全球有毒有害化学品绿色替代评估方法及相关应用解析(附技术指南参考)

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2024年10月12日

近日,第16届全球化学品法规年度论坛CRAC China 2024顺利召开,来自生态环境部华南环境科学研究所的正高级工程师刘芸女士就「有毒有害化学品绿色替代评估方法及应用」最新进展发表了精彩演讲。

有毒有害化学品绿色替代评估方法及应用

刘芸女士从替代与替代评估、国际化学品替代评估方法现状、T/CSES 151-2024绿色替代品评估技术指南、应用与展望4个方面,为与会者提供了丰富信息与深刻见解。

替代与替代评估

随着工业化和科技进步,新型污染物(如持久性有机污染物、微塑料、抗生素等)对环境和健康的威胁日益凸显,传统污染治理手段难以应对这些极具复杂性与隐蔽性的新污染物。

为应对这一新挑战,2022年5月24日,国务院办公厅印发《新污染物治理行动方案》,旨在应对新型污染物带来的环境和健康风险,提出了从风险筛查、风险评估到风险管控的治理框架,并通过源头禁限、过程减排和末端治理等手段,系统化地管控新污染物。

新污染物治理行动方案

其中,绿色替代是在源头禁限中严格实施淘汰或限用措施的重要手段,在新污染物治理中发挥关键作用。

此外,中共中央、国务院发布的《深入打好污染防治攻坚战》中也指出:重点行业如石化和化工领域需要实施原辅材料和产品源头替代工程,以减少高污染化学品的使用,推动绿色生产。

上述政策均强调了要加强绿色替代技术的推广和应用,表明国家致力于通过绿色替代技术,加快产业转型升级,降低环境风险,保护生态环境与公众健康。

回顾以往一些有毒有害化学物质的“遗憾替代”案例,可以发现替代品有时会带来意想不到的危害。

例如氯氟烃(氟利昂)因破坏臭氧层,在1987年《蒙特利尔议定书》中被限制使用。但其替代物氢氟碳化合物(HFCs)又导致全球变暖,因此,在2016年《蒙特利尔协定书》中决定逐步淘汰HFCs。

此外,全氟辛基磺酸(PFOS)被全氟烷基醚磺酸盐(F-53B)替代,而F-53B却表现出更强的生物富集和内分泌干扰效应。

这些例子反映了过往的“遗憾替代”都存在“污染—替代—再污染”的问题,而这主要源于对替代品属性特征考虑不全面、缺乏科学有效的替代评估方法以及约束力不足,这也是目前有毒有害化学物质替代工作中的主要挑战。

那么目前国际上,针对有毒有害化学物质替代有哪些新进展呢?

国际化学品替代评估方法现状

纵观国际上化学品替代评估的发展历程,我们可以看到,从最初的框架构建和方法发展,到配套工具的完善,国外已经积累了丰富的经验,为我们提供了宝贵的借鉴。

美国EPA的替代品危害评估指南

该指南包括根据评估节点收集数据,并根据危害标准对每个危害进行分级。评估节点主要包括人体健康效应(9个终点)、环境与归趋(3个终点)以及附加终点(9个终点)。

美国EPA还根据替代品的危害评估结果建立了更安全化学成分清单SCIL,旨在初步避免替代品固有属性带来的毒理学影响。

该清单涵盖了不同功能用途下的1879种替代品,这些用途主要包括抗菌活性物质、螯合剂、着色剂、消泡剂等16种类别。

SCIL根据对环境和健康的关注度将这些化学品分为四个等级,以帮助评估和选择更安全的替代品。

德国EFA的可持续化学品指南

德国的评估流程包括收集数据、对各个危害终点分级、确定替代品最终危害分级、再对替代品进行用途评估、最终确定更好的替代品。

德国评估的危害终点涵盖问题清单筛查(看物质是否存在8个问题清单中):物质的危险物化性质、人体毒性、环境危害性、迁移性、原料来源、温室气体排放、资源利用率。

通过收集到的危害数据并对照危害分级标准,根据最敏感的危害类别确认化学品的最终危害分级。

随后再从排放潜力、使用群体、使用量、废物阶段、替代潜力、化学品使用优势以及替代品创新潜力这7个方面对替代品进行用途评估,最终实现绿色替代。

国际经合组织OECD

OECD确定和选择更安全替代品的评估流程包括明确评估范围,进行比较危害评估和比较暴露评估,最终整合危害和暴露评估结果。

OECD确定和选择更安全替代品的比较危害评估分级标准主要参考德国 EFA 的《可持续化学品指南》,比较暴露评估则是结合实际使用场景,分析替代品的主要暴露途径和场景,最终整合比较危害和比较暴露的评估结果,采用打分法判断替代品优劣。

总结国际上化学品替代评估方法的发展历程,从评估替代品的固有属性发展到进一步评估替代品的暴露属性,再评估替代品的功能属性,这些评估方法综合考虑了替代品的环境和健康危害特性,使用、消费和处置过程中的暴露特性以及社会经济、性能、能源等功能特性,从而实现全面且可持续的替代。

绿色替代品评估技术指南

面对国内日益迫切的环境保护和绿色发展的需求,也为了进一步落实《深入打好污染防治攻坚战》和《新污染物治理行动方案》等政策,推动有毒有害化学物质的替代,生态环境部华南研究所编制了中国环境科学学会团体标准—《T/CESE 151-2024 绿色替代品评估技术指南》(以下简称“绿色替代品评估技术指南”)。

绿色替代品评估技术指南

该指南借鉴国际经验,构建了系统化的替代品评估框架,旨在围绕化学物质的健康危害、生态毒性和环境影响等固有危害属性,确定绿色替代品评估危害终点指标体系,建立绿色分级评估方法,为科学评估替代品环境友好性及寻找更安全替代品提供依据。

绿色替代品评估技术指南关注的危害终点包括:

绿色替代品评估技术指南关注的危害终点

危害终点关注度分级按照 GB 30000 系列的分类方法或 GHS 分类和标签方法收集并判断每个危害终点的GHS分类,按照关注度分级标准将替代品的每个危害终点分为极高关注度(vH)、高关注度(H)、中关注度(M)和低关注度(L)4 级,最后根据替代品每个危害终点的分级结果,按照替代品绿色分级方法进行绿色分级:

替代品绿色分级方法

应用与展望

最后,刘芸老师展示了绿色替代品评估技术指南在涂料行业替代评估中的应用。

她举例说明,企业可以通过将4级评分的有毒有害物质,如甲苯和二甲苯,替换为2级评分的乙酸丁酯,从而实现绿色替代。这种做法不仅有助于减少涂料产品中的有害成分,还能促进环境保护和人类健康的改善。

企业应该积极与政府合作建立更全面的替代清单,遵循源头禁限措施,实施淘汰或限用这些高风险化学品,以推动行业向更安全、更环保的方向发展。

刘芸老师的示范强调了科学评估和合理选择替代品在实现绿色替代中的关键作用,展示了如何通过有效的替代品管理策略来降低对环境和健康的潜在危害。

此外,刘芸老师也对相关行业做出了以下建议:

  • 建立替代评估方法体系:替代品暴露属性评估和性能属性评估技术方法,全面考虑三废排放、暴露途径、性能、经济社会、能源资源等方面,构建打分方法;

  • 构建替代评估配套工具:结合机器学习和大数据分析技术,开发替代品的高通量毒性预测和分类方法,有助于进一步推动替代评估的进程;

  • 开展替代工程试点示范:针对原材料有毒有害、过程高能耗等工艺,明确关键行业开展替代试点工程,通过替代原料、减少有毒中间产物和三废、降低能耗等措施实现绿色生产,并在行业推广,为行业标准的构建和验证提供经验。

瑞欧科技希望能持续发挥连接政府官方、行业机构及企业等各方的桥梁和纽带作用,推动化学品相关企业向绿色可持续发展转型。

通过提供专业的技术服务,瑞欧科技帮助企业加速有毒有害物质的绿色替代进程,促使企业适应更严格的环保法规。

同时,瑞欧科技还与各方携手,共同推进环保创新,构建绿色、全面、可持续的产业发展模式,以实现社会与环境的双赢目标。

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