1 概述
氨氮对水生生物毒性效应明显，是我国地表水环境质量标准（GB 3838-2002）的基本项目之一，也是我国水环境主要污染物排放总量控制的约束性指标之一[1]。“淡水水生生物水质基准—氨氮”依据《淡水水生生物水质基准制定技术指南》（HJ 831-2017）制定，反映现阶段水环境中氨氮对 95%的中国淡水水生生物及其生态功能不产生有害效应的最大剂量， 可为制修订相关水生态环境质量标准、预防和控制氨氮对水生生物及生态系统的危害提供科学依据。
基准推导过程中，共纳入4669篇中英文文献、4330条毒理数据库数据和5条自测急、慢性毒性数据，经质量评价后307条数据为无限制可靠数据和限制性可靠数据，涉及61种淡水水生生物，基本涵盖了青鱼、草鱼、鲢鱼和鳙鱼等我国淡水水生生物优势种。在对急性毒性值（ATV）、慢性毒性值（CTV）进行水体温度和pH值校正后，基于物种敏感度分布法推导得到短期水质基准（SWQC）和长期水质基准（LWQC），用总氨氮表示，单位mg/L，保留两位有效数字。
2 国内外研究进展
国内外氨的水质基准研究进展对比见表1。美国是最早开始水质基准研究的国家，其水质基准研究始于20世纪中叶。1976年，基于评估因子法，美国首次发布了总氨的国家水质基准（由非离子氨基准换算而得），继而根据最新科学进展分别于1985年、1999年和2013年基于毒性百分数排序法进行了修订，氨的水质基准形式也由非离子氨和/或总氨逐渐转变为氨氮。继美国之后，加拿大、澳大利亚和新西兰也都分别基于物种敏感度分布法制定颁布了本国氨的水质基准（多以总氨或氨氮表示）。我国近年才开始氨的水质基准研究，起步较晚， 且基准推导以借鉴、引用发达国家水质基准理论和方法为主。
由于水质基准推导方法和表征形式、使用的物种均存在差异，导致不同国家、同一国家在不同时期制订的氨的基准均存在一定差异（表2）。以美国为例：
1976年，美国最先发现非离子氨对不同鱼类的致死浓度在0.2～2.0 mg/L范围内，其中虹鳟最敏感，利用评估因子法（取评估因子为10）推导得到保护水生生物的非离子氨水质基准为0.02 mg/L，继而根据非离子氨在氨的水溶液中的百分比推导出不同水体温度和pH值条件下的总氨基准。
1986年，美国在修订氨的水质基准时，进一步丰富了氨的毒性数据，短期基准推导纳入了48个物种的急性毒性数据，长期基准推导纳入了11个物种的慢性毒性数据，采用毒性百分数排序法分别推导了非离子氨和总氨的水质基准。
1999年，美国开始以氨氮的形式表示氨水质基准。基准修订时，慢性毒性数据增至14个物种，并基于当时的科学认知，考虑了水体pH值对氨氮短期基准的影响，长期水质基准则同时考虑了水体温度和pH值的影响。
鉴于后续研究发现贝类对氨氮具有高敏感性，美国于2013年再次修订发布了新的氨氮水质基准，短期基准推导纳入了100个物种的急性毒性数据，长期基准推导纳入了21个物种的慢性毒性数据，氨氮基准值也发生了相应改变。
除美国外，未见各国制定氨的短期水质基准。在条件允许的情况下，各国应根据国情开展水质基准研究，并制定水质基准。
表 1 国内外氨的水质基准研究进展
项 目 | 发达国家 | 中 国 |
起始时间 | 20世纪70年代 | 近 年 |
基准推导方法 |
评价因子法、物种敏感度分布法、毒性百分数排序法 | 对评价因子法、物种敏感度分布法、毒性百分数排序法均进行研究，并在《淡水水生生物水质基准指定技术指南》（HJ 831-2017） 中确定使用修正的物种敏感度分布法 |
物种来源 | 本土物种、引进物种、国际通用物种 | 本土物种、引进物种、在中国水体中广泛分布的国际通用物种 |
物种选择与数据要求 | 基于各个国家生物区系的差异，各个国家物种选择与数据要求不同。例如：美国要求不少于3门8科动物；加拿大要求不少于3种及以上鱼类、3种及以上水生或半水生无脊椎动物 | 物种及数据量满足HJ 831-2017中规定的物种和数据要求 |
毒性测试方法 | 参照采用国际标准化组织（ISO）、经济合作与发展组织（OECD）等规定的水生生物毒性测试方法；部分发达国家采用本国制订的水生生物毒性测试方法 | 参照采用国际标准化组织（ISO）、经济合作与发展组织（OECD）等规定的水生生物毒性测试方法；采用国家标准方法 |
相关毒性数据库 | 美国生态毒理数据库（ECOTOX） |
无 |
基准制修订 | 适时修订 | 2019年首次制定 |
表2 国外氨的淡水水生生物水质基准汇总表
3 氨氮化合物的环境问题
3.1 理化性质
自然界中氨的来源包括有机废料的分解、大气气体交换、森林火灾、动物粪便、生物群落释放以及生物固氮过程。工业生产中，氨可在高温高压下由甲烷与氮气反应生成。氨可以通过人为活动以及固氮和动物排泄等自然来源进入水环境。
氨氮是指水中以非离子氨（NH3）和铵离子（NH+）形式存在的氮。氨氮主要的化合物形式有氯化铵、硫酸铵、磷酸铵、碳酸氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、硝酸铵、碳酸铵和氢氧化铵等，本报告中氨氮化合物的可靠数据绝大部分来自氯化铵，个别数据来自硫酸铵、碳酸氢铵和磷酸氢二铵，这4种化合物的理化性质见表3。
表3 部分氨氮化合物的理化性质
物质名称 | 氯化铵 | 硫酸铵 | 碳酸氢铵 | 磷酸氢二铵 |
分子式 | NH4Cl | (NH4)2SO4 | NH4HCO3 | (NH4)2HPO4 |
CAS 号 | 12125-02-9 | 7783-20-2 | 1066-33-7 | 7783-28-0 |
EINECS 号 | 235-186-4 | 231-984-1 | 213-911-5 | 231-987-8 |
UN 编号 | 9085 | 无 | 9081 | 无 |
熔点（℃） | 340 | 280 | 105 | 155 |
沸点（℃） | 520 | 330（760 mm Hg） | 169.8 | 158（760 mm Hg） |
水溶性 | 易溶于水 | 较易溶于水 | 易溶于水 | 易溶于水 |
用 途 | 电镀、染织、铸造、植绒、氮肥等 | 焊药、防火剂、电镀浴添加剂等 | 氮肥、食品发酵剂、膨胀剂等 | 阻燃剂、水质软化剂、肥料等 |
3.2 氨氮对淡水水生生物的毒性
3.2.1 急性毒性
基于急性毒性效应测试终点不同，急性毒性值（ATV）包括半数致死浓度（LC50）、半数效应浓度（EC50）和半数抑制浓度（IC50）。本技术报告筛选获得的 ATV 都是 LC50，推导种平均急性值（SMAV）时，均以 LC50 作为 ATV 计算 SMAV。
3.2.2 慢性毒性
慢性毒性值（CTV）包括无观察效应浓度（NOEC）、 最低观察效应浓度（LOEC）、无观察效应水平（NOEL）、 最低观察效应水平（LOEL）和最大允许浓度（MATC）。MATC是 NOEC 和 LOEC（或 NOEL 和 LOEL）的几何平均值。本基准推导种平均慢性值（SMCV） 时，以基于生长和生殖毒性等效应指标获得的 MATC 作为 CTV 计算 SMCV。
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