境风险管理的宣传和普及，增强公众的环境保护和风险管理意识，为我国生态风险评估的开展奠定坚实的群众基础。

　　作者单位：中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室

（责任编辑：李国兆）