當前，我國環境污染形勢嚴峻，突發性水污染事件頻發[1-3]，以復雜混合泄漏污染物為特征的河流水環境污染問題日益突出，嚴重威脅到我國的生態環境安全。
準確地定量評估突發性水污染事件的生態環境損害對遏制環境污染行為，保障受損的環境資源得到及時的恢復補償具有重要意義。歐美等發達國家的許多學者已經在這一領域作了大量的研究，創新性地發展出一系列豐富的適合各國國情的量化方法和理論模型[4-19]。我國也有許多學者嘗試將國外的經驗方法引入到中國[20-23]，但生態環境損害的價值評估難度很大，評估結果的不確定性很高，阻礙了環境損害評估工作的進一步推廣。張紅振等[24]在比較分析美國?歐盟?日本等環境損害評估國際實踐經驗的基礎上，系統梳理了各國相關技術導則和評估方法。牛坤玉等[25]總結了美國自然資源評估相關的法律法規和技術導則，并介紹了目前美國所采用的最主要的自然資源損害評估方法。2014年10月，環境保護部公布了《環境損害鑒定評估推薦方法(第II版)》[26]，2014年12月，又公布了《突發環境事件應急處置階段環境損害評估推薦方法》，明確在突發環境事件發生后，可以采用虛擬治理成本法計算生態環境損害，得出的結果可以作為生態環境損害賠償的依據[27]。2014年12月30日，江蘇省高級人民法院成功依據虛擬治理成本法二審判決江蘇常隆農化有限公司等六家公司賠付1.6億元的環境修復費用[28]。
所謂虛擬治理成本，是指按照現行的治理技術和水平治理排放到環境中的污染物所需要的支出。由于水環境具有流動性強?環境損害不易表征等特點，當損害現場無法復原?環境基線難以確定時，按照一定的技術規范，可以采用虛擬治理成本法對生態環境損害進行量化[26]。按照《突發環境事件應急處置階段環境損害評估推薦方法》的要求，污染物的虛擬治理成本采用突發環境事件發生地的工業企業或污水處理廠單位污染物的治理平均成本，但對于復雜混合的泄漏污染物，由于其成分復雜，難以獲取治理平均成本。為此，本文以某減水劑泄漏事件為例，摸索一種利用模擬治理來獲取虛擬治理成本的方法，為準確量化生態環境損害奠定基礎。
1 材料與方法
1.1 主要儀器及試劑
主要儀器:ToxScreen-II毒性分析儀(以色列，CheckLight公司)。
主要試劑:凍干發光細菌?存儲緩沖液?重金屬緩沖液?有機物緩沖液。
1.2 事件概況和泄漏物質分析
2014年3月6日某減水劑攪拌站生產廢水收集池的攪拌軸出現故障，無法收集廢水，隨后其攪拌樓的水劑秤出現故障，約100kg的減水劑與生產廢水混合后進入沉渣池，由于沉渣池滿容，導致該混合廢水外溢，并通過站外水溝進入A江造成水體污染，混合廢水泄漏量約200t。
該事件外泄減水劑為氨基磺酸鹽高效減水劑，是一種單環芳烴型高效減水劑，主要由對氨基苯磺酸?單環芳烴衍生物苯酚類化合物和甲醛在酸性或堿性條件下加熱縮合而成。主要配方成分為:苯酚?對氨基苯磺酸?甲醛?氫氧化鈉?葡萄糖酸鈉和丙酮。
1.3 虛擬治理方案設計
虛擬治理成本是指假設污染物在未進入外環境前已經得到治理而應花費的成本，但在該事件中，混合廢水所含污染物成分復雜，更無法獲取當地同類污染物的實際治理成本，故作者采用模擬治理的方式來獲取混合廢水的虛擬治理成本，設計方案如下:
采用投加混凝劑(聚合氯化鋁)的方式來模擬處置泄漏的混合廢水，模擬處置過程為:租用攪拌機1臺，污泥泵1臺?壓濾機1臺和足夠處理200t混合廢水的場地，并聘用2名勞工，將混凝劑(聚合氯化鋁)一次性投加到該200t混合廢水中，每攪拌2h后關閉攪拌機2h(在關閉攪拌機期間用污泥泵抽取底部含水污泥壓濾成餅)，預計處置時間為1d。
在實際處置過程中，處置單位根據原水不同的情況，在投加混凝劑前需通過模擬實驗求得最佳投加量，因此該200t混合廢水的虛擬治理成本主要包括小試模擬費用?電費?人工費?設備租用費?藥劑費(混凝劑)?場地租用費和污泥處置費。
1.4 小試模擬實驗設計
1.4.1 實驗目的
(1)判斷采用投加混凝劑(聚合氯化鋁)的方法能否降低水質毒性至可接受水平;
(2)若是處理方法有效，得出混凝劑的最佳投加量。
1.4.2 實驗設計
(1)情形1:混合廢水(該混合廢水的原水樣，樣品號1-1)。
(2)情形2:混合廢水+聚合氯化鋁(分別在100mL混合廢水中投加聚合氯化鋁0.1g?0.2g?0.3g……，充分混勻反應后靜置24h，分別取上清液，樣品2-1?樣品2-2?樣品2-3……)，比較得出最佳投加量。
(3)情形3:混合廢水+聚合氯化鋁(將情形2中最佳投加量方案離心后所得固體加入100mL純水，充分混勻后靜置24h，取上清液，樣品3-1)。
(4)將上述樣品進行發光菌急性毒性測試，評價處理效果。
1.4.3 實驗方法
(1)發光細菌活化
向凍干發光細菌中加入1mL存儲緩沖液，快速搖勻，4℃靜置培養1h，待用。
(2)急性毒性快速判定
取0.8mL待測水樣，加入0.2mL緩沖液(重金屬緩沖液?有機物緩沖液各做一組實驗，下同)，再加入10μL已活化的菌液，混勻后在20℃下靜置1h后，測量其發光強度RLU。同上述步驟用實驗室純水做對照實驗，根據樣品的相對抑光率IC(%)判定其毒性。
IC=(1-RLU樣品/RLU對照)×100%[29，30]
若相對抑光率IC(%)<50，則表示水樣無急性毒性，若IC(%)≥50，則表示水樣具有急性毒性。
(3)急性毒性強度判定方法
將急性毒性快速判定結果為有毒的樣品做進一步的急性毒性強度判定實驗。取0.8mL待測水樣，加入0.2mL緩沖液，混勻后設定該初始水樣濃度為C，用稀釋緩沖液(按緩沖液與純水按1∶4的體積比配置)分別配置濃度梯度為100%C?50%C?25%C?12.5%C?6.25% C?3.125% C的系列樣品，并以稀釋緩沖液做對照實驗，求得系列樣品的相對抑光率IC(%)，用Excel軟件對系列濃度及其相對抑光率進行曲線擬合，并根據曲線擬合公式求算水樣的IC50(%)(半抑制濃度，即IC(%)為50時所對應的樣品濃度)，根據IC50值判定毒性強度。根據Bulich等人提出的毒性強度分級標準[31]，IC50值小于25時毒性強度為極毒性;在26~50之間為中毒性;在51~75之間為毒性;在76~100之間為微毒性;大于100為無毒性。具體參見污水技術資料更多相關技術文檔。
1.5 生態環境損害的量化評估
在獲取該混合廢水的虛擬治理成本后，根據受污染區域的環境功能敏感程度分別乘以相應的倍數作為環境損害的量化數額。根據《突發環境事件應急處置階段環境損害評估推薦方法》，對于I類?II類?III類?IV類?V類地表水，分別取>8倍?6~8倍?4.5~6倍?3~4.5倍及1.5~3倍作為量化環境損害數額的相應倍數。
詳情請下載：基于虛擬治理成本法的生態環境損害量化評估
