2美國溶解氧標(biāo)準(zhǔn)

溶解氧標(biāo)準(zhǔn)是參照溶解氧基準(zhǔn)制定的保護(hù)特定水體功能的標(biāo)準(zhǔn)值，采用溶解氧濃度和溶解氧飽和度來評(píng)價(jià)，在兩個(gè)指標(biāo)都監(jiān)測的情況下采用更嚴(yán)格的值對(duì)溶解氧進(jìn)行評(píng)價(jià)。美國各州對(duì)行政區(qū)內(nèi)水體分段，每段河流具有多種功能，根據(jù)最敏感功能得到對(duì)應(yīng)溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值。美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定的目的是保護(hù)魚類和貝類以及野生動(dòng)物的生存和繁殖，滿足娛樂用水、飲用水供應(yīng)、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水及航行等功能，并保護(hù)下游水質(zhì)。溶解氧基準(zhǔn)只考慮了溶解氧對(duì)水生生物生長和生存的效應(yīng)，完全基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，簡化了環(huán)境要素的影響。溶解氧標(biāo)準(zhǔn)的制定需要分析不同時(shí)間和棲息地環(huán)境中水生生物對(duì)溶解氧的敏感性，并考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素。除了保護(hù)水生生物外，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)還通過實(shí)施反降級(jí)政策保護(hù)特定水體功能。根據(jù)溶解氧標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)目標(biāo)的不同，從保護(hù)水生生物、保護(hù)水體功能和反降級(jí)政策三方面來介紹美國溶解氧標(biāo)準(zhǔn)。

2.1保護(hù)水生生物

為保護(hù)水生生物，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)最低限值為4 mg/L，溶解氧飽和度不得超過110%(見表3)。不同環(huán)境生存著不同類型的生物，生物在不同生活史階段的生長代謝狀況不同，對(duì)低氧敏感性也不同?；谌芙庋趸鶞?zhǔn)，美國從海水(入?？诩敖逗Ｓ?和淡水、冷水生物和溫水生物以及物種不同生活史階段三個(gè)層次分別制定了溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值。海水溶解氧最低標(biāo)準(zhǔn)值為4 mg/L，淡水溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值較高，最低標(biāo)準(zhǔn)值為5 mg/L。淡水生物又分為溫水生物和冷水生物，溫水生物的溶解氧最低標(biāo)準(zhǔn)值為5 mg/L，溶解氧飽和度標(biāo)準(zhǔn)為60%；冷水生物的溶解氧最低標(biāo)準(zhǔn)值為5 mg/L，溶解氧飽和度標(biāo)準(zhǔn)為75%。冷水生物敏感的產(chǎn)卵期，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)為7 mg/L，溶解氧飽和度標(biāo)準(zhǔn)為75%；冷水生物其他較不敏感的生活史階段溶解氧標(biāo)準(zhǔn)為6 mg/L，溶解氧飽和度標(biāo)準(zhǔn)為70%。

不同地貌、水文、氣候因素導(dǎo)致棲息地環(huán)境各異，隨著時(shí)間變化棲息地環(huán)境和物種活動(dòng)軌跡也會(huì)改變，不同時(shí)間和棲息地環(huán)境中物種對(duì)溶解氧敏感性不同?，F(xiàn)階段水環(huán)境受人類干擾嚴(yán)重，不同地區(qū)水質(zhì)差異顯著，需要制定不同的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)。如緬因州、紐約州和馬薩諸塞州等地區(qū)根據(jù)棲息地質(zhì)量劃分了水體等級(jí)，根據(jù)水體等級(jí)分別制定溶解氧標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)脆弱的棲息地和敏感物種及其生活史階段，各州制定了符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.1 海水溶解氧標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)水文和水質(zhì)因素將海水分為入?？诤徒逗Ｓ騼煞N水體類型。入?？谖挥诤恿飨掠魏痛蠛＝唤缣?，受潮汐影響鹽度變化大，污染較重。路易斯安那州入海口溶解氧標(biāo)準(zhǔn)為4 mg/L，近岸海域的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)為5 mg/L。阿拉斯加州近岸海域1米深的表層溶解氧濃度要求大于6 mg/l，入?？谔幨艹毕渌w的溶解氧濃度大于5 mg/L。對(duì)入?？?、近岸海域和淡水溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值比較發(fā)現(xiàn)，入?？谑荜懙匚廴驹春望}度雙重影響，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值較低，適合耐污型水生生物生存。不同時(shí)間入?？谔幊毕\(yùn)動(dòng)和生物活動(dòng)存在顯著差異，因此同一地點(diǎn)不同時(shí)間物種對(duì)溶解氧的敏感性不同。如華盛頓特區(qū)根據(jù)潮汐時(shí)間制定了不同的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值，規(guī)定2月1日—5月31日溶解氧標(biāo)準(zhǔn)瞬時(shí)值為5 mg/L，6月1日—翌年1月31日的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)瞬時(shí)值為3.2 mg/L。根據(jù)不同時(shí)間和地點(diǎn)制定溶解氧標(biāo)準(zhǔn)能更有效地保護(hù)水生生物，避免過保護(hù)或欠保護(hù)現(xiàn)象的發(fā)生。

2.1.2 淡水溶解氧標(biāo)準(zhǔn)

淡水溶解氧標(biāo)準(zhǔn)分冷水生物和溫水生物溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值，并針對(duì)敏感物種的產(chǎn)卵階段制定溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)水流狀態(tài)將淡水棲息地分為河流和湖庫。河流流速大，流量隨季節(jié)變化顯著，在流量過低情況下甚至?xí)霈F(xiàn)斷流，無法維持水體正常功能。威斯康星州規(guī)定河流流量低于10年內(nèi)最小7 d的平均流量(7Q10)或者全年平均流量的0.274%(相當(dāng)于每年一次)，難以維持生物生存繁殖等功能的情況下，可不制定溶解氧標(biāo)準(zhǔn)。密歇根州規(guī)定不同保護(hù)目標(biāo)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的流量要求：為保護(hù)野生動(dòng)物，設(shè)計(jì)流量大于10年內(nèi)最小90 d的平均流量(90Q10)；為保護(hù)人體健康，設(shè)計(jì)流量大于諧波平均流量；在氨等物質(zhì)排放的情況下，設(shè)計(jì)流量大于4個(gè)季節(jié)中流量最高月95%時(shí)間的流量；實(shí)際流量超過設(shè)計(jì)流量時(shí)，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值也應(yīng)相應(yīng)提高。水力發(fā)電、閘壩建設(shè)等工程導(dǎo)致河流流量進(jìn)一步減少，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值降低。如水力發(fā)電設(shè)施下魚類產(chǎn)卵期(7月15日—10月15日)，愛達(dá)荷州制定溶解氧標(biāo)準(zhǔn)瞬時(shí)值為3.5 mg/L，顯著低于其他條件下物種產(chǎn)卵期的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值。

湖庫等棲息地環(huán)境水體較深，隨著深度的增加，水體中溶解氧的濃度因氧氣補(bǔ)充減少而降低。在分層情況下，湖庫下層水體植物產(chǎn)氧和大氣復(fù)氧能力弱，耗氧速率超過氧氣補(bǔ)充速率，易造成缺氧，因此溶解氧標(biāo)準(zhǔn)只適用于湖庫水體表層或者混合狀態(tài)良好的河流等水體。密西西比州規(guī)定了未分層水體中溶解氧標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍：如果水體最大深度小于或等于3 m，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)適用于湖庫上層水體(一半深度以上)，否則適用于水面以下1.5 m內(nèi)水體；對(duì)分層的水體，將湖庫上層視為未分層水體。愛達(dá)荷州對(duì)不同水深的湖庫規(guī)定了溶解氧標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍：對(duì)最大水深小于35 m的湖庫，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值僅適用于水深20%以內(nèi)的表層水體；超過35 m的湖庫，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值適用于7 m以內(nèi)表層水體；溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值不適合分層湖庫。

2.1.3敏感物種及其生活史階段

針對(duì)冷水魚等敏感物種及其早期生活史階段，需要制定更嚴(yán)格的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)。在鮭魚洄游期間，威斯康星州規(guī)定溶解氧濃度需保持在自然背景濃度下，阿拉斯加州對(duì)溯河產(chǎn)卵的魚類制定溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值為7 mg/L。華盛頓州規(guī)定鮭魚飼養(yǎng)和遷徙期溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值為6.5 mg/L，產(chǎn)卵期為8 mg/L；鱒魚產(chǎn)卵期的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值也為8 mg/L；而紅點(diǎn)鮭魚產(chǎn)卵期溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值高達(dá)9.5 mg/L。佛蒙特州規(guī)定鮭魚卵成熟后期和仔魚發(fā)育期的溶解氧飽和度為95%。由于魚類有洄游的習(xí)性，尤其是生殖洄游期，在具體時(shí)間和地點(diǎn)制定溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值是保護(hù)敏感物種更有效的措施。羅得島州對(duì)魚類早期生命階段所處的不同地點(diǎn)制定了不同溶解氧標(biāo)準(zhǔn)：早期生命在礫石處溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值為8 mg/L；在上覆水中溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值為5 mg/L。愛達(dá)荷州規(guī)定建有水力發(fā)電設(shè)施的河段魚類產(chǎn)卵期的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)適用的時(shí)間為7月15日—10月15日。緬因州魚類產(chǎn)卵期溶解氧標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)的時(shí)間為10月1日—翌年5月14日，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值為8 mg/L。冷水魚產(chǎn)卵期需要較低的溫度，高溫會(huì)使得物種敏感性升高，因此高溫條件下應(yīng)制定更嚴(yán)格的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)來保護(hù)冷水生物。

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