环境损害司法鉴定导论

第一篇 基本情况
　　第1章 环境损害司法鉴定的应用
　　Paul D. Boehm， Brian L. Murphy
　　1.1 引言 004
　　1.2 污染化学特征和/或描述 006
　　1.3 污染排放历史重建和背景确定 007
　　1.4 责任确定和责任分配 008
　　1.4.1 场地责任，“超级基金法”和其他驱动因素 008
　　1.4.2 北伯林顿决定(Burlington Northern Decision) 010
　　1.4.3 毒性、风险和损害的贡献 011
　　1.4.4 分摊和Daubert 013
　　1.4.5 分配原则 014
　　1.5 保险诉讼 015
　　1.5.1 场外迁移、触发保险和排放时间 016
　　1.5.2 预期的和有意的vs突发的和意外的 017
　　1.6 有毒物质侵权 018
　　1.6.1 关联和因果关系 018
　　1.6.2 鉴别诊断 019
　　致谢 020
　　参考文献 020
　　1.1 引言
　　过去20年，环境损害司法鉴定领域有了很大的发展，从专注于分析化学数据的专业数据分析扩展至化学、地理空间、史学、水文地质和地质年代学等多学科、多领域的应用，并与强大的统计和其他数据分析应用相结合，如迁移模型。同时，开展环境损害司法鉴定相关研究的动机也在扩展。环境损害司法鉴定早期多应用于溢油鉴定（Bentz，1976），这些研究受早期的国家和国际环境法影响。虽然与石油相关的环境损害司法鉴定仍然是环境损害司法鉴定中一个非常活跃的领域（第8章），并且与油源识别有关的技术在不断发展，但是这些技术在其他化学品和其他方面的新应用不断出现，使该领域保持着高度动态发展。
　　就像“侦探小说”中的核心问题一样，环境损害司法鉴定“四重奏”为何事，何地，何时，何人。这些问题贯穿始终，形成了环境损害司法鉴定的核心基础，聚焦在污染排放的历史重建中，包括偶然的和“常规的”。在实践中，环境损害司法鉴定研究包括三个基本的、相互关联的要素，第一个要素是了解已经排放的化学物质，无论在陆地上、空气中、地下水中或水生环境中，一个场地污染的化学特征和/或描述，构成了正在调查的场景。虽然现场特征很少能完全满足环境损害司法鉴定调查的数据需求（见第6章），但为几乎所有此类研究提供了基础；第二个要素是确定化学物质释放或排放到环境中的历史背景和时间，包括那些可能形成目前观测到的分布状态的历史环境迁移过程，这个要素完善了环境损害司法鉴定的资料。这两个要素为形成第三个要素奠定了基础： 责任确定，以及*终对有害污染责任比例的分配。本章节仅对这三个要素进行概述，后续章节将对其进行详细介绍。
　　以往对司法鉴定研究的讨论主要基于美国法律中的责任条款，但是，这些技术原理是根据各种国际法律在世界范围得以实践的。本章不详细讨论法律本身，我们聚焦环境损害司法鉴定实践的状况，包括可以采用司法鉴定方法来解决的问题和技术议题，所有这些都超越了与责任相关的法律要求。但是，在该领域的人员必须注意在法律和监管程序的范围内来进行科学实践。基于环境损害司法鉴定应用的专家报告已被联邦法院认可，并被法院用于污染源贡献的分配。用于形成这些意见的数据评估方法与联邦证据规则（the Federal Rules of Evidence）第702条中所允许的方法一致。例如，在世纪铝案（Century Aluminum case）中2，法院采信了基于对从受影响场地不同位置收集的样本集使用主成分分析（PCA；见第18章和第19章）得到的证据。法院认为多元统计方法如果应用得当是可以接受的。
　　利用化学指纹识别技术来支持专家关于污染性质、范围和污染源的观点，也被认为是符合证据标准的3。联邦法院已经采用化学司法鉴定用作分配特定化学品（如多环芳烃[PAHs]）的来源贡献以及当事人治理成本的分摊4。案件的目标是为在含有PAH沉积物水体的邻近设施间进行责任分摊。案件中，基于化学指纹识别技术，分摊证据成为整体分配决定的一部分：
　　法院估计，惠好公司（Weyerhaeuser）安装的防腐油桩和高地作业产生的多环芳烃(PAHs)含量占6%4。
　　基于司法鉴定方法的证据，包括化学指纹图谱鉴定和多元统计分析，也被法院用于评估除多环芳烃(PAHs)以外的污染物造成的损害5。
　　一般来说，确定化学污染责任可被分为四种不同类型情境，如表1.1所示。此表还列出了每种情境的关键司法鉴定问题，这四种情境可能代表了使用环境损害司法鉴定这一工具的绝大多数情况（虽然不是全部）。我们之所以选择这四种情况，是因为它们在美国是*结构化、*普遍适用的。在本章的剩余部分，我们介绍如何测定化学物质的浓度或其他性能，结合在本书后续描述的司法鉴定技术，可以用来阐明这些司法鉴定问题。
　　表1.1 责任情境和相关司法鉴定问题
　　1.2 污染化学特征和/或描述
　　任何环境损害司法鉴定调查的第一要素是场地特征。场地特征和环境评估很少是为了严格地确定“何事，何地，何时，何人”这四个环境损害司法鉴定问题中的细节而设计，但确实为后续更详细和更集中的调查提供了基础。如第6章和其他地方所述，场地特征描述通常发生在修复调查的背景下（比如，根据1980年《综合环境反应、赔偿和责任法》[CERCLA]或者国家同类法案进行的修复调查和可行性研究[RI/FS]；前面展示了一些事例，或者作为不动产转让前的“环境评估”。
　　所有场地调查或环境评估的主要目的是：
　　● 确定场地污染的性质，包括存在何种化学物质及其在各种介质中的浓度，以及这些浓度与场地外或“背景”浓度相比较如何。
　　● 从三维角度描述污染的范围。
　　● 评估对人类健康和/或生态受体产生的风险。
　　● 评估清理的必要性、可能的方法和费用。
　　CERCLA（超级基金法Superfund）和许多州的法规为现场调查的实施提供了详细指导。对于不动产交易，美国测试与材料协会（ASTM）发布了进行第一阶段评估的两个“标准实践”。第一阶段的目的是评估现场污染的可能性，正如在这些标准实践中使用的术语一样，第一阶段评估不包括任何环境采样。这些标准实践*初是为了满足CERCLA中“无辜的土地所有者辩护”的其中一个要求而制定的。
　　美国测试与材料协会标准实践E 1527（ASTM Standard Practice E 1527）中将第一阶段现场评估的四个组成部分描述为： 现场勘察；采访场地的所属者和居住者，以及当地政府官员；记录审查和报告准备。这一标准实践原本应由“环境专业人员”指导进行，但另一方面，ASTM Standard Practice E 1528规定可由不动产交易的任何一方或环境专业人士进行。
　　环境损害司法鉴定调查依赖于在现场评估过程中获得的信息，但不仅仅只限于该评估。在任何现场调查中，有关土地或水渠历史用途的初始信息都会被收集，其中包括可能在当地运营过的具体行业的信息。关于“令人担忧的化学品”的信息，即那些需要修复的污染物，通过扩增抽样数据来确定污染程度，并且通常在一定程度上会对现场可能是污染源的区域进行评估。现场调查过程通常还包括了解

《环境损害司法鉴定导论》是环境损害司法鉴定领域经典外文书籍的译本。《环境损害司法鉴定导论》共包含3篇20章。其中第1章到第7章作为入门教科书，介绍环境损害司法鉴定基础知识；第8章到第15章介绍化学、生物和同位素等模式识别方法在环境损害司法鉴定中的应用；第16到20章介绍各种数学统计模型在环境损害司法鉴定中的应用。

目录
前言
第三版导论
第一篇 基本情况
第1章 环境损害司法鉴定的应用
Paul D. Boehm， Brian L. Murphy
1.1 引言 004
1.2 污染化学特征和/或描述 006
1.3 污染排放历史重建和背景确定 007
1.4 责任确定和责任分配 008
1.5 保险诉讼 015
1.6 有毒物质侵权 018
致谢 020
参考文献 020
第2章 重要的历史研究方法及其在环境损害司法鉴定中的应用
Shelley Bookspan， Julie Corley， A.J. Gravel
2.1 引言 023
2.2 场地评估或责任分摊的历史研究 023
2.3 分摊与成本分配的历史研究与分析 027
2.4 历史研究人员对责任确定的贡献 029
2.5 历史研究人员对成本分摊的贡献 032
2.6“意图性”问题的历史研究与分析 034
2.7 总结 036
参考文献 036
第3章 环境损害司法鉴定中的摄影测量、图像解译、数字成像与制图
James I. Ebert
3.1 航空摄影记录 039
3.2 摄影测量原理 040
3.3 图像解译 045
3.4 分析产品和展品准备 049
3.5 案例分析 051
3.6 总结 060
参考文献 061
第4章 测量过程
Dallas Wait， Charles Ramsey， John Maney
4.1 引言 065
4.2 测量过程中的抽样和分析误差 065
4.3 制定计划 072
4.4 不同采样介质 078
4.5 数据评估 083
4.6 总结 089
参考文献 089
第5章 统计方法
Thomas D. Gauthier，Mark E.Hawley
5.1 引言 100
5.2 背景 101
5.3 在环境损害司法鉴定中的应用 112
5.4 总结 142
参考文献 143
第6章 从现有的常规场地调查数据中识别司法信息
Jun Lu
6.1 引言 149
6.2 场地历史 150
6.3 地质数据 150
6.4 水文地质数据 151
6.5 污染物的化学数据 154
6.6 高分辨率场地特征（HRSC）数据 157
6.7 污染物释放后浓度变化模式 158
6.8 总结 161
致谢 161
参考文献 161
第7章 环境中化学物质的分配与迁移
Brian L. Murphy
7.1 引言 166
7.2 化学参数 166
7.3 分配的逸度描述 173
7.4 传质模型 175
7.5 平流扩散方程 179
7.6 总结 195
符号与缩写简表 195
参考文献 197
第二篇 化学、生物和同位素模式识别方法
第8章 烃类指纹图谱分析
Gregory S. Douglas， Stephen D. Emsbo-Mattingly， Scott A. Stout，Allen D. Uhler， Kevin J. McCarthy
8.1 引言 205
8.2 指纹图谱分析方法概述 206
8.3 质量保证和质量控制 211
8.4 挥发性烃类指纹图谱分析方法 220
8.5 半挥发性烃类指纹图谱分析方法 248
参考文献 296
第9章 氯化溶剂的溯源和年鉴
Robert D. Morrison， Brian L. Murphy
9.1 引言 309
9.2 产品配方和特征稳定剂 309
9.3 生产杂质 316
9.4 利用生产杂质辨别新的和使用过的蒸汽脱脂氯化剂 320
9.5 对称结构的四氯乙烷在四氯乙烯和三氯乙烯测年中的应用 321
9.6 化合物特定同位素分析（CSIA） 324
9.7 重构氯化烃羽流技术 329
9.8 总结 333
参考文献 333
第10章 同系物取证分析
Walter J. Shields， Tarek Saba， Paul D. Boehm， Jaana Pietari
10.1 引言 352
10.2 多环芳烃（PAHs） 352
10.3 多氯联苯（PCBs） 357
10.4 二噁英和呋喃 366
10.5 其他化学家族 375
10.6 同系物环境损害司法鉴定研究的分析工具 386
10.7 总结 388
参考文献 390
第11章 稳定同位素和放射性同位素在环境损害司法鉴定中的应用
R. Paul Philp
11.1 引言 401
11.2 沉积物和地下水中污染物的放射性同位素测年 404
11.3 利用稳定同位素识别污染物来源 406
11.4 生物降解 426
11.5 VOCs和蒸汽入侵 432
11.6 大气污染物的源和汇 434
11.7 同位素法与其他方法的结合 434
11.8 无机同位素 440
11.9 页岩气、页岩油、水力压裂 442
11.10 LC/IRMS研究进展 444
参考文献 444
第12章 犯罪和环境土壤取证——土壤物证的取证调查
Lorna A. Dawson， Robert W. Mayes
12.1 引言 466
12.2 土壤和取证调查 466
12.3 取证中土壤表征的经典方法 470
12.4 土壤相关的取证调查实践 471
12.5 土壤样品分析的发展 474
12.6 土壤有机质的表征 476
12.7 综合利用数据库，*大限度地利用土壤证据 486
致谢 488
参考文献 488
第13章 环境损害司法鉴定的显微技术
James R. Millette， Richard S. Brown
13.1 引言 498
13.2 采样和分析设备 498
13.3 确定污染物的性质 500
13.4 特定污染物的含量测量 503
13.5 案例研究： 环境损害司法鉴定显微学调查案例 508
13.6 总结 517
参考文献 518
第14章 水力压裂——饮用水井溶解气体和化学物质来源的数据分析方法
Tarek Saba
14.1 引言 525
14.2 饮用水井潜在水源的化学特性 525
14.3 饮用水井采样 530
14.4 实验室分析 531
14.5 调查饮用水井气体来源的数据分析方法 532
14.6 总结 538
参考文献 538
第15章 年轮生态学在环境损害司法鉴定中的应用
Robert D. Morrison， Gwen O’Sullivan
15.1 引言 542
15.2 术语 542
15.3 原则 543
15.4 年轮生态学/植物筛查取样 545
15.5 样品制备和分析 550
15.6 司法鉴定机会 552
15.7 年轮生态学/植物筛查数据的解释 554
15.8 总结 556
参考文献 556
第三篇 司法鉴定建模
第16章 地下污染物迁移模型在环境损害司法鉴定中的应用
Robert D. Morrison
16.1 引言 571
16.2 硬化和未硬化表面污染物的释放 571
16.3 污染物在硬质化表面的传输 580
16.4 未硬化路面上污染物的输移模型 583
16.5 污染物在土壤中的输移模型 583
16.6 地下水模型 591
16.7 总结 597
参考文献 597
第17章 地下储罐和地下管道的司法鉴定调查
Robert D. Morrison
17.1 引言 613
17.2 地下储罐挖掘过程中的司法鉴定取样 613
17.3 以往的地下储罐标准 614
17.4 腐蚀 615
17.5 总结 626
参考文献 626
附录：对罗森模式的评论 628
第18章 环境损害司法鉴定中的主成分分析和受体模型
Glenn W. Johnson， Robert Ehrlich， William Full， Scott Ramos
18.1 引言 631
18.2 主成分分析 636
18.3 自训练受体模型建模方法 656
18.4 降解过程对混合模型的影响 667
18.5 总结 668
致谢 669
参考文献 669
第19章 多元统计方法和溯源技术在环境损害司法鉴定中的应用
Stephen M. Mudge
19.1 引言 678
19.2 多元统计方法 678
参考文献 695
第20章 大气污染源的受体模型及定量鉴定方法
John G. Watson， Judith C. Chow
20.1 引言 700
20.2 一般空气质量模型 701
20.3 化学物质平衡受体模型 703
20.4 化学成分（I） 704
20.5 源成分谱（J） 709
20.6 采样周期（K） 710
20.7 粒度（M） 711
20.8 受体位置（L） 712
20.9 估计结果的不确定性（σCikl，σFij和σSjkl） 712
20.10 受体模型的应用和验证方案 714
20.11 总结 716
参考文献 716