美国溶解氧基准标准及其对我国的启示（二）

2美国溶解氧标准

溶解氧标准是参照溶解氧基准制定的保护特定水体功能的标准值，采用溶解氧浓度和溶解氧饱和度来评价，在两个指标都监测的情况下采用更严格的值对溶解氧进行评价。美国各州对行政区内水体分段，每段河流具有多种功能，根据最敏感功能得到对应溶解氧标准值。美国水质标准制定的目的是保护鱼类和贝类以及野生动物的生存和繁殖，满足娱乐用水、饮用水供应、农业用水、工业用水及航行等功能，并保护下游水质。溶解氧基准只考虑了溶解氧对水生生物生长和生存的效应，完全基于实验数据，简化了环境要素的影响。溶解氧标准的制定需要分析不同时间和栖息地环境中水生生物对溶解氧的敏感性，并考虑社会经济等因素。除了保护水生生物外，溶解氧标准还通过实施反降级政策保护特定水体功能。根据溶解氧标准保护目标的不同，从保护水生生物、保护水体功能和反降级政策三方面来介绍美国溶解氧标准。

2.1保护水生生物

为保护水生生物，溶解氧标准最低限值为4 mg/L，溶解氧饱和度不得超过110%(见表3)。不同环境生存着不同类型的生物，生物在不同生活史阶段的生长代谢状况不同，对低氧敏感性也不同。基于溶解氧基准，美国从海水(入海口及近岸海域)和淡水、冷水生物和温水生物以及物种不同生活史阶段三个层次分别制定了溶解氧标准值。海水溶解氧最低标准值为4 mg/L，淡水溶解氧标准值较高，最低标准值为5 mg/L。淡水生物又分为温水生物和冷水生物，温水生物的溶解氧最低标准值为5 mg/L，溶解氧饱和度标准为60%；冷水生物的溶解氧最低标准值为5 mg/L，溶解氧饱和度标准为75%。冷水生物敏感的产卵期，溶解氧标准为7 mg/L，溶解氧饱和度标准为75%；冷水生物其他较不敏感的生活史阶段溶解氧标准为6 mg/L，溶解氧饱和度标准为70%。

不同地貌、水文、气候因素导致栖息地环境各异，随着时间变化栖息地环境和物种活动轨迹也会改变，不同时间和栖息地环境中物种对溶解氧敏感性不同。现阶段水环境受人类干扰严重，不同地区水质差异显著，需要制定不同的溶解氧标准。如缅因州、纽约州和马萨诸塞州等地区根据栖息地质量划分了水体等级，根据水体等级分别制定溶解氧标准。针对脆弱的栖息地和敏感物种及其生活史阶段，各州制定了符合当地实际情况的溶解氧标准。

2.1.1 海水溶解氧标准

根据水文和水质因素将海水分为入海口和近岸海域两种水体类型。入海口位于河流下游和大海交界处，受潮汐影响盐度变化大，污染较重。路易斯安那州入海口溶解氧标准为4 mg/L，近岸海域的溶解氧标准为5 mg/L。阿拉斯加州近岸海域1米深的表层溶解氧浓度要求大于6 mg/l，入海口处受潮汐支配水体的溶解氧浓度大于5 mg/L。对入海口、近岸海域和淡水溶解氧标准值比较发现，入海口受陆地污染源和盐度双重影响，溶解氧标准值较低，适合耐污型水生生物生存。不同时间入海口处潮汐运动和生物活动存在显著差异，因此同一地点不同时间物种对溶解氧的敏感性不同。如华盛顿特区根据潮汐时间制定了不同的溶解氧标准值，规定2月1日—5月31日溶解氧标准瞬时值为5 mg/L，6月1日—翌年1月31日的溶解氧标准瞬时值为3.2 mg/L。根据不同时间和地点制定溶解氧标准能更有效地保护水生生物，避免过保护或欠保护现象的发生。

2.1.2 淡水溶解氧标准

淡水溶解氧标准分冷水生物和温水生物溶解氧标准值，并针对敏感物种的产卵阶段制定溶解氧标准值。根据水流状态将淡水栖息地分为河流和湖库。河流流速大，流量随季节变化显著，在流量过低情况下甚至会出现断流，无法维持水体正常功能。威斯康星州规定河流流量低于10年内最小7 d的平均流量(7Q10)或者全年平均流量的0.274%(相当于每年一次)，难以维持生物生存繁殖等功能的情况下，可不制定溶解氧标准。密歇根州规定不同保护目标水质标准应用的流量要求：为保护野生动物，设计流量大于10年内最小90 d的平均流量(90Q10)；为保护人体健康，设计流量大于谐波平均流量；在氨等物质排放的情况下，设计流量大于4个季节中流量最高月95%时间的流量；实际流量超过设计流量时，溶解氧标准值也应相应提高。水力发电、闸坝建设等工程导致河流流量进一步减少，溶解氧标准值降低。如水力发电设施下鱼类产卵期(7月15日—10月15日)，爱达荷州制定溶解氧标准瞬时值为3.5 mg/L，显著低于其他条件下物种产卵期的溶解氧标准值。

湖库等栖息地环境水体较深，随着深度的增加，水体中溶解氧的浓度因氧气补充减少而降低。在分层情况下，湖库下层水体植物产氧和大气复氧能力弱，耗氧速率超过氧气补充速率，易造成缺氧，因此溶解氧标准只适用于湖库水体表层或者混合状态良好的河流等水体。密西西比州规定了未分层水体中溶解氧标准的适用范围：如果水体最大深度小于或等于3 m，溶解氧标准适用于湖库上层水体(一半深度以上)，否则适用于水面以下1.5 m内水体；对分层的水体，将湖库上层视为未分层水体。爱达荷州对不同水深的湖库规定了溶解氧标准的适用范围：对最大水深小于35 m的湖库，溶解氧标准值仅适用于水深20%以内的表层水体；超过35 m的湖库，溶解氧标准值适用于7 m以内表层水体；溶解氧标准值不适合分层湖库。

2.1.3敏感物种及其生活史阶段

针对冷水鱼等敏感物种及其早期生活史阶段，需要制定更严格的溶解氧标准。在鲑鱼洄游期间，威斯康星州规定溶解氧浓度需保持在自然背景浓度下，阿拉斯加州对溯河产卵的鱼类制定溶解氧标准值为7 mg/L。华盛顿州规定鲑鱼饲养和迁徙期溶解氧标准值为6.5 mg/L，产卵期为8 mg/L；鳟鱼产卵期的溶解氧标准值也为8 mg/L；而红点鲑鱼产卵期溶解氧标准值高达9.5 mg/L。佛蒙特州规定鲑鱼卵成熟后期和仔鱼发育期的溶解氧饱和度为95%。由于鱼类有洄游的习性，尤其是生殖洄游期，在具体时间和地点制定溶解氧标准值是保护敏感物种更有效的措施。罗得岛州对鱼类早期生命阶段所处的不同地点制定了不同溶解氧标准：早期生命在砾石处溶解氧标准值为8 mg/L；在上覆水中溶解氧标准值为5 mg/L。爱达荷州规定建有水力发电设施的河段鱼类产卵期的溶解氧标准适用的时间为7月15日—10月15日。缅因州鱼类产卵期溶解氧标准适应的时间为10月1日—翌年5月14日，溶解氧标准值为8 mg/L。冷水鱼产卵期需要较低的温度，高温会使得物种敏感性升高，因此高温条件下应制定更严格的溶解氧标准来保护冷水生物。

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