《頁巖氣開發(fā)地塊特征污染物生態(tài)風險評估技術導則》

T/CSES1.1—202X

ICS13.020.10

CCSZ04

團體標準

T/CSESXXXX-2023

頁巖氣開發(fā)地塊特征污染物生態(tài)風險評估

技術導則

Technicalguidelinesforecologicalriskassessmentof

characteristicpollutantsinshalegasdevelopmentplots

(征求意見稿)

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國環(huán)境科學學會發(fā)布

T/CSESXXX—202X

目次

前言..........................................................................................................................................................II

1范圍1

2規(guī)范性引用文件...........................................................................................................................................1

3術語和定義...................................................................................................................................................1

4評估原則與程序...........................................................................................................................................3

5評估方案制定...............................................................................................................................................5

6風險識別.......................................................................................................................................................5

7暴露評估.......................................................................................................................................................6

8風險表征.......................................................................................................................................................7

9風險等級劃分...............................................................................................................................................8

10不確定度分析.............................................................................................................................................9

11評估報告編制.............................................................................................................................................9

附錄A（資料性）頁巖氣開發(fā)地塊污染風險源識別.....................................................................10

附錄B（資料性）閾值指標及毒性評價終點清單..........................................................................13

附錄C（資料性）平均物種豐度（MSAR）模型..........................................................................17

附錄D（資料性）頁巖氣開發(fā)地塊生態(tài)風險評估報告編制大綱.................................................18

參考文獻...................................................................................................................................................19

I

T/CSESXXX—202X

1范圍

本文件規(guī)定了頁巖氣開發(fā)地塊特征污染物生態(tài)風險評估的一般性原則、程序、內容和方法。

本文件僅適用于我國頁巖氣開發(fā)區(qū)域地表水、地下水和土壤環(huán)境特征污染物的生態(tài)風險評估。

本文件不適用于頁巖氣開發(fā)中井噴等重大事故的環(huán)境應急評估，不適用于放射性污染物的生態(tài)

風險評估。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用

文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）

適用于本文件。

GB/T41611頁巖氣術語和定義

GB/T27921風險管理風險評估技術

GB15618土壤環(huán)境質量農用地土壤污染風險管控標準（試行）

GB36600土壤環(huán)境質量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）

HJ1231土壤環(huán)境詞匯

HJ1257化學物質環(huán)境管理化學物質測試術語

HJ682建設用地土壤污染風險管控和修復術語

HJ831淡水生物水質基準推導技術指南

T/CSES22水環(huán)境化學污染物復合污染生態(tài)風險評估技術指南

T/CSES23水環(huán)境激素類化學污染物生態(tài)風險評估技術

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

頁巖氣shalegas

以游離態(tài)、吸附態(tài)為主，少量溶解態(tài)，賦存于富有機質頁巖層段中的天然氣。

注：一般具有自生自儲、大面積連續(xù)分布、儲層低孔低滲、單井無自然產能或低產，需通過增產改造才能獲得

工業(yè)氣流等特點。

3.2

井場wellsite

頁巖氣單井、平臺井生產設施的場所。

3.3

頁巖氣開發(fā)地塊shalegasdevelopmentplots

頁巖氣開發(fā)礦權所在區(qū)域。

注：我國頁巖氣開發(fā)涉及污染生態(tài)影響的主要有兩類：其一為頁巖氣生產平臺，一般每個平臺3~6口井，甚至

更多；其二為頁巖氣開發(fā)礦權區(qū)域，上述的生產平臺均分布在該區(qū)域內，平臺間距在5公里左右。本文件規(guī)定的頁

巖氣開發(fā)地塊屬于第二種情況。

1

T/CSESXXX—202X

3.4

特征污染物characteristicpollutants

在頁巖氣開采過程或開采后可能導致潛在污染或對周邊環(huán)境介質產生影響的特有污染物。

3.5

生態(tài)風險評估ecologicalriskassessment

應用定量的方法評估、預測各種環(huán)境污染物對生物系統(tǒng)可能產生的風險及評估該風險可接受程

度的模式或方法。

3.6

危害識別hazardidentification

根據環(huán)境介質污染狀況調查獲取的資料，結合地塊土地（規(guī)劃）利用方式，確定地塊的關注污

染物、地塊內污染物的空間分布和可能的受體。

3.7

受體receptor

暴露于脅迫因子的生態(tài)實體，包括個體、種群、群落以及生態(tài)系統(tǒng)。

3.8

暴露評估exposureassessment

對風險受體暴露環(huán)境中化學污染物的暴露量、頻率及持續(xù)時間的估計或測定過程。

3.9

劑量-反應（效應）關系dose-response(effect)relationship

劑量與受試生物反應（效應）之間的定量關系。

3.10

效應濃度effectconcentration；ECx

在給定測試周期內，與對照組相比，導致x%受試生物出現某觀察效應的受試物濃度。

3.11

危害濃度hazardousconcentration（HCx）

受影響物種的累積概率達到x%時的污染物質濃度，或（100-x）%的物種能夠得到有效保護的

污染物質濃度。

3.12

毒性閾值thresholdoftoxicologicalconcern

環(huán)境介質中（地表水、地下水、土壤）污染物暴露對生物受體（水生生物、陸生生物）產生不

良效應的濃度（如半數致死濃度、預測無效應濃度）。

3.13

半數致死劑量（濃度）medianlethaldose(concentration)；LD50；LC50

2

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在給定測試周期內，導致50%受試生物死亡的受試物劑量或濃度。

3.14

預測無效應濃度predictednoeffectconcentration；PNEC

在現有認知條件下，在受關注環(huán)境單元中預計對受試生物不會產生不良效應的最高受試物濃度。

3.15

最低可觀察效應濃度lowestobservedeffectconcentration；LOEC

在給定測試周期內，與對照組相比，在統(tǒng)計學意義上對受試生物產生顯著效應（p＜0.05）的最

低受試物濃度。

3.16

無可觀察效應濃度noobservedeffectconcentration；NOEC

在給定測試周期內，與對照組相比，在統(tǒng)計學意義上對受試生物未產生顯著效應（p≥0.05）的

最高受試物濃度。

3.17

測試終點testendpoint

與對照組相比，受試物使受試生物發(fā)生變化的可測定的特征指標，常用測試終點有死亡率、抑

制率等。

3.18

風險表征riskcharacterization

綜合暴露評估與毒性評估的結果，對風險進行量化計算和空間表征，并討論評估中所使用的假

設、參數與模型的不確定性的過程。

3.19

風險商riskquotient，RQ

風險商通常用于對某個單一化合物進行毒性效應評估，其計算方式是通過實際檢測或者利用模

型預測出的環(huán)境中該化合物的濃度與表明此物質脅迫程度的毒理數值相比，得到風險商值（RQ）。

3.20

物種敏感度分布speciessensitivitydistribution，SSD

描述不同物種由于生活史、生理構造、行為特征和地理分布等的不同，對某一污染物的敏感性

差異遵循的概率分布規(guī)律。

3.21

不確定性分析uncertaintyanalysis

對風險評估過程的不確定性因素進行綜合分析評價。

4評估原則與程序

4.1評估原則

3

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4.1.1科學性

基于現有數據資料和科學手段，根據環(huán)境管理需求、評估目的、數據可及性和有效性，科學合

理地制定評估目標和評估方案，開展評估分析，確保評估過程的系統(tǒng)性、完整性和評估結論的客觀

性。

4.1.2透明性

對生態(tài)風險評估的整個過程應進行完整且系統(tǒng)的記錄。其中，應特別注意記錄評估的制約因素、

不確定性和假設及其處理方法、評估中的不同意見和觀點、直接影響生態(tài)風險評估結果的重大決策

等內容。

4.1.3合理性

生態(tài)風險評估中使用普遍接受的科學知識、最新科學證據，在判斷中使用常識，評估結果應合

理。

4.2評估程序

頁巖氣開發(fā)地塊特征污染物生態(tài)風險評估流程如圖1所示，主要包括評估方案的制定、風險識

別、暴露評估、風險表征、風險等級劃分、評估報告編制等步驟，編制大綱見附錄D。

4

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圖1頁巖氣開發(fā)地塊特征污染物生態(tài)風險評估程序

5評估方案制定

生態(tài)風險評估前首先應明確評估范圍、評估對象、評估目的和評估類別（如正常工況的累積性

風險或事故工況的突發(fā)性風險）。通過數據調研和分析，確定評估范圍（如時間范圍、空間范圍）和

評估內容（明確風險識別、暴露評估、效應評估和風險表征各過程的評估內容和方法），選擇合適的

閾值指標和可行的評估方法，制定詳細的生態(tài)風險評估方案。

6風險識別

5

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6.1.1全生命周期風險源識別

制定生態(tài)風險評估方案時，需識別頁巖氣開發(fā)全生命周期（包括施工期、運行期和退役期）中

各個工程環(huán)節(jié)的風險源（見附錄A.1），對各時期主要環(huán)境影響因素及其潛在風險受體進行識別，明

確相應的暴露場景。

6.1.2不同工況狀態(tài)污染識別

（1）正常工況污染識別

正常工況下，頁巖氣開發(fā)過程污染物的產生特點為長效性、累積性，生態(tài)風險評估工作側重于

慢性毒性效應評估。各工程階段產生的主要污染物種類如附錄A.2（1）所示。

（2）事故工況污染識別

事故工況下，頁巖氣開發(fā)過程污染物的產生特點為突發(fā)性、高負荷，生態(tài)風險評估工作側重于

急性毒性效應評估。各工程階段主要事故類型及其主要污染物種類如附錄A.2（2）所示。

6.1.3暴露場景分析

頁巖氣開發(fā)地塊特征污染物環(huán)境暴露場景分析，首先要通過工程分析和現場勘察途徑明確污染

介質的排放種類、排放時間、排放途徑、排放頻率模式、介質暫存場所、環(huán)境污染控制措施等；在

上述基礎之上，進一步明確污染介質進入環(huán)境的暴露途徑、污染介質中優(yōu)先關注污染物的種類、環(huán)

境關鍵生物受體和生態(tài)過程等，最終構建出污染物的暴露場景。頁巖氣開發(fā)地塊特征污染物環(huán)境暴

露場景分析示例如附錄A.3所示。

7暴露評估

7.1物種篩選

7.1.1受試物種篩選原則

（1）水生生物篩選原則參考HJ831。

（2）陸生生物篩選原則主要包括：①受試物種應是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分和生態(tài)類群代表，

并能充分代表不同生態(tài)營養(yǎng)級別及其關聯(lián)性。②受試物種對污染物質應具有較高的敏感性及毒性反

應的一致性，且受試物種的毒性反應有規(guī)范的測試終點和方法。③用以毒性試驗的物種，應在純凈

的養(yǎng)殖條件下能夠馴養(yǎng)、繁殖并獲得足夠的數量，或在某一地域范圍內有充足的資源，確保有均勻

的群體可供實驗。

7.1.2受試物種數量要求

用于基于物種敏感度分布法的生態(tài)風險評估，以及針對群落與生態(tài)系統(tǒng)層級的風險評估，物種

種類數量需要滿足以下要求：

（1）水生生物物種數量要求參考HJ831，至少包括3門6科。

（2）陸生生物物種至少涵蓋包括初級生產者在內的3個不同營養(yǎng)級（包括土壤微生物、土壤無

脊椎動物和陸生植物）。

當毒性數據不滿足以上最低數據要求時，可采用以下方法：

（1）進行相應的生物毒理學實驗以補充相關數據；

（2）對于模型預測獲得的毒性數據，經驗證后可作為評估數據，但須分析其不確定性。

7.2特征污染物暴露水平數據來源及要求

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7.2.1環(huán)境預測濃度

根據評估目標，通過暴露場景分析，開展基于污染物排放和遷移轉化規(guī)律及相應的條件假設分

析，選擇合適的數學模型，構建暴露預測模型，獲得預測環(huán)境預測濃度（Estimatedenvironmental

concentration，EEC）。

7.2.2環(huán)境實測濃度

為更準確獲取評估區(qū)域特征污染物對受體的暴露量，可通過實驗分析測試環(huán)境樣品（地下水、

地表水、固體廢物以及生物樣品）中目標污染物的環(huán)境實測濃度（Monitoringenvironmental

concentration，MEC）。不同介質中目標污染物的分析測試應按相關標準和技術規(guī)范的要求進行。

7.3閾值指標選擇

（1）正常工況下生態(tài)風險評估閾值指標以慢性毒性指標（如NOEC）為主。

（2）事故工況下生態(tài)風險評估閾值指標以急性毒性指標（如LC50、LD50）為主。

（3）在開展種群與群落、生態(tài)系統(tǒng)層級的生態(tài)風險評估時，部分模型還需要其他個體水平指標

以及種群水平指標。其中，個體水平指標包括個體數量、死亡率、生殖狀態(tài)、生長速率、新陳代謝、

個體大小、年齡、個體生活史和個體環(huán)境暴露特征及屬性等；種群水平指標包括生物量、種群數量、

種群密度、平衡數量、自然增長率、性別比例、遺傳多樣性和可用的生境空間分布特征等。

附錄B.1為推薦的毒性參數及評估終點指標，附錄B.2為生態(tài)風險評估相關的閾值清單。

7.4劑量-反應（效應）數據獲取

（1）數據來源

特征污染物的劑量-反應（效應）數據主要包括實驗室測試數據、國內外毒性數據庫數據、公開

發(fā)表的文獻或報告等。

在有條件時，應當開展本土關鍵物種的劑量-反應（效應）試驗，以獲得能反映評估區(qū)域生態(tài)環(huán)

境實際特征的毒性參數。

當劑量-效應數據難以獲取時，可采用某種生物的LOEC值，或通過數學模型（如評估因子法、

排序法和物種敏感性分布法等）外推獲得特征污染物的PNEC值。

（2）數據篩選原則

從數據庫或文獻資料中獲取毒性參數時，數據篩選需遵循以下原則：

①數據可靠性：是否使用國際、國家標準測試方法以及行業(yè)技術標準，操作過程是否遵循良好

實驗室規(guī)范；對于非標準測試方法的實驗，所用實驗方法是否科學合理；實驗過程和實驗結果的描

述是否詳細；文獻是否提供了原始數據。

②數據相關性：測試終點與生態(tài)風險評估內容是否相關；測試終點與種群水平是否相關；測試

終點與作用模式是否相關。

③數據準確性：當一個物種有多個測試終點時，選擇最敏感的測試終點；當一個測試終點有多

個毒性數據時，選擇這些值的幾何均值作為該測試終點的毒性數據。

8風險表征

8.1單一污染物風險表征

當針對單一特征污染物進行生態(tài)風險評估時，多級生態(tài)風險評估方法可滿足不同層次要求的生

態(tài)風險評估需要，其方法主要包括：針對單一物種的商值法、針對種群的物種敏感性分布法（SSD）、

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針對群落與生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)合概率曲線法（JPC）等。

第1級：單一物種評估

商值法：以環(huán)境實測濃度（MEC）或環(huán)境預測濃度（EEC）表征，毒性閾值以預測無效應濃度

（PNEC）進行表征（式1和式2）。

式

??50????50

????=1

?式

????????

式中：PNEC——預測的無效應濃度：??=#2

????

f——用于推導PNEC的安全系數。

第2級:種群層次的評估

采用物種敏感性分布法（SSD），獲得保護95%的物種不受影響情況下所允許的最大環(huán)境有害濃

度（HC5）作為PNEC值后，再采用商值法進行表征。當RQ值>1時，獲取HC10、HC50、HC90的數

值，通過比較環(huán)境實測濃度與HCx值，分析評估區(qū)域受特征污染物影響的物種比例，進一步表征其

風險程度。

注：在生態(tài)風險評估的要求較嚴且物種繁殖數據可獲得情況下，可采用平均物種豐度模型（MSAR）來進行評估。

MSAR模型過程步驟分為3部分，具體見附錄C。

第3級：群落與生態(tài)系統(tǒng)水平的評估方法

結合暴露分布（超出概率，環(huán)境暴露濃度數據）和物種敏感度分布（毒性效應數據），建立聯(lián)合

概率曲線（jointprobabilitycurve，JPC），獲得暴露濃度超出一定效應的概率。進一步計算JPC的累

計面積，即整體風險概率（overallriskprobability，ORP），用于表征整體生態(tài)風險。

整體風險概率按照公式（3）計算。

式

1

式中：EPr(x)——x%生物受到?影?響?=所