中国地表水环境质量标准研究_吴丰昌VIP专享VIP免费

33 11
2020 11
环 境 科 学 研 究
Research of Environmental Sciences
Vol.33No.11
Nov.2020
收稿日期2020-06-22 修订日2020-09-22
作者简介张远1970-) ,
辽宁沈阳人
研究员
博士
博导
主要从事水生态保护修复研究zhangyuan@ craes.org.cn.
*责任作者
1965-) ,
州人
中国工程院院士
主要从事环境地球化学和水质基准研究wufengchang@ vip.skleg.cn
基金项目国家水体污染控制与治理科技重大专项No.2017ZX07301
Supported by National Major Science and Technology Program for Water Pollution Control and TreatmentChina No.2017ZX07301
中国地表水环境质量标准研究
张 远林佳宁王 慧郭昌胜丁 森贾晓波霍守亮徐 建刘 琰
王海燕吴丰昌*
中国环境科学研究院水生态环境研究所环境基准与风险评估国家重点实验室北京 100012
摘要
地表水环境质量标准
是水环境管理的尺度
在推动我国水污染防治
公众健康与水生态安全保障等方面发挥着十分重
要的作用随着我国进入生态文明建设新阶段
水环境保护和社会经济发展形势发生深刻变化
如何与时俱进
及时修订丰富现
行标准成为迫在眉睫的问题全面剖析了我国现行 GB 38382002
地表水环境质量标准
修订历程
修订依据
重要贡献
问题及国家需求
结合国际标准发展趋势和我国社会发展阶段
提出未来将
地表水环境质量标准
由单项标准向系列标准转变
的修订思路框架初步阐述了由系列标准构成的
1+N
标准体系框架
1
是地表水环境质量基本项目标准
用于判断
地表水环境质量的优劣程度
反映水环境功能的基本水质要求
N
是不同的特定保护项目标准
包括保护水生生物的有毒有害
污染物项目水质标准
地表饮用水源地水质标准
湖泊营养物状态评价标准以及地表水水生物状况评价标准
并提出了各分标准
的相关制修订方案
关键词
地表水环境质量标准修订饮用水源地保护水生生物湖库富营养化
中图分类号X524 文章编号1001-6929202011-2523-06
文献标志码ADOI10. 13198j. issn. 1001-6929. 2020. 10. 14
Research on Environmental Quality Standard for Surface Water
ZHANG YuanLIN JianingWANG HuiGUO ChangshengDING SenJIA XiaoboHUO ShouliangXU Jian
LIU YanWANG HaiyanWU Fengchang*
State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk AssessmentInstitute of Water Environment ScienceChinese Research Academy
of Environmental SciencesBeijing 100012China
AbstractEnvironmental Quality Standard for Surface Water are the main basis for water environment managementwhich play a very
important role in promoting the prevention and control of water pollutionpublic health and water ecological security in China. With the
construction of China's ecological civilization in the new eramajor changes have taken place in water environment protection. Therefore
the existing standards are difficult to meet the needs of the current managementand the revision of the standards has become extremely
urgent. This paper comprehensively analyzes the revision processbasisimportant contributionexisting problems and revision
requirements for current Environmental Quality Standard for Surface Water GB 3838-2002 Combined with the development trend of
international standards and the social and economic stage in Chinathe revision idea of transforming the Environmental Quality Standard
for Surface Water from monoidal standards to serial1+Nstandards is preliminarily put forward. Within the standard system framework
1is the basic project of the standardswhich can be used to judge the degree of surface water environmental quality and reflect the
basic water quality requirements of water environmental functions.Nrefers to the specific protection projects of the standardsincluding
toxic and harmful pollutant standards for the protection of aquatic organismswater environmental quality standards for drinking water
sourcesevaluation standards for lake eutrophicationand evaluation standards for aquatic biological indicators. Lastlythe revision
schemes of each sub-standard in the serial standards are introduced.
KeywordsEnvironmental Quality Standard for Surface Waterrevisedrinking water sourceaquatic organisms protectionlake
eutrophication
环境科学研究 第33
水环境质量标准是指为保护人体健康
水生物安
全以及正常使用等功能而对水体中污染物最大浓度
或其他质量要求所作的规定
通常是以基准或相关标
准为依据
考虑社会
经济和技术等发展状况
经过综
合分析制各国都不断发展和完善原
有水环境基准标准
如美国已发布了水生生物急性慢
性基60
人体健康水质基准 122
27 1
欧盟45 2
现行 GB 38382002
地表水环境质量标准
标准我国水环境管理中发挥着至关重要的
作用但自 2002 年修订颁布以来
至今未再修订
着我国地表水环境质量的改善
国家目标的变化以及
生态文明建设形势的变化
难以满足
未来生态环境保护要求
对水环境质量标准修订的需
求和呼声日益增加
度重视水环境基准和标准基础研究
有学者从饮用水源
湖库营养状态标准
人体健康
提出了对我国
修订的
3-4国家水体污染控制与治理科技重大专项
简称
十一五
至今也开展了水生生
物基准
人体健康
湖库营养物基准标准和饮用
水源地标准等研究4-5
为我国水环境标准制修订奠
定了科学基按照我国社会经济绿色发展和生态
文明建设的总体要求
遵循人体健康和生态优先的原
结合国家重大科技专项的相关成果和国内外最新
成果
出水态环境保护的系统性和完整性原则
作者提出
修订的总体思路和方案框
以期为国家开展水环境标准修订提供储备
1我国地表水环境质量标准发展历程与作用
表水环境质量标准历经了 37 年的发展
1983 年首次发布了 GB 38381983
地面水环境质量
标准
该标准涵盖总氮
总磷和 COD 20 项指标
将地面水分为三级
分别为水质良好
水质较好以及
水质1988 年第一次修订后
断丰富
项目由 20 项增至 30
首次将地面水水域
按保护目 1999 年第二次修订将
标准
中地面水改称为地表水
将指标分为基本
目和选择项目
共设有水质项目 75 现 行
标准
2002 年第三次修订形成
不仅进一步强
了水域功能划分
而且把水质项目增至 109
为基本项目
水源地补充项目和特定选测项目 3
至此
基本建成了反映我国当时水环境污染
特点
合国社会经济发展国情状况和管理特点
在全国层面进行统一评价管理的标准体系
标准
充分借鉴
收了当时美国
欧盟等国际水
生生物基
人体健康基准和营养物基准的最新成
突出人体健康保
饮用水源地和湖库水生态保
大幅增加了有毒有机类
重金属等指标
提高了标
准限值的科学性
实现了与欧美国家标准的衔接
借鉴当时国外湖库营养物基准成果
提出了我国湖库
总氮
总磷标准
为我国湖库富营养化防控提供了依
同时
突出了我国水环境管理的特点
高到低设置了五类水域环境功能和目标要求
实现了
对水生态环境按功能分类进行保护
分体现了当时我国水环境科研整体实力
得到了行业
内外人员的高度认可
为我国在高速社会经济过程中
水生态环境
人体健康的安全保障做出了重大贡献
2我国地表水环境质量标准的修订需求分析
2. 1
标准
兼顾多种水域功能及其水质要求
但是难以协调不同水域功能的水质关系
标准
基本项目标准值分为五类
涉及饮用水
渔业
农业
业等多种水域功能
其中一类标准
至少对应两类水域功能
如规定达到类和类标准
的水体可用作集中式生活饮用水源地和水生生物栖
息地用水
因此标准值需要同时满足保护人体健康和
水生生物的要求以铜和锌两项
制定时以美国环境保护局 1999 年发布的美国水生
物慢性基准和人体健康基准为依据制定了我国现行
类水质标准限值6
但是美国人体健康基准中铜
锌浓度限1. 37. 4 mgL1
而美国水生生
物慢性基准中二者浓度限值分别为 0. 001 45 0. 12
mgL1
相差 60 ~ 1 000
而我国
中铜和锌
两项污染类标准限值均为 1 mgL
满足保护人体健康的要求
而对水生生物的保护可能
不足
2. 2
标准
是依据国外基准值与标准制定
乏符合中国国情的环境基准支撑
环境基准是标准制定的科学基础
基准值往往与
本地生物区系
水体理化性质和污染物毒性特点等相
由于缺乏我国环境基准研究的支撑
本项目的
类标准限值均主要参照美国水生
生物急性慢性基准
人体健康基准制定
准限值主要依据美国水生生物急性基准制定
集中式
生活饮用水地表水源地补充项目和特定项目的标准
限值主要依据
世界卫生组织饮用水准则
美国
用水卫生标准
我国饮用水卫生规范
制定6
国水生生物区系
水体理化本底背景等不
引用外国基准值容易造成对本土水生物的
4252
11 张 远等中国地表水环境质量标准研究
过保护
闫振广等750%以上的
水污染物在国内外水生物物种敏感度方面存在显著
差异
于国内外水生生物的物种敏感度存在差异
造成同一污染物的不同国家水质基准阈值差别可
能超过 100
2. 3
标准
中水质指标及其标准限值未考虑地域
背景值的影响
标准
的监测项目体系为全国统一标准
考虑地理环境特征
生态系统类型的差异如溶解氧
DO浓度与海拔均存在较大相关性
青藏高
海拔3 500 m 在夏季温度高于 20
溶解氧浓度仅为 5. 9 mgL
处于不达标状
使用统一的溶解氧浓度指标评价西藏自治
青海省等高海拔地区的水质缺乏合理性美国各
州通常依据国家发布的溶解氧浓度的基准值
制定各
区域的溶解氧浓度限值英国水环境质量标准中将溶
按照溶解氧饱和百分率分级
制定溶解氧标
8化学需氧COD和高锰酸盐指数是我国评
价水体污染程度的综合性指标
该类指标极易受到来
自沉积物和土壤淋溶的腐殖酸影响
这种天然条件下
然产的腐殖酸含量在南北河流差距显著9
造成黑龙江省
蒙古
新疆维吾尔自治区
西自治区部分地区的 COD 和高锰酸盐指数
环境背景值超标
标准
对此类指标背景值超标等问
题缺乏统筹考虑
2. 4
标准
中湖泊水库缺乏适宜的分区营养物标
难以满足当前富营养化控制需求
体富养化及其导致的蓝藻水华是我国水环
境的主要问题
受到地质
气候和温度的影响
不同区
域营养物基准美国将全国划分为 14
个生态区
不同区域制定不同的营养物基准10
对于湖库
中规定了总氮和总磷指标
的统一标准
而我国地域广阔
各地区存在地理位
地形地貌
气候条件
湖泊形态以及人类开发程度
等方面的差异
不同区域湖库水体的富营养化现
对营养物水平的响应差异巨大11
对于受人类干
强度大的东部大部浅水
营养物基准制定难
度更大12
2. 5
标准
中水质标准项目类型覆盖不全面
标准
中式生活饮用水地表水源地保护项
目共计 85
饮用水源的地表水体涉及水生生物
保护项目则相对偏少
其中河流类型地表水仅 23
24 然而
美国保护水生生物基准共 60
盟保护水生生物基准共 45
相比之下
我国对于水
生生物保护的项目类型明显不足
尤其是涉及有毒有
害有机污染物的指标缺乏近年来
我国地表水中
频繁检测出一些长
复合性新型污染物
抗生素
环境激素和微囊藻毒素等13
目前
标准
尚未包含这些物质
因此缺失对此类污染物排放控制
的相应标准
导致现行环境质量管理中对该类污染物
的控制管理不足
2. 6
标准
中的指标衔接性问题
标准
中有些指标间存在关联性
但标准值却
相互不衔接
质量管理上存在冲突以总氮和氨
氮两种污染物为例
水体中溶解性总氮的主要组成是
氨氮
硝态氮和亚硝态氮
中这两种污染物的
类标准值相同
存在着不协调性
3中国地表水环境质量标准修订思路思考
3. 1 关于我国地表水环境质量标准体系的构建
美国和欧盟近年来都更加关注水生态系统保护
美国
清洁
明确要求保护地表水化学
物理和
生物的完整
水框架指令
也提出要实现地
表水达到在传统考虑水生物毒性和
人体健康风险的水生生物和人体健康水质基准基础
发达国家进一步发展了营养物
沉积物
细菌和生
物学等基准
逐渐形成了面向水生态完整性的基准标
体系如美国于 2000 年开始制定湖泊营养物基准
发布了湖泊水库
河口海岸和湿地不同水体类
型的营养物基准技术指南14-17欧盟自 2000 年后开
始制定生物调查与评价技术的指导文件
建立了欧盟
差异性的水生态评价标18
仍然是以
饮用水源地安全
水生生物保护为核心
尚未形成面
向水生态完整性的标准体系
难以支撑由水质保护为
主向水质和水生态同时保护转变的管理需求
因此
在充分考虑水环境管理的延续性等实际情
建议
可考虑由单标准向系列标准转
形成由
1+N
水环境标准簇所构成的标准体系
其中
1
为地表水环境质量基本项目标准
用于判
断地表水环境质量的优劣程度
反映水环境功能的基
本水质要求
体现与
接性
N
为特定保护项目标准
包括保护水生生物
的有毒有害污染物项目水质标准
地表饮用水源地水
质标准
湖泊营养物状态评价标准以及地表水水生物
状况评价标准
3. 2 关于吸纳利用我国水环境基准成果的考虑
基于我国环境基准值
科学制定适合我国的标准
限值是关键水专项已构建了我国水环境基准方法
学体系
提出了保护水生生物
人体健康
湖泊营养物
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第33卷第11期2020年11月环境科学研究ResearchofEnvironmentalSciencesVol.33,No.11Nov.,2020收稿日期:2020-06-22修订日期:2020-09-22作者简介:张远(1970-),男,辽宁沈阳人,研究员,博士,博导,主要从事水生态保护修复研究,zhangyuan@craes.org.cn.责任作者,吴丰昌(1965-),男,浙江衢州人,中国工程院院士,研究员,博士,博导,主要从事环境地球化学和水质基准研究,wufengchang@vip.skleg.cn基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(No.2017ZX07301)SupportedbyNationalMajorScienceandTechnologyProgramforWaterPollutionControlandTreatment,China(No.2017ZX07301)中国地表水环境质量标准研究张远,林佳宁,王慧,郭昌胜,丁森,贾晓波,霍守亮,徐建,刘琰,王海燕,吴丰昌中国环境科学研究院水生态环境研究所,环境基准与风险评估国家重点实验室,北京100012摘要:《地表水环境质量标准》是水环境管理的尺度,在推动我国水污染防治、公众健康与水生态安全保障等方面发挥着十分重要的作用.随着我国进入生态文明建设新阶段,水环境保护和社会经济发展形势发生深刻变化,如何与时俱进,及时修订丰富现行标准成为迫在眉睫的问题.全面剖析了我国现行GB3838—2002《地表水环境质量标准》修订历程、修订依据、重要贡献、存在问题及国家需求,结合国际标准发展趋势和我国社会发展阶段,提出未来将《地表水环境质量标准》由单项标准向系列标准转变的修订思路框架.初步阐述了由系列标准构成的“1+N”的标准体系框架,其中,“1”是地表水环境质量基本项目标准,用于判断地表水环境质量的优劣程度,反映水环境功能的基本水质要求;“N”是不同的特定保护项目标准,包括保护水生生物的有毒有害污染物项目水质标准、地表饮用水源地水质标准、湖泊营养物状态评价标准以及地表水水生物状况评价标准,并提出了各分标准的相关制修订方案.关键词:《地表水环境质量标准》;修订;饮用水源地;保护水生生物;湖库富营养化中图分类号:X524文章编号:1001-6929(2020)11-2523-06文献标志码:ADOI:10.13198j.issn.1001-6929.2020.10.14ResearchonEnvironmentalQualityStandardforSurfaceWaterZHANGYuan,LINJianing,WANGHui,GUOChangsheng,DINGSen,JIAXiaobo,HUOShouliang,XUJian,LIUYan,WANGHaiyan,WUFengchangStateKeyLaboratoryofEnvironmentalCriteriaandRiskAssessment,InstituteofWaterEnvironmentScience,ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciences,Beijing100012,ChinaAbstract:EnvironmentalQualityStandardforSurfaceWaterarethemainbasisforwaterenvironmentmanagement,whichplayaveryimportantroleinpromotingthepreventionandcontrolofwaterpollution,publichealthandwaterecologicalsecurityinChina.WiththeconstructionofChina'secologicalcivilizationinthenewera,majorchangeshavetakenplaceinwaterenvironmentprotection.Therefore,theexistingstandardsaredifficulttomeettheneedsofthecurrentmanagement,andtherevisionofthestandardshasbecomeextremelyurgent.Thispapercomprehensivelyanalyzestherevisionprocess,basis,importantcontribution,existingproblemsandrevisionrequirementsforcurrentEnvironmentalQualityStandardforSurfaceWater(GB3838-2002).CombinedwiththedevelopmenttrendofinternationalstandardsandthesocialandeconomicstageinChina,therevisionideaoftransformingtheEnvironmentalQualityStandardforSurfaceWaterfrommonoidalstandardstoserial‘1+N’standardsispreliminarilyputforward.Withinthestandardsystemframework,‘1’isthebasicprojectofthestandards,whichcanbeusedtojudgethedegreeofsurfacewaterenvironmentalqualityandreflectthebasicwaterqualityrequirementsofwaterenvironmentalfunctions.‘N’referstothespecificprotectionprojectsofthestandards,includingtoxicandharmfulpollutantstandardsfortheprotectionofaquaticorganisms,waterenvironmentalqualitystandardsfordrinkingwatersources,evaluationstandardsforlakeeutrophication,andevaluationstandardsforaquaticbiologicalindicators.Lastly,therevisionschemesofeachsub-standardintheserialstandardsareintroduced.Keywords:EnvironmentalQualityStandardforSurfaceWater;revise;drinkingwatersource;aquaticorganismsprotection;lakeeutrophication环境科学研究第33卷水环境质量标准是指为保护人体健康、水生物安全以及正常使用等功能而对水体中污染物最大浓度或其他质量要求所作的规定,通常是以基准或相关标准为依据,考虑社会、经济和技术等发展状况,经过综合分析制定的管理限值.各国都不断发展和完善原有水环境基准标准,如美国已发布了水生生物急性慢性基准60项、人体健康水质基准122项和感官基准27项[1],欧盟制定了45项优控污染物标准[2].我国现行GB3838—2002《地表水环境质量标准》(简称“《标准》”)在我国水环境管理中发挥着至关重要的作用.但自2002年修订颁布以来,至今未再修订,随着我国地表水环境质量的改善、国家目标的变化以及新时代生态文明建设形势的变化,《标准》难以满足未来生态环境保护要求,对水环境质量标准修订的需求和呼声日益增加.国家高度重视水环境基准和标准基础研究.已有学者从饮用水源地水质标准、湖库营养状态标准、人体健康风险等角度,提出了对我国《标准》修订的建议[3-4].国家水体污染控制与治理科技重大专项(简称“水专项”)从“十一五”至今也开展了水生生物基准、人体健康基准、湖库营养物基准标准和饮用水源地标准等研究[4-5],为我国水环境标准制修订奠定了科学基础.按照我国社会经济绿色发展和生态文明建设的总体要求,遵循人体健康和生态优先的原则,结合国家重大科技专项的相关成果和国内外最新成果,突出水生态环境保护的系统性和完整性原则,作者提出了我国《标准》修订的总体思路和方案框架,以期为国家开展水环境标准修订提供储备.1我国地表水环境质量标准发展历程与作用我国地表水环境质量标准历经了37年的发展.1983年首次发布了GB3838—1983《地面水环境质量标准》,该标准涵盖总氮、总磷和COD等20项指标,将地面水分为三级,分别为水质良好、水质较好以及水质尚可.在1988年第一次修订后,《标准》内容不断丰富,项目由20项增至30项,首次将地面水水域按保护目的划分为Ⅰ~Ⅴ类.1999年第二次修订将原《标准》中地面水改称为地表水,将指标分为基本项目和选择项目,共设有水质项目75项.现行《标准》是在2002年第三次修订形成,不仅进一步强化了水域功能划分,而且把水质项目增至109项,分为基本项目、地表水源地补充项目和特定选测项目3类.至此,我国基本建成了反映我国当时水环境污染特点,符合国家社会经济发展国情状况和管理特点,适用于在全国层面进行统一评价管理的标准体系.该《标准》充分借鉴、吸收了当时美国、欧盟等国际水生生物基准、人体健康基准和营养物基准的最新成果,突出人体健康保护、饮用水源地和湖库水生态保护,大幅增加了有毒有机类、重金属等指标,提高了标准限值的科学性,实现了与欧美国家标准的衔接,如借鉴当时国外湖库营养物基准成果,提出了我国湖库总氮、总磷标准,为我国湖库富营养化防控提供了依据;同时,《标准》突出了我国水环境管理的特点,从高到低设置了五类水域环境功能和目标要求,实现了对水生态环境按功能分类进行保护.综上,《标准》充分体现了当时我国水环境科研整体实力,得到了行业内外人员的高度认可,为我国在高速社会经济过程中水生态环境、人体健康的安全保障做出了重大贡献.2我国地表水环境质量标准的修订需求分析2.1《标准》同时兼顾多种水域功能及其水质要求,但是难以协调不同水域功能的水质关系《标准》基本项目标准值分为五类,涉及饮用水源、渔业、农业、工业等多种水域功能,其中一类标准至少对应两类水域功能,如规定达到Ⅱ类和Ⅲ类标准的水体可用作集中式生活饮用水源地和水生生物栖息地用水,因此标准值需要同时满足保护人体健康和水生生物的要求.以铜和锌两项污染物为例,《标准》制定时以美国环境保护局1999年发布的美国水生生物慢性基准和人体健康基准为依据制定了我国现行Ⅱ类水质标准限值[6],但是美国人体健康基准中铜、锌浓度限值分别为1.3、7.4mgL[1],而美国水生生物慢性基准中二者浓度限值分别为0.00145和0.12mgL[1],相差60~1000倍,而我国《标准》中铜和锌两项污染物浓度的Ⅱ类标准限值均为1mgL,可以满足保护人体健康的要求,而对水生生物的保护可能不足.2.2《标准》主要是依据国外基准值与标准制定,缺乏符合中国国情的环境基准支撑环境基准是标准制定的科学基础,基准值往往与本地生物区系、水体理化性质和污染物毒性特点等相关.由于缺乏我国环境基准研究的支撑,《标准》中基本项目的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类标准限值均主要参照美国水生生物急性慢性基准、人体健康基准制定,Ⅳ和Ⅴ类标准限值主要依据美国水生生物急性基准制定,集中式生活饮用水地表水源地补充项目和特定项目的标准限值主要依据《世界卫生组织饮用水准则》《美国饮用水卫生标准》和《我国饮用水卫生规范》制定[6].由于中美两国水生生物区系、水体理化本底背景等不同,直接引用外国基准值容易造成对本土水生物的4252第11期张远等:中国地表水环境质量标准研究“过保护”或“欠保护”,闫振广等[7]发现50%以上的水污染物在国内外水生物物种敏感度方面存在显著差异,由于国内外水生生物的物种敏感度存在差异性,造成同一污染物的不同国家水质基准阈值差别可能超过100倍.2.3《标准》中水质指标及其标准限值未考虑地域背景值的影响《标准》的监测项目体系为全国统一标准,没有考虑地理环境特征、生态系统类型的差异.如溶解氧(DO)浓度与海拔(高程)均存在较大相关性,青藏高原(海拔高于3500m地区)在夏季温度高于20℃时,饱和溶解氧浓度仅为5.9mgL,处于不达标状态,因此使用统一的溶解氧浓度指标评价西藏自治区、青海省等高海拔地区的水质缺乏合理性.美国各州通常依据国家发布的溶解氧浓度的基准值,制定各区域的溶解氧浓度限值;英国水环境质量标准中将溶氧量按照溶解氧饱和百分率分级,制定溶解氧标准[8].化学需氧量(COD)和高锰酸盐指数是我国评价水体污染程度的综合性指标,该类指标极易受到来自沉积物和土壤淋溶的腐殖酸影响,这种天然条件下自然产生的腐殖酸含量在南北河流差距显著[9],往往造成黑龙江省、内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区、青海省和西藏自治区部分地区的COD和高锰酸盐指数环境背景值超标,《标准》对此类指标背景值超标等问题缺乏统筹考虑.2.4《标准》中湖泊水库缺乏适宜的分区营养物标准,难以满足当前富营养化控制需求水体富营养化及其导致的蓝藻水华是我国水环境的主要问题,受到地质、气候和温度的影响,不同区域营养物基准阈值差异较大.美国将全国划分为14个生态区,不同区域制定不同的营养物基准[10].我国对于湖库型水体,《标准》中规定了总氮和总磷指标的统一标准,然而我国地域广阔,各地区存在地理位置、地形地貌、气候条件、湖泊形态以及人类开发程度等方面的差异,不同区域湖库水体的富营养化现象对营养物水平的响应差异巨大[11],对于受人类干扰强度大的东部大部分浅水湖泊,营养物基准制定难度更大[12].2.5《标准》中水质标准项目类型覆盖不全面《标准》中集中式生活饮用水地表水源地保护项目共计85项,非饮用水源的地表水体涉及水生生物保护项目则相对偏少,其中河流类型地表水仅23项、湖库24项.然而,美国保护水生生物基准共60项,欧盟保护水生生物基准共45项,相比之下,我国对于水生生物保护的项目类型明显不足,尤其是涉及有毒有害有机污染物的指标较缺乏.近年来,我国地表水中频繁检测出一些长期累积性、复合性新型污染物,如抗生素、环境激素和微囊藻毒素等[13],目前《标准》中尚未包含这些物质,因此缺失对此类污染物排放控制的相应标准,导致现行环境质量管理中对该类污染物的控制管理不足.2.6《标准》中的指标衔接性问题《标准》中有些指标间存在关联性,但标准值却相互不衔接,造成质量管理上存在冲突.以总氮和氨氮两种污染物为例,水体中溶解性总氮的主要组成是氨氮、硝态氮和亚硝态氮,《标准》中这两种污染物的Ⅱ~Ⅴ类标准值相同,存在着不协调性.3中国地表水环境质量标准修订思路思考3.1关于我国地表水环境质量标准体系的构建美国和欧盟近年来都更加关注水生态系统保护.美国《清洁水法》明确要求保护地表水化学、物理和生物的完整性,欧盟《水框架指令》也提出要实现地表水达到良好生态状态.在传统考虑水生物毒性和人体健康风险的水生生物和人体健康水质基准基础上,发达国家进一步发展了营养物、沉积物、细菌和生物学等基准,逐渐形成了面向水生态完整性的基准标准体系.如美国于2000年开始制定湖泊营养物基准,发布了湖泊水库、河流、河口海岸和湿地不同水体类型的营养物基准技术指南[14-17].欧盟自2000年后开始制定生物调查与评价技术的指导文件,建立了欧盟差异性的水生态评价标准[18].我国《标准》仍然是以饮用水源地安全、水生生物保护为核心,尚未形成面向水生态完整性的标准体系,难以支撑由水质保护为主向水质和水生态同时保护转变的管理需求.因此,在充分考虑水环境管理的延续性等实际情况,建议我国《标准》可考虑由单标准向系列标准转变,形成由“1+N”水环境标准簇所构成的标准体系.其中,“1”为地表水环境质量基本项目标准,用于判断地表水环境质量的优劣程度,反映水环境功能的基本水质要求,体现与《标准》水域功能分类管理的衔接性;“N”为特定保护项目标准,包括保护水生生物的有毒有害污染物项目水质标准、地表饮用水源地水质标准、湖泊营养物状态评价标准以及地表水水生物状况评价标准.3.2关于吸纳利用我国水环境基准成果的考虑基于我国环境基准值,科学制定适合我国的标准限值是关键.水专项已构建了我国水环境基准方法学体系,提出了保护水生生物、人体健康、湖泊营养物5252环境科学研究第33卷和沉积物等多种类型污染物的环境基准建议值.以保护水生生物为例,目前已获得了重金属(Cd、Pb、Cu、Cr、Zn等)、氨氮、持久性有机污染物(PFOS、PFOA等)、新型有机污染物(三氯生)等多种基于本土生物毒性数据的水生生物基准值[19-25].《标准》修订可吸纳水专项环境基准的研究成果,以及国内外近20年最新的生态毒理学和环境科学研究成果,调整完善标准体系设置和相关限值,修订更新氨氮、重金属等有毒有害污染物等项目限值.4《标准》修订的初步方案基于“1+N”水环境质量标准体系,考虑到我国当前的实际情况,近期建议重点对基本项目标准、保护水生生物有毒有害污染物项目水质标准、地表饮用水源地水质标准、湖库富营养化评价标准和地表水生物状况评价标准方案进行修订.4.1地表水环境质量基本项目标准各国的标准体系分为2种类型,一类是欧美的标准体系,没有基本项目指标,也不进行分级评价;另一类是韩国和日本的标准体系,存在基本项目及分级标准,基本项目主要包括pH、五日生化需氧量(BOD5)、悬浮物(SS)、溶解氧(DO)、大肠菌群/粪大肠菌群数5项指标[26-27].《标准》中基本项目共计24项指标,含有重金属等有毒有害污染物项目,超出了水环境质量基本功能评价需求,建议选择反映水体净化能力的常规指标为主,对基本项目指标进行优化.通过对国内外常用项目梳理及自动在线监测项目的衔接,提出将pH、BOD5、高锰酸盐指数、DO、氨氮(NH3-N)、总磷、粪大肠菌群7项指标作为基本项目.COD、DO、BOD5和高锰酸盐指数为水中有机污染状况的综合性指示指标.COD在国际上一般不作为水质评价指标,多为污染源监测指标,而且重铬酸盐法的检出限≥50mgL,小于50mgL的测定结果误差较大,通常用于表征污水或污染严重的有机污染程度.根据2018年我国地表水国控断面水质监测数据,约80%的COD监测值均小于20mgL.因此,将COD作为地表水水环境的基本指标意义不大;同时,COD测定过程中需要用到铬和汞,会造成二次污染,建议删除COD指标.考虑到我国水质评价和水环境管理的延续性,建议保留DO、BOD5、高锰酸盐指数指标以反映水体净化能力和有机污染状况.氨氮是我国长期的污染控制指标,建议近期仍然保留在基本指标内,远期可调整到保护水生生物、饮用水源地项目中,作为有毒有害项目进行考虑.总磷是反映我国营养物污染的指标,国际上河流考核的指标项目中可以不考虑总磷指标,但是由于我国河湖、河海衔接需求,建议全国层面上根据全国总磷频度分布规律制定标准值,以满足全国富营养化控制要求;针对汇入具有不同保护需求的湖泊、海洋的河流,其总磷指标的控制限值可以基于总量控制方案由当地政府制定以衔接国家标准.部分湖泊pH、DO、高锰酸盐指数等指标易受自然本底和自然过程背景影响,由于这些指标对水生生态系统未产生不良影响,建议通过“一湖一策”研究确定该类水体中这些指标的背景值范围,通过流域或区域标准进行调整优化.氟化物、阴离子表面活性剂、氰化物、挥发酚、铜、锌、硒、砷、汞、铬(六价)、镉、铅、石油类和硫化物等14个项目通常作为保护水生生物或人体健康考虑而制定的指标,可以调整到保护水生生物的有毒有害污染物水质标准和饮用水源地水环境质量标准项目中.4.2保护水生生物的有毒有害污染物项目水质标准美国、欧盟水生生物急性和慢性基准主要包括金属污染物、有机污染物等60项指标,一般采用基准值作为标准值[1-2].我国现行保护水生生物的24项指标中,有毒有害类污染物仅包括重金属、氟化物、氰化物、阴离子表面活性剂、硫化物和挥发酚等13项指标,难以满足我国水生态保护的要求.建议根据优控污染物清单、有毒有害污染物名录、我国社会经济技术条件和监测技术等,按照有毒有害类污染物严格控制、不允许对水生生物造成危害的原则,筛选出我国地表水中检出率较高且对水生生物保护控制不足的污染物.在国外部分污染物的水生生物基准值基础上,结合我国水环境基准成果,建议近期可重点围绕铜、锌、砷、汞、镉、铅、铬、壬基酚、五氯酚、阿特拉津、硝基苯、氰化物、氨氮等13类污染物,提出满足我国水生生物保护的有毒有害污染物控制阈值.4.3基于分区的湖泊营养物状态评价标准湖库水华暴发具有显著的区域差异性.美国根据湖库营养物特征,将全国的湖泊分成了14个生态分区,制定了基于分区的营养物基准值[10].国家水专项从“十一五”起就开展了我国湖泊营养物基准研究,提出了我国湖泊营养物分区方案,将全国分为东北湖区、内蒙古湖区、新疆湖区、中东部湖区、东南湖区、云贵湖区和青藏湖区共计7个营养物生态区,并制定了各生态区的总氮、总磷和叶绿素a的基准值[28-31].针对目前我国湖库营养物分区控制的需求,建议将湖泊总氮、总磷项目从《标准》中分离,依据我国湖泊营养物生态分区和营养物基准研究成果,制定能够体现6252第11期张远等:中国地表水环境质量标准研究各地地质、气候和温度差异的湖泊富营养化评价分区方案.为保证湖泊水域生态系统健康及使用功能,考虑管理的可行性以及国内目前的水体富营养化治理水平,将湖泊营养标准划分为贫营养、中营养、轻度富营养、中度富营养和重度富营养五类等级,项目可选择体现湖泊富营养化特征的总氮、总磷和叶绿素a等三项指标.4.4地表饮用水源地水质标准建议打破《标准》中人体健康和水生生物保护功能界限不清的现状,依据目前污染物的理化性质、用途,在我国目前的生产使用及排放情况,以及在我国地表水和饮用水水源的污染水平、检出频次及毒性等,制定保护人体健康的饮用水源地水质标准.近年来,美国人体健康基准(2015年)、WHO《饮用水导则》(2012年)、美国《饮用水标准及健康建议》(2018年)和我国GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》(2018年开始修订)等标准不断修订[1,32-33].《生活饮用水卫生标准》控制指标已由35项增至106项,其中大肠埃希氏菌、毒死蜱、亚硝酸盐、二英、多环芳烃、呋喃丹、六六六、草甘膦、2,4-滴、灭草松、七氯、总α放射性和总β放射性等13项指标未在《标准》中涉及,2020年1月发布的《生活饮用水卫生标准》(征求意见稿)又增加了碘化物、乙草胺、高氯酸盐、2-甲基异茨醇和土臭素等5项指标,造成按照《标准》达标的饮用水源经过水厂净化后不能满足《生活饮用水卫生标准》的要求.建议在《标准》的基础上,增加以上18项指标,以衔接《生活饮用水卫生标准》;同时,应结合我国人体健康指标及基准值,以及我国目前的水处理能力等,对高锰酸盐指数、砷、汞、铅、氟化物、氰化物、阴离子表面活性剂、硫化物、环氧氯丙烷、氯乙烯、三氯乙烯、六氯苯、苯并(a)芘、阿特拉津和敌敌畏等15项指标的标准值进行修订.4.5地表水水生物状况评价标准水环境管理最终目标是要实现水生态系统结构与功能完整.欧美发达国家分别提出了水生物评价指标及标准,为促进我国水环境管理向水生态管理的转变,满足水资源、水环境、水生态的综合管理要求,我国环境管理对水生物评价提出了明确的需求.水专项已提出了太湖流域、辽河流域的水生物评价指标和标准值[34].中国环境监测总站也制定了河流、湖泊的水生态环境质量监测评价技术方法,其中底栖动物指数已在松花江、辽河、太湖流域环境监测部门的监测评价中得到了示范应用.基于生态区建立水生物评价指标和标准是通用方式,但考虑到地方水生物监测评价能力薄弱,建议我国水生物评价可分两种方式:对于缺乏长期监测数据和能力薄弱的流域或地区,可选择由全国推荐评价指标体系和相应标准,具体推荐指标包括生物硅藻指数(BDI)、大型底栖动物的底栖动物生物指数(BI)、大型栖动物快速评价指数(BMWP)和鱼类损失度指数(FOE)等;对于历史监测数据完善和监测能力强的流域和区域,可由地方进一步筛选适宜的指标和制定相应的标准值.5结论a)《标准》存在多种水域功能与水质要求混杂、标准值主要依据国外基准值制定、水质指标及其标准限值未体现地域差异性、缺乏适宜的湖泊水库营养物标准、水生物保护项目覆盖不全等问题,需要理顺《标准》中的水域功能与水质要求的对应关系,借鉴国际经验,在充分吸收中国环境基准相关成果的基础上,建立充分体现水生态完整性保护要求的水质标准.b)在修订过程中,我国《标准》可由单标准向系列标准体系转变,形成“1+N”水环境标准体系框架,其中,“1”是地表水环境质量基本项目标准,用于判断地表水环境质量的优劣程度,反映水环境功能的基本水质要求,“N”是不同的特定保护项目标准,包括保护水生生物的有毒有害污染物项目水质标准、饮用水源地水质标准、湖泊营养物状态评价标准以及地表水水生物状况评价标准.c)结合我国已有基准标准成果,给出了基本项目标准、保护水生生物的有毒有害污染物项目水质标准、地表饮用水源地水质标准、湖泊营养物状态评价标准和地表水水生物状况评价标准制定的相关建议,为面向未来生态文明建设的标准修订提供储备.参考文献(References):[1]USEPA.Nationalrecommendedwaterqualitycriteria[R].WashingtonDC:OfficeofWater,OfficeofScienceandTechnology,2013.[2]EuropeanCommunities.Directive201339EUoftheEuporeanParliamentandoftheCouncilof12August2013amendingDirectives200060ECand2008105ECasregardsprioritysubstancesinthefieldofwaterpolicy[R].Brussels:EuropeanCommunities,2013.[3]郑丙辉,刘琰.地表水环境质量标准修订的必要性及其框架设想[J].环境保护,2014,42(20):39-41.ZHENGBinghui,LIUYan.Necessityandframeworksuggestionforrevisingwaterqualitystandardsforsurfacewater[J].EnvironmentProtection,2014,42(20):39-41.[4]王菲菲,李琴,王先良,等.我国《地表水环境质量标准》历次修订概要及启示[J].环境与可持续发展,2014(1):28-31.WANGFeifei,LIQin,WANGXianliang,etal.Comparativeanalysisandgeneralizationonenvironmentalqualitystandardsforsurface7252环境科学研究第33卷waterfrom1983to2002[J].EnvironmentandSustainableDevelopment,2014(1):28-31.[5]刘征涛.中国氨氮水质基准研究支撑相关水质标准的科学制订[J].世界环境,2018(2):27-30.LIUZhengtao.China'sbenchmarkingstudyofammonianitrogenwaterqualitysupportsthescientificformulationofrelevantwaterqualitystandards[J].WorldEnvironment,2018(2):27-30.[6]夏青,陈艳卿,刘宪兵.水质基准与水质标准[M].北京:中国标准出版社,2004.[7]闫振广,王一喆.水环境重点污染物物种敏感度分布评估[M].北京:化工工业出版社,2015.[8]UKTAG.UKenvironmentalstandardsandconditions[R].Scotland:WaterFrameworkDirective-UnitedKingdomAdvisoryGroup(WFD-UKTAG),2008.[9]刘玉萍,王丽红,刘薇,等.松花江有机污染物的污染特征研究[J].环境科学与管理,2006,31(3):73-75.LIUYuping,WANGLihong,LIUWei,etal.Researchoforganicpollultion'scharacterinSonghuaRiver[J].EnvironmentalScienceandManagement,2006,31(3):73-75.[10]USEPA.Ecoregionalnutrientcriteriadocumentsforrivers&streams[R].WashingtonDC:OfficeofWater,2000.[11]曹金玲,许其功,席北斗,等.我国湖泊富营养化效应区域差异性分析[J].环境科学,2012,33(6):1777-1783.CAOJinling,XUQigong,XIBeidou,etal.RegionalheterogeneityoflakeeutrophicationeffectsinChina[J].EnvironmentalScience,2012,33(6):1777-1783.[12]霍守亮,陈奇,席北斗,等.湖泊营养物基准的制定方法研究进展[J].生态环境学报,2009,18(2):743-748.HUOShouliang,CHENQi,XIBeidou,etal.Aliteraturereviewforlakenutrientcriteriadevelopment[J].EcologyandEnvironmentalSciences,2009,18(2):743-748.[13]张俊,袁媛,宗华丽,等.地表水中新型有毒有机污染物研究进展[J].海河水利,2017(4):42-48.[14]USEPA.Nutrientcriteriatechnicalguidancemanual:lakesandreservoirs[R].WashingtonDC:OfficeofWater,OfficeofScienceandTechnology,2000.[15]USEPA.Nutrientcriteriatechnicalguidancemanual:riversandstreams[R].WashingtonDC:OfficeofWater,OfficeofScienceandTechnology,2000.[16]USEPA.Nutrientcriteriatechnicalguidancemanual:wetlands[R].WashingtonDC:OfficeofWater,OfficeofScienceandTechnology,2008.[17]USEPA.Nutrientcriteriatechnicalguidancemanual:estuarineandcoastalmarinewaters[R].WashingtonDC:OfficeofWater,OfficeofScienceandTechnology,2001.[18]UKTAG.Finalrecommendationsonnewandupdatedbiologicalstandards[R].Scotland:WaterFrameworkDirective-UnitedKingdomAdvisoryGroup(WFD-UKTAG),2013.[19]吴丰昌,冯承莲,曹宇静,等.锌对淡水生物的毒性特征与水质基准的研究[J].生态毒理学报,2011,6(4):367-382.WUFengchang,FENGChenglian,CAOYujing,etal.Toxicitycharacteristicofzinctofreshwaterbiotaanditswaterqualitycriteria[J].AsianJournalofEcotoxicology,2011,6(4):367-382.[20]李会仙,张瑞卿,吴丰昌,等.中美淡水生物区系中汞物种敏感度分布比较[J].环境科学学报,2012,32(5):1183-1191.LIHuixian,ZHANGRuiqing,WUFengchang,etal.ComparisonofmercuryspeciessensitivitydistributionsoffreshwaterbiotainChinaandtheUnitedStates[J].ActaScientiaeCircumstantiae,2012,32(5):1183-1191.[21]张瑞卿,吴丰昌,李会仙,等.应用物种敏感度分布法研究中国无机汞的水生生物水质基准[J].环境科学学报,2012,32(2):440-449.ZHANGRuiqing,WUFengchang,LIHuixian,etal.DerivingaquaticwaterqualitycriteriaforinorganicmercuryinChinabyspeciessensitivitydistributions[J].ActaScientiaeCircumstantiae,2012,32(2):440-449.[22]郑欣,刘婷婷,王一喆,等.三氯生毒性效应及水质基准研究进展[J].生态环境学报,2016,25(3):539-546.ZHENGXin,LIUTingting,WANGYizhe,etal.Researchprogressonthetoxiceffectsandwaterqualitycriteriaoftriclosan[J].EcologyandEnvironmentalSciences,2016,25(3):539-546.[23]吴丰昌,冯承莲,曹宇静,等.我国铜的淡水生物水质基准研究[J].生态毒理学报,2011,6(6):617-628.WUFengchang,FENGChenglian,CAOYujing,etal.AquaticlifeambientfreshwaterqualitycriteriaforcopperinChina[J].AsianJournalofEcotoxicology,2011,6(6):617-628.[24]吴自豪,张彦峰,陈心悦,等.根据SSD推导PFOS沉积物质量基准及其在生态风险评估中的应用[J].环境科学研究,2019,32(9):1448-1455.WUZihao,ZHANGYanfeng,CHENXinyue,etal.DerivationofsedimentqualitycriteriaofPFOSbasedonSSDanditsapplicationinecologicalriskassessment[J].ResearchofEnvironmentalSciences,2019,32(9):1448-1455.[25]曹莹,张亚辉,闫振广,等.PFOS和PFOA的水生生物基准探讨及对中国部分水体生态风险的初步评估[J].生态环境学报,2016,25(7):1188-1194.CAOYing,ZHANGYahui,YANZhenguang,etal.DevelopmentofaquaticlifecriteriaforPFOSandPFOAandpreliminaryassessmentfortheecologicalriskofsomewaterbodiesinChina[J].EcologyandEnvironmentalSciences,2016,25(7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