附录四：不同环境相的PNEC计算

一、水生生态系统（淡水和海水）PNEC的计算

水环境相中PNEC的推导,建立在两个假设之上:最敏感物种决定整个生态系统的敏感性和保护生态系统结构可保护生态群落的功能。

（一）PNEC水体 （淡水）计算

1.AF法

将已有的急性/慢性生态毒性效应剂量的最小值除以相关评估系数可得到PNEC。公式如下:

建议的评估系数见附表4-1:

①用于急性毒性数据外推的评估系数1000是相对保守的。对于给定的化学物质,在进行数据外推的不确定性分析过程中,若有一种因素的不确定性的权重明显重要,此时可能需对评估系数进行修正,根据实际情况,增大或减小评估系数。一般情况下,评估系数不低于100,但在间歇排放情况下除外。

对评估系数1000的修正非常规现象,需提交有力证据。

②当采用评估系数100时,应通过急性毒性试验证明受试物种为该营养级的最敏感种,此时,可用该物种的长期毒性试验数据 (EC10或NOEC)(鱼或大型溞)进行推算。

若仅有的长期毒性试验结果来源于非敏感物种 (标准物种或非标准物种)[该物种的急性毒性数据L(E)C50非最低值],应采用急性毒性试验数据除以评估系数1000外推PNEC。

若有两个营养级两个物种的长期毒性试验数据 (EC10或NOEC),但最低的EC10或NOEC不是来自于最敏感物种 [该物种的急性毒性L(E)C50非最低值],应采用最小的长期毒性值除以评估系数100外推PNEC;当急性毒性试验最敏感物种的L(E)C50值低于最小的长期毒性试验数据时,可采用最小的L(E)C50值除以评估系数100外推PNEC。

③若有两个营养级、两个物种的长期毒性数据EC10或NOEC值,其中最低的EC10或NOEC值来自于最敏感物种,则采用最低的长期毒性试验数据EC10或NOEC值除以评估系数50外推PNEC。

若有三个营养级三个物种的长期毒性试验数据 (EC10或NOEC),但无法通过急性毒性试验证明受试生物是最敏感种时,可采用最小的长期毒性试验数据除以评估系数50外推PNEC。

当急性最敏感物种的L(E)C50值低于最小的长期毒性试验数据时,可采用最小的L(E)C50值除以评估系数100外推PNEC。

④评估系数10仅适用于至少有来自三个营养级 (如:鱼、大型溞和藻或非标准物种代替标准物种)三个物种的三项长期毒性试验结果。若数据仅来自实验室,外推评估系数不能小于10。

2.SSD法

当不同试验物种敏感性分布数据足够多时,可采用SSD法。

当试验物种的慢性NOEC值满足要求时 [具有三门八科且大于10个 (大于15个更好)的NOEC数据],以化学物质慢性毒性数据为横坐标,以发生效应的概率为纵坐标,制作SSD曲线。根据数据的类型选择对数正态分布或者log-logistic分布进行SSD曲线拟合,然后以K-S或A-D拟合优度检验,判断其合理性。最后使用SSD曲线5%概率对应的浓度 (HC5值)除以AF来推导PNEC,并取与该浓度相关联的50%置信区间,具体公式如下:

式中,5%SSD为保护95%的物种时对应的SSD曲线上的浓度值;50%c.i.为50%的置信区间;AF为评估系数,根据不确定度分析,取值在1~5。式中得到的PNEC值意味着化学物质浓度低于此浓度时,在50%置信区间内可以保护95%以上的生物免受此化学物质的不良效应影响。

（二）PNEC水体（海水）计算

通常假设,与淡水相比,海水具有更多的生物多样性,因此具有更广泛的物种敏感性分布和更高的外推不确定性。因此,相应建议的评估系数参见附表4-2:

（三）PNEC水体 间歇释放计算 （PNEC水体-间歇释放）

PNEC水体-间歇释放可用三个营养级的至少三个急性毒性试验结果中最低的急性毒性L(E)C50除以评估系数100得出。

二、污水处理厂微生物PNEC的计算

具体试验对应的评估系数如附表43。

三、沉积物PNEC计算

（一）淡水沉积物PNEC计算

当有底栖生物长期毒性测试数据时,通常采用评估系数法计算PNE-C沉积物;当只有底栖生物急性测试数据时,建议综合考虑评估系数法 (用最敏感生物数据除以评价系数1000)和平衡分配法 (equilibriumpartitioning method,EPM),以较低PNEC沉积物值用于风险表征;当缺乏毒理学数据时,可采用EPM法计算PNEC沉积物。

1.评估系数法

评估系数法:采用长期毒性测试数据最低的NOEC或EC10值除以评估系数,如附表44,单位为mg/kg沉积物干重。

2.EPM法

计算公式如下:

式中 PNEC沉积物——沉积物预期无(有害)作用浓度,mg/kg;

Ksusp-water——悬浮物和水分配系数,m3/m3;

RHOsusp——悬浮物密度,kg/m3;

PNEC水——水体预期无(有害)作用浓度,mg/L;

Fwatersusp——悬浮物中的水部分,m3/m3;

Fsolidsusp——悬浮物中的土壤部分,m3/m3;

Kpsusp——悬浮物中的固体水分配系数,L/kg;

RHOsolid——土壤密度,kg/m3;

Focsusp——沉积物中有机碳的质量分数,kg/kg;

Koc——有机碳水分配系数,L/kg。

RHOsusp=1150kg/m3Focsusp=0.1kgoc/kgsolid

Fwatersusp=0.9msolid3/msusp3

Fsolidsusp=0.1msolid3/msusp3

RHOsolid=2500kg/m3

（二）海水沉积物PNEC计算

1.评估系数法

当有慢性毒性测试数据时,可采用最低NOEC或EC10值除以评估系数得出,如附表4-5:

当有急性毒性测试数据时,可采用最低LC50值除以评估系数,并结合平衡系数法得出,如附表4-6:

2.EPM法

计算公式如下:

式中 PNECmarine-sediment——海水沉积物预期无(有害)作用浓度,mg/kg;

Ksusp-water——悬浮物和水的比率系数,m3/m3;

RHOsusp——悬浮物密度,kg/m3;

PNECsalt-water——海水预期无(有害)作用浓度,mg/L;

Fwatersusp——悬浮物中的水部分,m3/m3;

Fsolidsusp——悬浮物中的土壤部分,m3/m3;

Kpsusp——悬浮物中的固体水分配系数,L/kg;

RHOsolid——土壤密度,kg/m3;

Focsusp——沉积物中有机碳的质量分数,kg/kg;

Koc——有机碳水分配系数,L/kg。

RHOsusp=1150kg/m3Focsusp=0.1kgoc/kgsolid

Fwatersusp=0.9msolid3/msusp3

Fsolidsusp=0.1msolid3/msusp3

RHOsolid=2500kg/m3

四、陆地（土壤）PNEC计算

开展土壤毒性试验时,由于不同土壤的性质如有机质、黏土含量、p H和湿度等不同,一定程度上会影响受试物质的生物利用度,从而影响受试物质的毒性数据。因此不同类型土壤开展的毒性试验的数据不能直接比较,需要进行校正得到标准土壤毒性数据,再计算PNEC。校正公式为,

式中 NOEC或L(E)C50(st and ard)——标准土壤NOEC或L(E)C50,mg/kg;

NOEC或L(E)C50(exp)——试验土壤NOEC或L(E)C50,mg/kg;

Fomsolid(st and ard)——标准土壤中有机质的比率,kg/kg;

Fomsolid(exp)——试验土壤中有机质的比率,kg/kg。

Fomsolid(st and ard)=0.034kg/kg

当获得可用的生态毒理学数据时,可采用评估系数法计算PNEC土壤;当获得有限数据时,可综合考虑采用评估系数法和EPM法;当缺乏土壤生态毒理学数据时,可采用EPM法作为筛选方法计算PNEC土壤。

（一） 评估系数法

评估系数法采用毒性测试最低值除以评估系数,如附表4-7:

（二）EPM法

具体计算公式如下:

式中 PNECsoil——湿土预期无(有害)作用浓度,mg/kg;

Ksoil-water——土壤和水分配系数,m3/m3;

RHOsoil——土壤密度,kg/m3;

PNECwater——水体预期无(有害)作用浓度,mg/L。

RHOsoil=1700kg/m3Fwatersoil=0.2mwater3/msoil3

RHOsolid=2500kg/m3

（三）SSD法

当不同试验物种敏感性分布数据足够多时,可使用统计外推法 (SSD)法。对于同一物种同一测试终点的多个测试数据,可采用多个毒性数据的几何平均值作为SSD法计算的输入值;当土壤特性不同并对试验结果有影响时,需对测试数据进行校正。否则,应采用最低的NOEC值进行计算。

五、大气PNEC计算

针对大气环境系统的风险评估,需考虑生物效应和非生物效应。

（一） 生物效应

除哺乳动物吸入测试研究外,还没有建立研究化学物质对大气环境系统的生物效应方法。

（二） 非生物效应

化学物质对大气环境系统产生的非生物效应主要有:全球变暖、平流层臭氧破坏、对流层臭氧生成和酸化作用。当有资料表明化学物质对大气环境系统具有非生物危害时,需寻求专家意见。

六、二次毒性评估

二次毒性涉及的化学物质包括亲脂性有机化学物和一些金属化合物。二次毒性涉及对食物链中较高营养级生物的有害效应,即水相或陆地环境相中,较低营养级的生物摄入的化学物质通过食物链会在较高营养级生物中累积并产生有害效应。

PNECoral的计算

二次毒性专门指通过食物链的摄取,因此仅有经口暴露毒性测试与二次毒性有关。二次毒性采用NOEC数值,因此测试获得NOAEL数据需经以下公式转换:

NOECbird=NOAELbird·CONVbird

NOECmammal,food_chr=NOAELmammal,food_chr·CONVmammal

式中 NOECbird——鸟类的NOEC,kg/kg食物;

NOAELbird——鸟类的NOAEL,kg/(kg·d)人(体重);

CONVbird——鸟类的NOAEL转换为NOEC的转换系数,kg·bw·d/kg食物;

NOECmammal——哺乳动物的NOEC,kg/kg食物;

NOAELmammal——哺乳动物的NOAEL,kg/(kg·d)人(体重);

CONVmammal——哺乳动物的NOAEL转换为NOEC的转换系数,kg· bw·d/kg食物。

具体的转换系数如下附表4-8:

将毒性数据 (口服相关)除以评估系数即可得到最终的PNECoral,具体公式如下:

式中 PNECoral——鸟和哺乳动物二次毒性的PNEC,kg/kg食物;

toXoral——LC50鸟类或NOEC鸟类或NOEC哺乳动物,食物,慢性,kg/kg食物;

AForal——评估系数。

评估系数,如附表4-9: