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從1991年開始組建國家地表水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)、1999年開始在我國部分流域開展試點地表水質(zhì)自動監(jiān)測,到如今的擁有2767個國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測斷面、采測分離手工監(jiān)測和水質(zhì)自動監(jiān)測相輔相成的監(jiān)測模式,國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)經(jīng)歷了不斷擴充、優(yōu)化和完善的過程。國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)每年都會收集海量的地表水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),應(yīng)用于環(huán)境管理的各個方面,在水環(huán)境質(zhì)量評價、水環(huán)境污染防治、水質(zhì)目標(biāo)管理等方面發(fā)揮基礎(chǔ)的和重要的支撐作用。本文結(jié)合作者自身多年的工作經(jīng)歷,總結(jié)了國家網(wǎng)地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中的應(yīng)用方式和方法,指出了應(yīng)用中存在的問題和不足,提出了地表水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用于環(huán)境管理的發(fā)展方向。
1應(yīng)用現(xiàn)狀
國家網(wǎng)地表水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)從最初用于國家地表水環(huán)境質(zhì)量狀況評價、國家地表水環(huán)境質(zhì)量狀況報告編制,到用于水污染防治目標(biāo)考核、水環(huán)境生態(tài)補償和城市地表水環(huán)境質(zhì)量排名,水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)歷了評價方法不斷優(yōu)化、應(yīng)用方式不斷豐富的發(fā)展過程。
1.1地表水環(huán)境質(zhì)量狀況評價
國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)最基本的功能就是應(yīng)用于國家地表水環(huán)境質(zhì)量狀況的評價,說清我國地表水環(huán)境質(zhì)量的基本情況,編制發(fā)布各類水環(huán)境質(zhì)量報告。從國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)初具規(guī)模開始,國家基本每年編制并發(fā)布環(huán)境質(zhì)量報告書,包括《中國環(huán)境狀況公報》和《中國環(huán)境狀況報告》(以下簡稱《年報》),而采用國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)編寫的淡水水質(zhì)是其中重要的組成部分。2003年,原國家環(huán)??偩职l(fā)布《關(guān)于開展重點流域水質(zhì)月報工作的通知》(環(huán)函[2003]2號),開始對淮河、海河、遼河、長江、黃河、松花江、珠江、太湖、巢湖和滇池等流域開展水質(zhì)月報工作;中國環(huán)境監(jiān)測總站組織對全國地表水國控斷面每月進行監(jiān)測,收集、匯總、分析監(jiān)測數(shù)據(jù),按照pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、揮發(fā)酚、石油類、鉛和汞等9項指標(biāo)對河流進行評價,湖庫增加總氮和總磷,采用單因子評價法,并編制《全國地表水水質(zhì)月報》(以下簡稱《月報》),主送環(huán)保部領(lǐng)導(dǎo)和各有關(guān)司(局)以及各省(自治區(qū)、直轄市)環(huán)境監(jiān)測中心(站),同時在環(huán)保部外網(wǎng)向社會發(fā)布。
2008年3月,全國監(jiān)測系統(tǒng)增加了水質(zhì)監(jiān)測項目;2011年3月,原環(huán)境保護部發(fā)布《關(guān)于印發(fā)<地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法(試行)>的通知》(環(huán)辦[2011]22號文),《月報》水質(zhì)評價按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準》(GB3838-2002)表1中除水溫、總氮和糞大腸菌群以外的21項指標(biāo)評價,評價的方法也開始有了依據(jù)。2012年6月,《月報》重新改版,分為公眾版和專業(yè)版兩個版本,公眾版在原環(huán)境保護部和中國環(huán)境監(jiān)測總站外網(wǎng)發(fā)布,專業(yè)版報送部領(lǐng)導(dǎo)和各有關(guān)司(局)以及各省(自治區(qū)、直轄市)環(huán)境監(jiān)測中心(站)。除了《年報》和《月報》,還逐漸發(fā)展出各類專項評價報告,包括《全國主要流域重點斷面水質(zhì)自動監(jiān)測周報》、《三湖水華預(yù)警監(jiān)測周報》、《三峽庫區(qū)水華預(yù)警監(jiān)測月報》、《錳三角地區(qū)地表水水質(zhì)月報》、《國界河流(湖泊)水質(zhì)月報》和《南水北調(diào)中線工程丹江口水庫庫區(qū)及其上游地區(qū)水質(zhì)月報》等等。此外,根據(jù)環(huán)境管理的需要,每年都會形成100多份形式各異的臨時性評價報告。應(yīng)用地表水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)提供的這些報告,不僅滿足的了公眾的知情權(quán),而且為環(huán)境管理的科學(xué)決策提供了重要支撐。
1.2水污染防治目標(biāo)考核
1993年以來,我國的重點流域水污染防治戰(zhàn)略從淮河起步,“九五”淮河、海河、遼河、太湖、滇池、巢湖(簡稱“三河三湖”)制定了流域水污染防治規(guī)劃(或計劃)。“十五”國家重點流域增加了三峽庫區(qū)及其上游和南水北調(diào)東線。“十一五”在此基礎(chǔ)上又增加了松花江、黃河中上游和南水北調(diào)中線水源地;國控網(wǎng)也首次設(shè)置了包括157個考核斷面的專項監(jiān)測網(wǎng),主要考核指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量和氨氮,湖體點位增加總氮和總磷;并按照《關(guān)于印發(fā)<重點流域水污染防治專項規(guī)劃實施情況考核指標(biāo)解釋(試行)>的函》(環(huán)辦函[2009]445號)進行評價考核。“十二五”重點流域水污染防治規(guī)劃范圍擴充到松花江、淮河、海河、遼河、黃河中上游、太湖、巢湖、滇池、三峽庫區(qū)及其上游、丹江口庫區(qū)及上游和長江中下游等流域;專項監(jiān)測網(wǎng)也擴充到428個考核斷面,河流主要指標(biāo)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準GB3838-2002》中表1所列除水溫、糞大腸菌群之外的21項,湖庫增加總氮;并按照《關(guān)于印發(fā)<重點流域水污染防治專項規(guī)劃實施情況考核指標(biāo)解釋>的函》(環(huán)辦函[2012]1202號)進行評價考核。而在我國環(huán)境保護污染防治三大戰(zhàn)役打響后,《水污染防治行動計劃》(以下簡稱《水十條》)將污染防治的范圍擴大到了十大流域,國家考核斷面也第一次與地表水環(huán)境質(zhì)量評價斷面完全一致,擴充到了1940個,達到國家對于地表水環(huán)境質(zhì)量評價、考核和排名的統(tǒng)一;指標(biāo)也均為21項,基本方法為單因子評價法,并按照《關(guān)于印發(fā)<水污染防治行動計劃實施情況考核規(guī)定(試行)>的通知》(環(huán)水體[2〇16]U9號)進行考核。地表水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)為掌握國家重點流域水污染防治水體的水質(zhì)情況,為流域水污染防治立法、規(guī)劃和考核提供了重要的科學(xué)依據(jù);也為達到改善地表水環(huán)境質(zhì)量的終極目標(biāo)提供了重要支撐。
1.3流域水環(huán)境生態(tài)補償
為倒逼各級政府加大水環(huán)境質(zhì)量改善力度,從2010年年底財政部、環(huán)境保護部啟動全國首個流域跨省(新安江)水環(huán)境生態(tài)補償試點以來,越來越多的流域省、省內(nèi)跨市、甚至市內(nèi)跨縣的水體實施水環(huán)境生態(tài)補償。以新安江流域水環(huán)境生態(tài)補償為例,2010年財政部、環(huán)境保護部印發(fā)了《新安江流域水環(huán)境補償試點實施方案》(以下簡稱《方案》),跨省流域水環(huán)境補償試點工作正式開展。而從最初的流域基本情況調(diào)查、到組織安徽和浙江兩省開展聯(lián)合監(jiān)測,以及設(shè)立新安江流域水環(huán)境補償資金,以聯(lián)合監(jiān)測的高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷和總氮四項指標(biāo)的常年年平均濃度值(2008—2010年3年平均值)為基本限值,測算補償指數(shù)、核算補償資金尊獸>地表水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)都發(fā)揮了決定性作用,為統(tǒng)籌新安江流域上下游地區(qū)登濟社會協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展、保護和改安江水質(zhì)提供了的支撐,4自前g家網(wǎng)地表水監(jiān)測數(shù)據(jù)已座用于新安江、九洲江、東江多個流域水環(huán)境生態(tài)補償?shù)馁Y金核算,有效地促進了流域水污染防洽工作和水環(huán)境廣量改善工作《1.4城市水環(huán)境質(zhì)量排名《水十條》第十條第三千三款明確提出:綜合考慮水環(huán)境質(zhì)量及達標(biāo)情況等因素,家每年公布最好的10個城市名單和各省市》水環(huán)境狀況。
為將水環(huán)境責(zé)任落到地市、規(guī)范城市地表水環(huán)境地理名和信息發(fā)布、強化公眾監(jiān)督、進一步推動地方政府力口強水污染工作,按照全面、客觀、公平、規(guī)范的原則,原環(huán)境保護部予2017字下發(fā)《關(guān)予印發(fā)<城市地隸水環(huán)境朦名技術(shù)規(guī)定(試行)>的通知>(環(huán)辦監(jiān)測[2017]51號),生態(tài)環(huán)境部也于2019年下發(fā)關(guān)f印發(fā)<地級及以上城市國家地表水考核斷面水環(huán)境排名方案(試行的函(環(huán)辦監(jiān)測函〔2019〕452)按季度開展全3337個地級及以上城市的水環(huán)境質(zhì)排名《城市地表水環(huán)境質(zhì)量緋名基于21項指標(biāo)、以城,市水質(zhì)指數(shù)(CWQI)為基礎(chǔ)》對城市地表水環(huán)境H量狀況和城市地表水水質(zhì)變化程度分別進行排名,也分別反應(yīng)城市地表水環(huán)境贊量灌1狀和地方政府貫徹落實《水十條》力度及水污染治理工作取得前成效,而從最初的方法測算到后期的實際排名,地表水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)都是重要的基礎(chǔ),為提升地方政府水污染防治工作的積極性、保障公眾環(huán)境知情權(quán)和切實政善城市地表水環(huán)境威釐起到童耍支撐作用。
2存在問題
2.1評價標(biāo)準不盡合理
在地表水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用于環(huán)境管理的過程中,《地表水壞境質(zhì)量標(biāo)準》[CGB3838-2002)是所有評價和評估的,而標(biāo)準在一些方面還不盡合理指標(biāo)針對性不強。標(biāo)準對不同地表水使用功能水體果用相同指標(biāo),表征水生生物和人體健康保護的指標(biāo)未分類5化學(xué)需氧量,高猛酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量指標(biāo)均是反應(yīng)耗氧有機物的指標(biāo),指標(biāo)設(shè)置復(fù);且化學(xué)需氧量主要是針對廢水的監(jiān)測指標(biāo),對水質(zhì)相對較好的無然地表水低濃度的監(jiān)測存在問題&二是標(biāo)準限值本合理&標(biāo)準高功能包含低功能的要求,這種方法雖利于操作和管理,但是卻存在著科學(xué)性問題,如從生態(tài)毒理角度看,在一些污染物指標(biāo)上漁業(yè)用水功能應(yīng)嚴于飲用水水質(zhì)標(biāo)準。各項指標(biāo)濃度限值及相互匹配也存在問題,如氨氮和總氮的n至v類標(biāo)準限值相同,而氨氮應(yīng)為總氮的一部分,限值應(yīng)低于總氮。溶解氧受海拔和溫度的影響較大,部分高海拔地區(qū)飽和溶解氧的值也較低,評價時會造成與實際水質(zhì)的不符。
2.2評價方法急需完善
不管是地表水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)用于地表水環(huán)境質(zhì)量狀況評價還是水污染防治目標(biāo)考核,基本都是基于單因子水質(zhì)類別評價法、以《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法(試行)》為依據(jù)進行的。而辦法雖然在一定程度上統(tǒng)一了地表水環(huán)境質(zhì)量的評價方法,使得不同時段、不同地區(qū)的地表水環(huán)境質(zhì)量具有可比性。但在近年的運用中,一些問題也浮現(xiàn)出來[6]。包括:評價結(jié)果不能反映某些地區(qū)特征污染情況;水質(zhì)狀況定性評價有時存在矛盾;水質(zhì)狀況變化趨勢評價有時存在矛盾;均值計算數(shù)據(jù)修約方式不明確;檢出限以下測值評價方法不明確;定性評價顏色色號不明確;缺少特殊污染指標(biāo)作為超標(biāo)指標(biāo)的表述方法等等。此外,辦法雖然在一定程度上統(tǒng)一了評價方法,但是很多地方的評價報告中采用的方法仍不是以此為基準的。因此,為了統(tǒng)一、規(guī)范全國地表水環(huán)境質(zhì)量評價,辦法急需修改完善為行業(yè)標(biāo)準下發(fā)。
2.3評估指標(biāo)有待增加
經(jīng)過多年發(fā)展,地表水水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)雖然由少到多,但基本都是理化指標(biāo)。理化指標(biāo)雖然在一定程度上可以反應(yīng)地表水環(huán)境質(zhì)量狀況,但是水環(huán)境是個水生態(tài)系統(tǒng),不能脫離水生生物而單獨存在。當(dāng)水污染防治措施得當(dāng)、水體理化指標(biāo)濃度很低的時候,水生生物指標(biāo)反而更能反映水體整個水生態(tài)系統(tǒng)的狀況,更能準確反映復(fù)雜水環(huán)境健康的變化趨勢。此外,在實際工作中也會遇到理化指標(biāo)無法解釋的現(xiàn)象,如部分水體夏季其余指標(biāo)均不超標(biāo),僅僅溶解氧為唯一的定類和超標(biāo)指標(biāo)。因此,地表水質(zhì)監(jiān)測急需建立一套包括物理生境、生物、水體理化等指標(biāo)的綜合監(jiān)測與評估體系,更加準確地評估我國水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和預(yù)測變化趨勢。
3發(fā)展趨勢
3.1自動數(shù)據(jù)應(yīng)用擴大化
目前國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用于環(huán)境管理中,主要的都是手工采樣、實驗室分析的監(jiān)測數(shù)據(jù)。而1999年開始在我國部分流域試點建設(shè)的地表水質(zhì)自動監(jiān)測站點,直至2017年才建設(shè)了300個。這些自動監(jiān)測數(shù)據(jù)一方面通過互聯(lián)網(wǎng)向全社會公開實時發(fā)布,一方面在跨界污染糾紛和污染事故預(yù)警方面發(fā)揮一些輔助作用,而自動監(jiān)測強大的實時監(jiān)視和預(yù)警功能并未充分發(fā)揮。2017年10月,國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測事權(quán)上收后,國考斷面的水質(zhì)自動監(jiān)測站已陸續(xù)建成運行,以自動監(jiān)測為主、手工監(jiān)測為輔的時代拉開帷幕,海量的、高頻次的、實時的監(jiān)測數(shù)據(jù),不僅要參與地表水環(huán)境質(zhì)量的評價、考核和排名,更要應(yīng)用于水環(huán)境質(zhì)量狀況的預(yù)警預(yù)報,在環(huán)境管理中發(fā)揮重要作用。
3.2評價評估方法標(biāo)準化
《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法(試行)》自2011年以來已經(jīng)試行了8年,成為國家地表水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用于地表水環(huán)境質(zhì)量評價與考核的主要依據(jù),在環(huán)境管理中發(fā)揮著重要作用。但是相關(guān)的內(nèi)容仍需進一步修訂,并以行業(yè)標(biāo)準下發(fā),從而形成地表水環(huán)境質(zhì)量評價官方的、公認的、通用的、有可比性的評價方法,形成一套地表水環(huán)境質(zhì)量評價和評估體系。首先,近年運用中發(fā)現(xiàn)的一些細節(jié)問題,急需修改完善。包括增加地區(qū)特征污染物為評價指標(biāo)、補充水質(zhì)狀況定性評價特殊情況說明、補充水質(zhì)變化趨勢評價方法的判斷優(yōu)先級別、明確均值計算數(shù)據(jù)修約方式、明確檢出限以下測值的評價方法、明確特殊污染指標(biāo)作為超標(biāo)指標(biāo)的表述方法等等。其次,自動監(jiān)測數(shù)據(jù)參與地表水質(zhì)評價與評估的方法,亟待補充增加。自動監(jiān)測與手工監(jiān)測相比,更能相對全面地反映水體水質(zhì)隨時間變化的規(guī)律,因此要針對自動監(jiān)測的特點,研究增加自動監(jiān)測數(shù)據(jù)參與地表水質(zhì)評價與評估的方法。再次,地表水環(huán)境質(zhì)量狀況的圖形表征方式方法,也需統(tǒng)一規(guī)范。水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和評價評估結(jié)果的圖形表征是對水質(zhì)評價結(jié)果的完善和升華,但是目前基本沒有統(tǒng)一的標(biāo)準規(guī)范。包括水質(zhì)狀況和富營養(yǎng)化狀態(tài)表征顏色、斷面水質(zhì)點樣式、流域邊界樣式、水質(zhì)狀況變化渲染方式等等,均需給予統(tǒng)一規(guī)定。
3.3生物監(jiān)測指標(biāo)業(yè)務(wù)化
目前,可以反映水生態(tài)系統(tǒng)整體狀況的生物指標(biāo)監(jiān)測僅僅停留于科研層面,對于生物監(jiān)測的分析方法、評價體系等等,均只在典型研究區(qū)開展了相關(guān)工作。既未建立監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、也未統(tǒng)一監(jiān)測分析方法、更未規(guī)范評價評估方法,仍未達到業(yè)務(wù)化運行的狀態(tài)。而生物監(jiān)測指標(biāo)對于水生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)評價和趨勢評估,有著重要的影響,因此,生物監(jiān)測指標(biāo)業(yè)務(wù)化是發(fā)展的必然趨勢,生物監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用于水生態(tài)環(huán)境管理,也必將發(fā)揮更大的作用。
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