長江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展及展望

婁保鋒 張亦弛

摘要：回顧了長江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)的發(fā)展歷程。以美國和歐盟為例，分析了水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的國際發(fā)展趨勢(shì)?？偨Y(jié)了當(dāng)前形勢(shì)下長江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀及問題，提出了相關(guān)建議：應(yīng)加強(qiáng)水環(huán)境評(píng)價(jià)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè);加強(qiáng)水環(huán)境分析方法標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，制定或修訂一批以微量有機(jī)污染物及新出現(xiàn)的激素、抗生素類為主的水環(huán)境監(jiān)測(cè)急需的分析方法標(biāo)準(zhǔn);加強(qiáng)微量有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)技術(shù)人員培訓(xùn);加強(qiáng)水生態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)技術(shù)與指標(biāo)體系的研究，制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，將水生態(tài)監(jiān)測(cè)納入水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系統(tǒng)籌考慮;加強(qiáng)水體沉積物的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)技術(shù)方法研究。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)方法，微量有機(jī)污染物，指標(biāo)體系，長江流域

中圖法分類號(hào)：X832文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.02.011

長江水環(huán)境監(jiān)測(cè)是長江水資源保護(hù)與管理、長江水污染控制及水生態(tài)文明建設(shè)的重要基礎(chǔ)性工作。目前，長江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)雖然有了很大發(fā)展，但離當(dāng)前新形勢(shì)的要求還有不小距離。及時(shí)對(duì)長江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)的歷史發(fā)展過程進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，以全球視角總結(jié)長江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)所存在的問題，認(rèn)清其發(fā)展方向具有重要意義。由此，回顧了長江水利委員會(huì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作歷程，簡述了美國、歐盟等發(fā)達(dá)國家或組織的水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，針對(duì)長江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)所存在的問題提出了相關(guān)建議。

1 長江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)歷史回顧

1.1 20世紀(jì)50-70年代

20世紀(jì)50年代開始以水化學(xué)為主進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)。1956年，中共長江流域規(guī)劃辦公室（簡稱“長辦”）在寸灘、北碚、宜昌、白渡灘、黃家港、新店鋪、郭灘等水文站開始進(jìn)行天然水化學(xué)成分的監(jiān)測(cè)。到1959年，長江干支流已有90個(gè)水文控制站（其中長辦所屬有53個(gè)）開展水化學(xué)監(jiān)測(cè)。1960年，長江水化學(xué)成分測(cè)驗(yàn)站發(fā)展到179個(gè)，其中長辦所屬60個(gè)。

1959年，水利電力部指定長辦編制的《水化學(xué)分析規(guī)范（草案）》作為流域內(nèi)統(tǒng)一的水化學(xué)分析方法;1960年，修訂后改名為《水化學(xué)成分測(cè)驗(yàn)規(guī)范》。

從1972年起，對(duì)長江干流21個(gè)城市江段，每年枯水期和豐水期各進(jìn)行一次水質(zhì)調(diào)查。1973年5月，長辦水文處根據(jù)工業(yè)“三廢”排放量越來越多和水利電力部防止水源污染的指示，發(fā)文要求渡口（現(xiàn)為攀枝花）、李家灣、寸灘、宜昌、陸水、漢口、南咀、丹江口、襄陽、大通等站自1973年6月起先后增加酚、氰、汞、砷、鉻等水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

1.2 20世紀(jì)80～90年代

20世紀(jì)70年代末，國家成立了專門的環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)，水利部門和環(huán)保部門都分別開展以地表水為主的水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，到1980年底，長江流域有221個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站（點(diǎn)）（未包括上海市126個(gè)測(cè)點(diǎn)）。到1992年，長江干支流已有551個(gè)監(jiān)測(cè)站，其中干流水質(zhì)監(jiān)測(cè)站27個(gè)，基本上覆蓋了全流域地表水體，常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目不斷擴(kuò)充，至20世紀(jì)90年代已有30多項(xiàng)，包括水化學(xué)指標(biāo)、重金屬、五毒指標(biāo)（揮發(fā)酚、氰化物、砷、汞、鉻）、有機(jī)污染指標(biāo)、衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)等。

1983年，我國首次發(fā)布了GB3838-83《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，并于1988年、1998年、1999年進(jìn)行了多次修訂，但實(shí)際上1998年和1999年的兩次修訂均具有過渡性。簡言之，GB3838-83《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和GB3838-88《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》在歷史上具有相對(duì)的重要性，其包含的水質(zhì)項(xiàng)目分別為20項(xiàng)和30項(xiàng)。GB3838-83標(biāo)準(zhǔn)將水質(zhì)按級(jí)別劃分，將水質(zhì)分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目均對(duì)應(yīng)3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)限值。而GB3838-88標(biāo)準(zhǔn)將水質(zhì)分為I類、II類、III類、IV類、V類。

1.321世紀(jì)以來

21世紀(jì)以來，長江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)取得了大發(fā)展，水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面數(shù)已由1977年的156個(gè)增至2012年的2700余個(gè)，具有監(jiān)測(cè)能力的監(jiān)測(cè)參數(shù)也有了較大發(fā)展，水質(zhì)參數(shù)由1977年的30多項(xiàng)增至2012年的195項(xiàng)。監(jiān)測(cè)手段更加多樣化，分別于2000年和2016年建造了“長江水環(huán)監(jiān)2000”和“長江水環(huán)監(jiān)2016”水質(zhì)監(jiān)測(cè)船，每年在長江開展移動(dòng)監(jiān)測(cè);自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的建設(shè)和運(yùn)行初具規(guī)模，建有水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站14座。遙感監(jiān)測(cè)開始應(yīng)用，利用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)太湖、珠江口、海河、渤海灣、薊運(yùn)河、于橋水庫、蘇南大運(yùn)河等相關(guān)水體的富營養(yǎng)化和石油類污染等進(jìn)行了研究。

在監(jiān)測(cè)對(duì)象方面，從單純的水質(zhì)監(jiān)測(cè)發(fā)展至水質(zhì)、底質(zhì)、土壤、水生生物等的監(jiān)測(cè)。水華和藻類及其他水生態(tài)因子監(jiān)測(cè)，從無到有，發(fā)展迅速。

2002年對(duì)GB8383-88《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行了修訂，并規(guī)定從2002年6月1日開始執(zhí)行，目前仍是全國范圍內(nèi)普遍執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。修訂后，該標(biāo)準(zhǔn)的變化主要表現(xiàn)在以下方面：①水質(zhì)項(xiàng)目顯著增加。從飲水安全考慮，在基本項(xiàng)目之外增加了“集中式生活飲用水地表水源地項(xiàng)目”，總項(xiàng)目數(shù)增至109項(xiàng)。②對(duì)某些水質(zhì)參數(shù)首次明確規(guī)定了水樣處理方式，即“本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值，要求水樣采集后自然沉降30min，取上層非沉降部分按規(guī)定方法進(jìn)行分析”。另外，2002年國家環(huán)?？偩职l(fā)布了HJ/T91-2002《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》，規(guī)定了地表水和污水監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)與采樣、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與相應(yīng)的監(jiān)測(cè)分析方法、流域監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理與上報(bào)、污水流量計(jì)量方法、水質(zhì)監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證、資料整編等內(nèi)容。2013年，水利部頒布了新修訂的SL219-2013《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》。

水生態(tài)監(jiān)測(cè)越來越受到關(guān)注。在全國或長江流域范圍多次舉辦藻類監(jiān)測(cè)技術(shù)培訓(xùn)班、細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)培訓(xùn)班。2005年，水利部在部分城市開展了水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)的試點(diǎn)工作，對(duì)水生態(tài)監(jiān)測(cè)進(jìn)行了探索;2008年，水利部水文局啟動(dòng)了太湖、巢湖等水域的藻類監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作。2016年1月，水利部批準(zhǔn)發(fā)布了SL733-2016《內(nèi)陸水域浮游植物監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》，標(biāo)志著在水生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)方面取得顯著進(jìn)步。但從世界范圍來看，我國的水生態(tài)監(jiān)測(cè)仍處于落后狀態(tài)。

目前，我國水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)并不完善，具體檢測(cè)指標(biāo)、檢測(cè)方法，以及根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)等都沒有明確的技術(shù)規(guī)范。

2019年1月，生態(tài)環(huán)境部與發(fā)展和改革委委員會(huì)在發(fā)布的《長江保護(hù)修復(fù)攻堅(jiān)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃》中明確提出，提升監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，開展天地一體化長江水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)調(diào)查評(píng)估，完善水生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，開展水生生物多樣性監(jiān)測(cè)試點(diǎn)，逐步完善水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)估方法。

沉積物是水環(huán)境的重要組成部分，是污染物的源和匯，和上覆水體的水質(zhì)密切相關(guān)，對(duì)水生生物的生存和水產(chǎn)品安全有重要影響。所以，近年來沉積物監(jiān)測(cè)也開始得到重視。但現(xiàn)行的GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》沒有涉及沉積物監(jiān)測(cè);在HJ/T91-2002《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》中的第6.1.2.3節(jié)（底質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目）中規(guī)定地表水體的底質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分為必測(cè)項(xiàng)目（11項(xiàng)）和選測(cè)項(xiàng)目（8項(xiàng)）;SL219-2013《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》中列出了沉積物監(jiān)測(cè)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范。但沉積物質(zhì)量監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)仍是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。

2 國際水環(huán)境監(jiān)測(cè)概況

2.1 美國

19世紀(jì)末，美國水質(zhì)污染尚屬早期，對(duì)環(huán)境并未構(gòu)成明顯危害;分析技術(shù)也比較落后，直到20世紀(jì)30年代，只采用化學(xué)法（重量法、容量法、比色法），20世紀(jì)40年代，逐步引入分光光度法、電化學(xué)法（玻璃電極法、電流滴定法、電解電導(dǎo)法、光電檢測(cè)法），但仍以化學(xué)法為主。至20世紀(jì)40年代末，美國開展的水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有50余項(xiàng)，包括物理指標(biāo)、有機(jī)物綜合指標(biāo)、非金屬無機(jī)物、金屬類等，但有害有機(jī)物少。

早在19世紀(jì)80年代末，美國有關(guān)專家就認(rèn)識(shí)到水質(zhì)分析方法需要統(tǒng)一。由此，1899年發(fā)布了《水的標(biāo)準(zhǔn)分析方法》，這就是《水和廢水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法》）第一版。這套標(biāo)準(zhǔn)方法不僅在美國具有權(quán)威性，在世界上也受到高度重視，基本5a修訂1次，其演變和發(fā)展基本反映了不同時(shí)期美國水質(zhì)監(jiān)測(cè)的狀況和水平。第一版僅包括水質(zhì)物理化學(xué)檢驗(yàn)、微生物和細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)兩部分。

20世紀(jì)50-70年代是美國水質(zhì)污染最嚴(yán)重的時(shí)期。隨著化工、石化、農(nóng)藥等工業(yè)行業(yè)的發(fā)展及城市人口的快速增長，生活污水和工業(yè)廢水排放量持續(xù)增加，大量有毒有害物質(zhì)未經(jīng)有效處理進(jìn)入地表水體，超過了水體的自凈能力。當(dāng)時(shí)水體污染的特征是耗氧有機(jī)污染，特別是氨氮、石油類、TSS、COD、BOD、酚類等水質(zhì)參數(shù)。1965年的《水和廢水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法》第十二版已包含：放射性檢驗(yàn);含氯農(nóng)藥;鐵細(xì)菌和硫細(xì)菌的鑒別;工業(yè)廢水對(duì)魚類的急性毒性評(píng)價(jià)。這一時(shí)期是紫外一可見分光光度法的全盛時(shí)期，分光光度法成為水質(zhì)分析的首選方法;GC法已開始用于測(cè)定含氯農(nóng)藥，紅外分光光度法用于測(cè)陰離子表面活性劑，極譜法用于測(cè)銅、鉛等重金屬。盡管原子吸收分光光度法尚未納入正式標(biāo)準(zhǔn)，但在污水重金屬的測(cè)定中已開始應(yīng)用。

20世紀(jì)70年代是美國水質(zhì)監(jiān)測(cè)向高級(jí)階段過渡的重要時(shí)期，根據(jù)國會(huì)要求，美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）開發(fā)、研制與其配套的標(biāo)準(zhǔn)分析方法系列，出現(xiàn)了EPAl00～EPA600系列，是環(huán)境領(lǐng)域第一部納入聯(lián)邦法規(guī)的系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方法系列。它的推出標(biāo)志著美國水質(zhì)監(jiān)測(cè)逐步向法規(guī)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化過渡。由此開始，美國水質(zhì)監(jiān)測(cè)逐漸向以EPA方法系列為主導(dǎo)的方向過渡。1972年，美國國會(huì)通過了著名的《聯(lián)邦水污染控制修正法》（即后來的“清潔水法”），使美國水污染控制和水環(huán)境監(jiān)測(cè)進(jìn)入了新的歷史時(shí)期。1972年的“水法”中提出了對(duì)廢水中毒性污染物的控制，特別是1977年的“清潔法”，進(jìn)一步強(qiáng)化了對(duì)廢水中含量很低（一般在微量級(jí)、痕量級(jí)、甚至在超痕量級(jí)水平）但毒性大、特別是具有“三致”（致癌、致畸、致突變）的毒性污染物的控制。以此為導(dǎo)向，美國水質(zhì)監(jiān)測(cè)向更深的層次發(fā)展，即重點(diǎn)向以毒性有機(jī)污染物為主的毒性污染物監(jiān)測(cè)的方向發(fā)展。這種情況充分顯現(xiàn)《標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法》的局限性，促使EPA600系列的發(fā)展。特別是在有毒有機(jī)物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，EPA600系列成為主導(dǎo)。20世紀(jì)70年代美國水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站發(fā)展很快，在全國范圍內(nèi)建成了上千個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，基本覆蓋各大水系。自動(dòng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括水溫、pH、濁度、電導(dǎo)、溶解氧、氨氮、BOD、COD等。

20世紀(jì)80年代之后，美國水質(zhì)監(jiān)測(cè)在標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、程序化等方面繼續(xù)推進(jìn)，監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)一步大型化和現(xiàn)代化，USEPA500和USEPA600等分析方法標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮越來越重要的作用。USEPA500系列應(yīng)用了很多新的分析技術(shù)，使用GC分析的方法有16項(xiàng)，使用GC/MS和HPLC分析的方法各有5項(xiàng)。USEPA600有17項(xiàng)分析方法，可分析217種有機(jī)物，其分析手段主要是GC、GC/MS、HPLC等，其檢測(cè)限在ug/L或ng/L級(jí)別。美國水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目逐步向痕量、超痕量化發(fā)展，分析過程也更為迅速。

美國在水質(zhì)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)方面具有強(qiáng)大完備的體系，在理念和技術(shù)方面都處于領(lǐng)先地位。在1976年和1986年相繼發(fā)布了具有廣泛影響的水質(zhì)基準(zhǔn)“紅皮書”和“金皮書”。至2019年11月底，美國仍在使用2009年美國環(huán)保局發(fā)布的《國家推薦的水質(zhì)基準(zhǔn)》。該基準(zhǔn)中列出了190個(gè)水質(zhì)項(xiàng)目的基準(zhǔn)，其中包括120項(xiàng)優(yōu)先污染物，47項(xiàng)非優(yōu)先污染物的濃度限值及23項(xiàng)感觀舒適度水質(zhì)基準(zhǔn)。從水體類型來說，包括淡水基準(zhǔn)和海水基準(zhǔn);從保護(hù)對(duì)象來說，包括針對(duì)人體健康的水質(zhì)基準(zhǔn)和針對(duì)生物保護(hù)的水質(zhì)基準(zhǔn)。另外，美國大部分州有自己的水質(zhì)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。

目前，美國的地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)依水體指定功能而確定。對(duì)于每一種功能，都分為核心指標(biāo)和補(bǔ)充性指標(biāo)。核心指標(biāo)包括物理、棲息地、化學(xué)、毒性、生物等指標(biāo)，主要反映了水體功能的需要;補(bǔ)充性指標(biāo)是當(dāng)核心指標(biāo)顯示水體功能受到了破壞、有跡象表明受到了特定污染物污染時(shí)所監(jiān)測(cè)的指標(biāo)，主要用于功能受到破壞的水體的污染原因和污染源調(diào)查，目標(biāo)是為水污染控制措施的實(shí)施提供更為充分的信息。

美國在水生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方面處于領(lǐng)先地位，覆蓋面大，而且監(jiān)測(cè)技術(shù)、方法和手段先進(jìn)，建有長期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)及在流域尺度上的密西西比河長期資源監(jiān)測(cè)計(jì)劃（LTRMP）等。在這些生態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，除部分陸地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)外，大部分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均涉及到對(duì)水域生態(tài)的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，許多對(duì)河流、湖泊等水域的監(jiān)測(cè)也往往包含對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)要素的監(jiān)測(cè)。