PBT物质危害评估与环境管理发展概况，本文主要内容关键词为：环境管理论文,物质论文,发展概况论文,PBT论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
前言
随着化学品环境管理在全球范围内的不断完善和加强，易燃易爆、腐蚀性、剧毒性等环境风险显著的化学品已经得到较好的管理和控制。近年来随着化学品环境管理技术的增强和人们对环境质量要求的不断提高，一类具有持久性(persistent)、生物蓄积性(bioaccumulative)和毒性(toxic)化学物质(统称为PBT物质)日益成为化学品环境管理关注的焦点。这一方面是由于PBT物质可在环境中长期存留且在包括大陆、沙漠、海洋和南北极地区在内的全球范围扩散，同时沿着食物链能流传递并富集，对高营养级生物产生致癌性、致畸性、内分泌干扰性、生殖毒性、免疫毒性等多种危害，而且这些危害一旦出现很难逆转；另一方面是由于PBT物质暴露具有低剂量、长时期和潜在性的特征，其致毒与暴露之间的关系往往难以预测，常规的试验/检测方法也无法快速有效地确认PBT在环境中的“安全”浓度，因此给PBT物质的识别和管理造成障碍[1]。
鉴于PBT物质环境危害的严重性和特殊性，欧美等发达国家早在20世纪80年代就将其列为重点环境关注类物质，同时启动了独立的系统化理论政策研究。目前，欧盟REACH法规和美国《有毒物质控制法》(TSCA)均已将PBT物质作为重要的管理对象，制定专门的管理程序和方法对其实施禁用、严格限用或登记许可制度，且均已筛选出PBT物质清单。随着识别、管理技术的不断提高以及新化学品的不断涌现，欧盟和美国都在持续更新PBT物质清单并不断完善相应的管理措施[2－3]。而在中国PBT的环境管理仍处于起步阶段，并没有根据中国实际情况而制定的系统标准体系和专门的管理措施，这一现状短期内将使中国为数众多的化工企业难以应对REACH、TSCA等化学品贸易壁垒而丧失年均近百亿美元的海外市场，甚至引发污染越境转移的后果；同时，这一管理监督政策措施的缺失在长期内必将严重危害中国民众的身体健康、损害中国的生态环境安全。
建立PBT管理系统的首要步骤即是识别、评估PBT。欧美已公布的PBT物质清单显示，PBT物质包括有机氯农药、多氯联苯(PCBs)、多氯萘(PCNs)、氯链状烃类化合物和溴化阻燃剂、多环芳烃、金属以及金属化合物(如三丁基锡TBTs)、邻苯二甲酸盐等多类化学品[4－5]。中国是全球化学品生产和消费大国，境内生产和使用的化学品已多达45000多种，年均销售额占全球总销售额的15％左右。目前，中国仍在广泛生产和使用发达国家已普遍禁止或限制生产和使用的多种PBT物质，这些化学品进入环境后，会对生态系统及人体健康构成潜在、长期的危害影响。此外，每年还有100多种新化学物质在中国申报生产、进口。由于新化学物质具有“性质不清、危害不明；层出不穷、品种多样；科研产品、市场商品”等特点，如果不能从新化学物质中及时有效地筛选出潜在PBT、建立良好的市场准入制度，那么将会有更多的PBT潜入人体和环境中去，不断增加人体和环境的负荷。
为此，借鉴发达国家的先进技术和经验，推进PBT识别技术的发展，探索适用于中国环境管理实际情况的PBT管理政策已是当务之急。本文在充分解读欧盟和美国PBT管理策略和关键技术的基础上，对中国开展PBT管理提出了构想和建议，旨在为中国PBT专项环境管理提供一定的借鉴，为中国化学品环境管理体系的进一步完善奠定基础。
1 PBT环境管理策略
为了保证本国化学品市场的安全，美国和欧盟均对PBT设立了专门的环境管理程序，以成熟的PBT评价标准和筛选程序为依据，一方面不断从现有物质中筛选PBT物质，根据其排放和暴露情况采取必要的限制或禁止生产、使用或进口的管理措施；另一方面从新化学物质中识别潜在PBT物质，从源头上杜绝新的污染物进入环境。
欧盟REACH根据持久性、生物蓄积性的大小将PBT物质中持久性、生物蓄积性较高的称为高持久性和高生物蓄积性物质(vPvB)。对于PBT/vPvB，欧盟REACH严格规定化学品生产、进口、使用前均须向欧洲化学品管理局(ECHA)提供化学品安全测试报告(CSR)，其中PBT/vPvB评估即是CSR中必不可少的一项内容。一旦化学品被判定为PBT或vPvB，则该化学品即成为高关注物质(SVHC)而列入附录XIV，须进一步得到欧盟委员会的授权后方可生产、进口或使用。欧盟在改进PBT/vPvB物质评价标准和测试技术的同时，根据已有数据或者使用QSAR等预测技术进行PBT/vPvB物质筛选，成立专门的“PBT和vPvB物质识别工作组”，对潜在的PBT/vPvB逐个进行详细的评估，定性评估污染源、进入环境中的主要排放途径，建立最合适和有效的措施最大限度减少人体和环境的暴露，必要时还可进行专项立法[2,6]。
美国TSCA法案要求预进口、生产或投入新用途的化学物质需由相关企业提前90天向EPA提交PMNs(premanufacture notice，生产前通知)。PMNs要求提供化学物的持久性、生物蓄积性及毒性方面的数据，然后由EPA根据TSCA 5(e)条款的相关标准，判定该化合物是否为PBT。若该化合物具有持久性、生物蓄积性和毒性，根据TSCA 5(e)规定，EPA有权禁止或限制该化学品的生产、进口、加工、商业经销、使用或处置[4,7]。同时，根据事故应急和公众知情法案(Emergency Planning and Community Right－to－Know Act(EPCRA))，逐步将PBT物质列入有毒物质排放清单(Toxics Release Inventory(TRI))并对其设置较低的排放报告阈值(PBT:100磅/年(45千克/年)；vPvB:10磅/年(4.5千克/年))，这些物质的排放一旦超过了阈值，其生产或使用的相关厂家就必须将排放情况和数据定期申报给EPA并向公众公开，从而在一定程度上约束企业的排污行为，减少有害物质的排放[5,8]。此外，鉴于PBT具有跨介质、跨区域、跨代传递、积累的复杂性，美国EPA进一步开展了PBT优先污染物综合控制策略，这一策略有效整合不同部门、不同研究计划、不同区域的相关成果，同时与周边的加拿大、墨西哥等国家进行国际合作，增进环境主管部门与企业、公众之间的信息交流，在控制现有12类第一水平PBT的同时，不断筛选更多PBT优先污染物，防止新的PBT流入市场，推进PBT控制成效的量化表征方法研究，从而促进PBT环境管理不断发展和提高[9]。
2 PBT物质评价标准
PBT物质的评价标准是识别、筛选PBT的准绳，欧盟、美国等大部分国家、地区以及相关国际公约均从持久性、生物蓄积性和毒性三个方面分别设定标准，然后根据三个方面的评价结果采用灵活的方式进行判定。
2.1 美国
美国的《有毒物质法》(TSCA)5(e)和事故应急计划和公众知情法案(EPCRA)313分别制定了持久性(P)、生物蓄积性(B)和毒性(T)的标准，持久性和生物蓄积性分别以半衰期
和生物富集因子(BCF)/生物放大因子(BAF)为指标，两者都将持久性和生物蓄积性分为两级，EPCRA 313称之为持久性(P)和高持久性(vP)，TSCA 5则未有明确类别名称，但对两级物质分别采取暴露/释放控制和禁止商业化的不同措施[10]。两者的对比结果如表1所示。
2.2 欧盟
欧盟PBT/vPvB分类标准列于REACH法规附件Ⅷ[11]，如表2所示。
2.3 中国
中国现有的环境持久性、生物蓄积性和毒性物质的判定标准为GB/T24782－2009《持久性、生物累积性和毒性物质及高持久性和高生物累积性物质的判定方法》[12]，该标准等同采用了REACH法规附件Ⅷ关于PBT和vPvB的判别标准，见表2。此外，涉及环境持久性、生物累积性和毒性物质分类判定的标准还有《化学品分类、警示标签和警示性说明安全规范对水环境的危害(GB 20602－2006)》[13]，该标准相关技术内容与《化学品分类及标记全球协调制度(GHS)》[14]和欧盟(EC)1272/2008《关于物质和混合物分类、标签和包装法规(CLP)》[15]基本一致。除此之外，《新化学物质危害评估导则(HJ/T154－2004)》[16]也对持久性、生物蓄积性和毒性设定了相关的分类标准，如表3所示。
2.4 其他国家法规或国际公约中相关的PBT标准
鉴于持久性、生物蓄积性和毒性物质对环境及健康的严重危害，化学品制造商协会(CMA)、北美环境协调委员会(NACEC)、联合国欧洲经济委员会(UNECE)、联合国环境署(UNEP)、加拿大环境署(Environment Canada)、化学协会国际理事会(ICCA)等均已制定了相关的分类标准[9]，如表4所示。
2.5 综合对比
综合对比国内外现有的PBT标准，其判定方法均为持久性、生物蓄积性和毒性单独评估后汇总。持久性指标大多为水、土壤、沉积物或/和空气中的半衰期，生物蓄积性指标为生物蓄积因子(BCF/BAF)或/和辛醇水分布系数对数值log Kow，而毒性判定则多涉及人体健康标准和环境安全标准。此外持久性和生物蓄积性的判定阈值均比较明确且差别不大，因此持久性和生物蓄积性的判定标准比较固定和一致。而由于大多数国家或国际组织的毒性判定并未明确阈值，因此毒性判定相对比较灵活，其结果也可能存在一定差异。
3 PBT物质的智能评价程序
PBT标准是进行PBT评价的基础，是筛选PBT物质的主要依据。然而在实际评估过程中，大部分化学物质的安全数据资料并不全面。因此PBT标准所需的消解半衰期(DT[,50])、生物富集系数、对某种生物的毒性等数据在大多数情况下是未知的，不能直接对该物质进行PBT评价。而一般来说，化合物的固有属性，如快速生物降解性、固有生物降解性、log Kow等，在多数情况下是已知或容易通过QSAR等工具预测或试验得到。这些属性与化合物的持久性、生物蓄积性和毒性都有不同程度的相互关系。PBT智能评价程序即在PBT标准的基础上编制PBT评价程序，使其能够最大限度地科学利用已知的化合物数据、减少动物试验，低成本、高效能、有秩序地完成PBT评价。
然而某一个或几个已知的非直接判定数据仅能反映PBT属性的某些方面，因此利用某一个或几个已知非直接判定数据进行PBT评价仅限于筛选水平。某些筛选水平评估程序无法评价的化合物还需要进行确认水平的试验和评估。
3.1 美国
美国的PBT智能筛选程序分为三级，第一级是基于SAR预测和专家意见，EPA决定是否将某化学物质作为可能的PBT，第二级是生物降解性和生物蓄积性评价，第三级是毒性及高级别环境归趋测试[18]。
一级评价程序主要考察logKow、快速生物降解性和水解性。如果log Kow＜4.2或快速生物降解结果为易降解，无需再进行更高层次的PBT筛选测试；如果log Kow≥4.2且快速生物降解结果为不易降解，则需进入二级PBT筛选程序；如果水解半衰期＜60天，可能无需进行更高层次的PBT筛选测试，但该决定须根据化合物的具体性质来确定，如理化特性、水解产物的持久性和生物蓄积性以及预期的排放特点。
二级评价程序主要考察生物降解性、生物蓄积性。如果生物降解半衰期＞60天且BCF＞1000，须进行三级筛选测试。如果仅满足其中的一个条件，须进一步考虑确定释放和暴露情况。
三级评价程序主要考察人体健康毒性、环境归趋和长期环境毒性。其中人体健康毒性包括生殖、发育毒性及相关健康毒性，长期环境毒性包括鱼类、溞类及鸟类、底栖生物的慢性毒性及可能的内分泌干扰性。
依据PBT评价标准及程序，美国还开发出PBTProfiler软件，用于除无机物、有机盐、活性物质、聚合物、未知或多变组分化合物、混合物、表面活性剂、高氟化合物以外的化学物质PBT自动筛选[10]。该软件基于MacKay level III多介质模型、ECOSAR[TM]生态毒性预测模型、EPIWIN[TM]理化参数预测模型等一系列成熟的预测系统，方便用户在缺少化学品测试信息的情况下，仅需输入化学物质名称、CAS号或SMILES码进行PBT属性查询。据此，美国已经筛选出PBT清单，共64种物质，其中PCDD/Fs共17种，农药8种，多环芳烃22种，金属及其化合物1种，PCBs11种，其他4种[4]。
3.2 欧盟
根据REACH指南文件第11章，欧盟PBT/vPvB评价程序分为持久性(P/vP)评价、生物蓄积性(B/vB)评价和毒性(T)评价三个层次[11]。为了保护动物福利、减少生物毒性测试，一般地按照持久性、生物蓄积性、毒性的顺序进行评价。不满足持久性、生物蓄积性标准的物质或满足vPvB标准的物质则无需进行毒性评价。但对于多组分物质或难溶性物质等难以开展持久性测试的物质，指南文件则推荐首先采用非测试信息(如log Kow，分子大小、直径和分子量等)开展生物蓄积性评价。此外，一些属性特殊的物质，如强吸附性物质、易转化物质、水溶度和辛醇溶解度较低的物质、多组分物质(MCSs)、混合物、未知组分或可变组分、复杂反应产品或生物材料构成的物质(UVCBs)还应根据物质实际情况采取其他特定的评价程序。具体的持久性(P/vP)评价、生物蓄积性(B/vB)评价和毒性(T)智能评价程序如图1、图2和图3所示。
图1 欧盟的持久性智能评估程序
图2 欧盟的生物蓄积性智能评估程序
图3 欧盟的毒性智能评估程序
基于REACH法规PBT/vPvB评价标准和程序，欧盟初步筛选出27种PBT物质，仍有24种物质正在进行评价，10种物质目前尚未确定评价结果。所有的PBT/vPvB评价结果和具体的评价报告均录入PBI、在线查询系统[6]，对公众公开透明。
4 中国开展PBT环境管理的建议
中国的PBT环境管理起步较晚，目前尚未有成熟的标准、技术体系，相应的理论支撑系统也比较薄弱。基于对欧美等发达国家先进技术、经验的解读和对中国实际情况的对比，对中国PBT环境管理的开展提出以下建议：
(1)依据中国实际情况、参考美国等其他国家相关法规和国际公约修订GB/T24782－2009。GB/T24782－2009是目前中国开展PBT环境管理的唯一依据，该标准在应对REACH法规方面起到很大作用，但由于其等同采用了REACH PBT/vPvB判别标准，未能充分与中国的相关标准、技术导则衔接，也未能充分参考美国等其他国家相关法规和国际公约，因此具有一定的片面性。
(2)配套与PBT危害评估标准相关的技术指南。技术指南将最大限度利用化合物现有信息，提出具体的PBT危害评估程序；同时针对现有常规方法难以完成持久性、生物蓄积性、毒性评价指标测试的情况，须建立专门的测试方法标准。
(3)开发中国的PBT智能危害评估软件，筛选中国PBT清单。根据中国的PBT评价标准和程序，实现PBT危害评估自动化，确定中国PBT清单，将为环境管理部门和企业提供更有力的技术工具，同时也可以更好地应对REACH等国际性贸易壁垒。
(4)加强PBT物质的风险评价研究。危害评估是环境风险评估的第一步，更深层次的研究还包括暴露评估和风险表征。而中国目前的化学品暴露评估、风险表征尚处于起步阶段，如何应对高环境关注度的PBT物质将是一个更大的挑战。
(5)将筛选出的PBT物质补列入《危险化学品目录》，建立更加严格的PBT物质申报登记和申报后的监督管理制度。2011年2月国务院二次修订的《危险化学品安全管理条例》是中国现有化学品管理的重要依据，将筛选出的PBT物质列入相应的《危险化学品目录》将使现有PBT物质纳入法规重点监管范围。而中国对新化学物质的管理主要依据《新化学物质环境管理办法》(环保部令第7号)，实施申报登记和申报后的监督管理制度，而PBT作为一种高环境关注物质，应在此基础上制定更加严格的标准，从源头上预防和控制新的PBT物质所导致的环境风险。