包銀麗,馬 豫,朱 翔

(1.云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院,云南 昆明 650092;2.云南省環(huán)境科學(xué)研究院,云南 昆明 650034)

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)域概況

云南省地處我國(guó)西南邊陲,地理位置為北緯21°9′～29°15′、東經(jīng) 97°39′～106°12′, 全省國(guó)土總面積約 39萬(wàn) km2,占全國(guó)面積的 4.11%,在全國(guó)各省級(jí)行政區(qū)中面積排名第 8。其中山地和高原面積占 84%,高原、丘陵占 10%,壩子 (盆地、河谷)占 6%。云南省地形地貌復(fù)雜多樣,平均海拔 2000m左右,最高海拔 6740m,最低海拔76.4m,海拔高差較大,地勢(shì)西北向東南傾斜。氣候的區(qū)域差異和垂直變化十分明顯,降雨充沛,干濕季節(jié)明顯,年溫差小,日溫差大。

云南河流眾多,水系發(fā)育,縱橫交錯(cuò),分屬金沙江、珠江、紅河、瀾滄江、怒江、伊洛瓦底江六大水系。滇池、撫仙湖、陽(yáng)宗海、杞麓湖、星云湖、異龍湖、洱海、程海、瀘沽湖,統(tǒng)稱為云南的“九大高原湖泊”,是云南重要的天然蓄水體。湖濱社會(huì)經(jīng)濟(jì)是云南最為重要的組成部分,如圍繞滇池湖濱的昆明市,圍繞洱海湖濱的大理市都是云南重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心[3]。全省境內(nèi)集水面積在 100km2以上的河流有 908條,其中,省際河流48條,國(guó)際河流 36條,地理位置非常特殊。

1.2 研究方法

DPSIR(Driving Forces-Pressure-State- Impact-Response)框架模型是歐洲環(huán)境組織(EEA)為綜合分析和描述環(huán)境問題及其與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系而發(fā)展起來的。該模型涵蓋經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境三大要素,不僅表明了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類行為對(duì)環(huán)境的影響,也表明了人類行為及其最終導(dǎo)致的環(huán)境狀態(tài)對(duì)社會(huì)的反饋。這些反饋是由社會(huì)為應(yīng)對(duì)環(huán)境狀態(tài)變化以及由此造成對(duì)人類生存環(huán)境不利的影響而采取的措施組成[1]。運(yùn)用 DPSIR模型探究造成區(qū)域環(huán)境變化的間接、潛在原因和相關(guān)關(guān)系,對(duì)環(huán)境污染方面就社會(huì)需求及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力 (D),人類活動(dòng)給環(huán)境和自然資源施加直接驅(qū)動(dòng) (P),以至于改變環(huán)境與自然資源的狀態(tài)(S),反過來又對(duì)人類健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)帶來影響 (I),人類社會(huì)再通過環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等政策、決策或管理措施對(duì)這些狀態(tài)變化和影響做出響應(yīng)(R),減緩對(duì)環(huán)境的壓力,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 指標(biāo)體系

2.1 指標(biāo)體系的建立

參照OECD環(huán)境績(jī)效評(píng)估 (EPA)和 G MS環(huán)境績(jī)效評(píng)估 (EPA)指標(biāo)選取原則,提出水污染評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建的基本原則為政策導(dǎo)向性 (要與環(huán)境政策導(dǎo)向一致,要反映環(huán)境政策執(zhí)行的效果),科學(xué)性 (應(yīng)當(dāng)選取那些包含信息最多的指標(biāo)),可獲得性 (指標(biāo)比較容易通過現(xiàn)有資源整合而得到),連續(xù)性 (能形成一個(gè)時(shí)間序列,能反映一個(gè)歷史時(shí)期以來的變化),代表性和針對(duì)性 (指標(biāo)選擇要區(qū)分主次,突出重要問題)。依據(jù)上述原則構(gòu)建云南省水污染 DPSIR模型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架如圖 1。

對(duì)云南省水污染問題,選取了 14個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。其中驅(qū)動(dòng)力因子中選擇單位 GDP用水量、農(nóng)田灌溉畝均用水量、人均生活用水量、單位GDP化學(xué)需氧量指標(biāo)來體現(xiàn)用水量對(duì)水污染的驅(qū)動(dòng);云南省水污染的主要壓力是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中產(chǎn)生的污水、廢水和水污染物的排放量。設(shè)計(jì)了 4個(gè)壓力因子指標(biāo):化學(xué)需氧量排放總量、工業(yè)廢水排放量、城市污水排放量和農(nóng)田灌溉棄水帶來的氮當(dāng)量。水污染的狀態(tài)因子所表述的是云南省水環(huán)境在資源量和水質(zhì)方面的情況。主要指標(biāo)是云南省水資源總量和人均資源量、河湖水質(zhì)良好率 (用以描述云南省地表水水質(zhì)狀況)。影響指標(biāo)選取了主要集中式飲用水源地滿足水質(zhì)要求率來說明水污染對(duì)云南省的影響。響應(yīng)指標(biāo)主要選擇了城鎮(zhèn)污水排放量及集中處理率、工業(yè)廢水重復(fù)利用率、工業(yè)污水處理投資指標(biāo)來說明云南省對(duì)水污染的應(yīng)對(duì)措施等。

2.2 指標(biāo)體系分析

2.2.1 驅(qū)動(dòng)力指標(biāo)

水污染問題的驅(qū)動(dòng)因子是指對(duì)水污染沒有產(chǎn)生直接的影響,但是卻間接地對(duì)水資源的利用強(qiáng)度和污染排放情況形成壓力的影響因素。單位 GDP用水量是反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源消耗的重要指標(biāo)。用水量按水利部門的定義,指河道外用水量,即用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)、生活用水等方面,但不包括用于水力發(fā)電的水資源量。單位 GDP用水量即指創(chuàng)造一個(gè)單位的 GDP(本指標(biāo)中用萬(wàn)元 GDP),農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活等方面所消費(fèi)的水資源量。

從圖 2可以看出,1999～2008年,云南省的GDP從 1899.82億元增長(zhǎng)到 5700.1億元,用水量從 148億 t增加到 153億 t,相應(yīng)的單位 GDP用水量從 515t/萬(wàn)元降到 156t/萬(wàn)元,下降了一半還多。但絕對(duì)用水量的上升趨勢(shì),表明造成水污染問題的驅(qū)動(dòng)因素還在加強(qiáng)。

從圖 3可以看出,1999～2008年,云南省農(nóng)田灌溉畝均用水量從 594t/畝降到 505t/畝,下降了17%。云南省農(nóng)田面積從 658萬(wàn) hm2減少到 607萬(wàn)hm2,但農(nóng)田畝均化肥使用從 2001年的 13.50kg/畝增加到 2007年的 18.19kg/畝 (見表 1),灌溉用水總量上有所減少,但棄水帶來污染物的壓力依然巨大。

2008年,云南省農(nóng)業(yè)用水占到整個(gè)用水量的70%以上,據(jù)朱兆良等《中國(guó)農(nóng)業(yè)面源控制對(duì)策》的研究,化肥氮有 5%進(jìn)入徑流。農(nóng)田的大用水總量合并化肥的流失,可以說農(nóng)業(yè)面源污染是造成云南省水質(zhì)變化的重要因子之一。

表 1 全省農(nóng)田畝均化肥施用量 (2001～2007年)

1990～2007年,云南省總?cè)丝趶?3730.6萬(wàn)人增加到 4543萬(wàn)人,增長(zhǎng)了近 22%。人均用水的情況城鎮(zhèn)和農(nóng)村有所不同,見表 2?？梢?1999～2003年城鎮(zhèn)、農(nóng)村人均生活用水都有一定下降,但 2003年以后基本保持穩(wěn)定,農(nóng)村人均用水量維持在 62L/d,城市在 130L/d。2006、2007年后,農(nóng)村用水有小幅反彈,城鎮(zhèn)人均用水則在 2008年有了比較顯著的下降。但人口總數(shù)快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭表明云南省水環(huán)境污染來自生活用水方面的壓力呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。

表 2 云南省人均生活用水量 (1999～2008)

2008年,生活用水占到整個(gè)用水量約 10%的份額,由于生活污水處理水平低下,尤其是城鎮(zhèn)生活污水 (詳見水污染問題響應(yīng)因子城鎮(zhèn)生活污水集中處理率)集中處理能力不足,生活用水也是驅(qū)動(dòng)云南省水質(zhì)變化的主要因子之一。

從 2006年 10月 1日起,云南省用水定額標(biāo)準(zhǔn)開始實(shí)施。云南省《用水定額》地方標(biāo)準(zhǔn)中的 477項(xiàng)用水定額值,涉及農(nóng)業(yè)灌溉用水、工礦企業(yè)用水、農(nóng)村人畜用水、城鎮(zhèn)綠化用水及城鎮(zhèn)居民用水等。云南省城鎮(zhèn)居民每人每天用水定額為 100～150L,托兒所每人每天用水定額為 40L,熱帶地區(qū)農(nóng)村居民每人每天用水定額為 65～85L。

1997～2008年,云南省 G DP增長(zhǎng)了近兩倍,但COD排放總量除了 1999年以前維持 42萬(wàn) t左右的水平,2000年以后是一個(gè)緩慢減少的趨勢(shì),基本維持在 29萬(wàn) t的水平。相應(yīng)地,單位 G DP化學(xué)需氧量排放呈明顯的下降趨勢(shì)?？梢娫颇鲜≡诖_保經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí),注重了提高水資源的使用效率。

云南省環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃對(duì)單位 GDP化學(xué)需氧量排放設(shè)定了 <6.1kg/萬(wàn)元的目標(biāo),到2007年已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)。云南省環(huán)境保護(hù) “十一五”規(guī)劃還對(duì)化學(xué)需氧量設(shè)定了控制在 27.6萬(wàn) t的目標(biāo),2008年是 28.5萬(wàn) t,若按 2003～2008年的趨勢(shì)看,可能在 2010年實(shí)現(xiàn)目標(biāo),但有一定困難。

2.2.2 壓力指標(biāo)

水污染的壓力因子指的是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中污水、廢水和水污染物的排放量。

化學(xué)需氧量是以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量,以 mg/L表示。它反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。化學(xué)需氧量是水中有機(jī)物相對(duì)含量的綜合指標(biāo)之一。COD值越高,表示水中有機(jī)污染物污染越重。全省各項(xiàng)生產(chǎn)生活排放的化學(xué)需氧量總和即化學(xué)需氧量排放總量。云南省水污染來自 COD排放的壓力處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

工業(yè)廢水排放量,指來自工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中排放的廢水。從圖 5可見 1997～2008年,云南省的工業(yè)廢水排放量從 4.6億 t減少到 3.3億 t。

數(shù)據(jù)表明,云南省工業(yè)廢水排放經(jīng)歷 20世紀(jì)后期的顯著下降后,進(jìn)入 21世紀(jì)以來保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的量。來自工業(yè)廢水排放對(duì)云南省水環(huán)境污染問題的壓力從污水排放量看,基本保持穩(wěn)定。但由于缺乏污水污染物濃度數(shù)據(jù)方面的資料,來自工業(yè)的污染物排放量尚未清楚。

城市污水排放量指來自城市生活排放的廢水,1997～2008年,云南省城市污水的排放量從 1.45億 t增加到 5.09億 t。

指標(biāo)變化表明,云南省城市污水排放總量一直保持增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),對(duì)水污染問題形成的壓力呈增加趨勢(shì)。

據(jù)朱兆良等 (2006)的研究,農(nóng)田施肥的氮有 5%進(jìn)入水體。以這個(gè)比例計(jì)算,1999～2007年,農(nóng)田灌溉廢水帶入水體的氮當(dāng)量變化見表 3。

表 3 農(nóng)田灌溉棄水帶入水體的氮當(dāng)量 (2001～2007) (t)

化肥施用量 (折純量)是指把氮肥、磷肥、鉀肥分別按含氮、含五氧化二磷、含氧化鉀的百分之百成份進(jìn)行折算后的數(shù)量,氮肥施用量即為氮當(dāng)量。農(nóng)田灌溉棄水帶入水體的氮當(dāng)量不斷上升,可見,農(nóng)田灌溉形成的污染壓力還在不斷增強(qiáng)。

為緩解農(nóng)業(yè)灌溉帶來的水污染壓力,云南省提倡農(nóng)業(yè)測(cè)土施肥,推廣使用復(fù)合肥、有機(jī)肥等,提倡節(jié)水農(nóng)業(yè)、清潔生產(chǎn)等措施。因缺乏系統(tǒng)的跟蹤和監(jiān)測(cè),實(shí)際效果不能說清。

2.2.3 狀態(tài)指標(biāo)

水污染的狀態(tài)因子所表述的是云南省水環(huán)境在資源量和水質(zhì)方面的情況。

水資源總量指的是當(dāng)?shù)亟邓纬傻牡乇?、地下產(chǎn)水量,不包括地表水和地下水重復(fù)計(jì)算量及過境水量。

1999～2008年數(shù)據(jù)表明,云南省水資源總量和人均占有量呈波動(dòng)中有所下降的趨勢(shì)。在中國(guó),云南在水資源總量上排名第三,屬于水資源豐富的省份之一。但云南水資源存在空間分布嚴(yán)重不均的問題,例如,昆明市人均水資源量只有 1111m3,滇池流域人均 287m3,是全國(guó)最缺水的 14個(gè)地區(qū)之一。

表 4 水資源總量和人均水資源量 (1999～2007)

河湖水質(zhì)良好率用以描述云南省地表水水質(zhì)狀況。內(nèi)容上包括河流監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)良好率 (指在云南省全部河流監(jiān)測(cè)斷面中,監(jiān)測(cè)結(jié)果表明河流水質(zhì)屬于良好的斷面占全省監(jiān)測(cè)斷面總數(shù)的百分比)和主要湖泊水質(zhì)良好率 (指在全部湖泊監(jiān)測(cè)點(diǎn)中,監(jiān)測(cè)結(jié)果表明湖泊水質(zhì)屬于良好,即達(dá)到國(guó)家地表水質(zhì) III類標(biāo)準(zhǔn)以上級(jí)別的點(diǎn)位占總監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的百分比)。

1990～2008年河湖水質(zhì)良好率的情況見圖 7。

云南省主要河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)良好率在2001年以前一直維持在 20%～40%的較低水平;2002～2004年得到較快提升,2004～2007年相對(duì)穩(wěn)定在 50%以上。而主要河流監(jiān)測(cè)斷面中,受污染 ( IV～V類標(biāo)準(zhǔn))的斷面占 23.3%,污染嚴(yán)重(劣于V類標(biāo)準(zhǔn))的斷面占 23.4%。主要湖泊水質(zhì)良好率變化的變化趨勢(shì)與河流基本同步,云南省主要湖泊水質(zhì)良好率 1990～2001年經(jīng)歷了一個(gè)逐年下降的趨勢(shì),2001～2003年有所好轉(zhuǎn),2003～2007年保持相對(duì)穩(wěn)定,但最多也就維持在 50%左右。一半以上的湖泊還處于不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),滇池、星云湖、杞麓湖、異龍湖等湖泊主要入湖河流水質(zhì)劣V類。

“十一五”規(guī)劃要求,2010年,九大湖泊水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率 >50%,2008年已完成目標(biāo)。

2.2.4 影響指標(biāo)

主要集中式飲用水源地滿足水質(zhì)要求率指的是作為全省飲用水源的水體中,水質(zhì)達(dá)到國(guó)家飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水體所占的百分比。

指標(biāo)數(shù)據(jù)表明,云南省主要集中式飲用水源地滿足水質(zhì)要求率 1991～2000年基本穩(wěn)定在 70%左右,2006～2007年有明顯上升趨勢(shì),這與云南省在同期開始了《云南省飲用水水源地環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》,開始實(shí)施水源地保護(hù)計(jì)劃有明顯關(guān)系。

2008年,云南省 21個(gè)城市的 42個(gè)飲用水水源地中,有 14.3%不能滿足集中式飲用水源地水質(zhì)要求。

“十一五”規(guī)劃要求,在 2010年 90%以上的重點(diǎn)城市集中式飲用水源地水質(zhì)基本達(dá)標(biāo),根據(jù)近3a的發(fā)展趨勢(shì),完成目標(biāo)存在可能性,但有很大難度。

2007年農(nóng)村飲水安全調(diào)查顯示,全省有 1300萬(wàn)左右的農(nóng)村人口受到飲水安全的影響。

2.2.5 響應(yīng)指標(biāo)

響應(yīng)因子主要用于描述云南省在應(yīng)對(duì)水污染方面所做出的努力。

1990～2007年,云南省城鎮(zhèn)污水排放量從14500萬(wàn) t增加到 48400萬(wàn) t,增長(zhǎng)了兩倍多,這與云南省城鎮(zhèn)化進(jìn)程的發(fā)展緊密相關(guān)。

城鎮(zhèn)生活污水集中處理率在 2005～2008年才有統(tǒng)計(jì),2008年達(dá)到 57.84%?！笆晃濉币?guī)劃要求,到 2010年,云南省城鎮(zhèn)生活污水集中處理率達(dá)到60%。根據(jù)有數(shù)據(jù)的近 4a趨勢(shì)看,可能達(dá)成目標(biāo)。

工業(yè)用水重復(fù)利用率的含義是指在一定的計(jì)量時(shí)間 (年或月)內(nèi),生產(chǎn)過程中使用的重復(fù)利用水量與總用水量之比。計(jì)算公式:重復(fù)利用水量/(生產(chǎn)中取用的新水量 +重復(fù)利用水量) ×100%。

“十一五規(guī)劃”要求,到 2010年,工業(yè)用水重復(fù)利用率 >80%,按照環(huán)境公報(bào)的數(shù)據(jù),其實(shí)從2005年就已經(jīng)達(dá)到 85.4%,從數(shù)據(jù)趨勢(shì)看規(guī)劃目標(biāo)定得過低。

云南省工業(yè)污水治理投資在 2001年是 7191萬(wàn)元,到 2008年達(dá)到 78400萬(wàn)元,增長(zhǎng)了近十倍,見圖 11。

目前所選定的響應(yīng)因子主要集中于緩解水污染壓力方面,之所以單獨(dú)把這 3個(gè)響應(yīng)因子列出是因?yàn)樵诳色@得的資料里,它們有了比較完整的時(shí)間系列數(shù)據(jù),可以看出一些動(dòng)態(tài)變化。從 DPSIR因子鏈條來說,響應(yīng)還可以從舒緩水污染驅(qū)動(dòng)力、促進(jìn)水環(huán)境狀態(tài)向好的方向發(fā)展、減輕水污染對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人類生活影響等方面所采取的對(duì)策措施著手。

事實(shí)上,云南省在這些方面也都做了大量努力。例如農(nóng)業(yè)上提倡節(jié)水農(nóng)業(yè),提倡測(cè)土配方施肥;居民生產(chǎn)生活中推行用水定額標(biāo)準(zhǔn);工業(yè)上實(shí)施總量控制制度,提高水資源的循環(huán)利用水平,推行排放口的在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控手段等。

3 討論

云南省水污染問題中來自云南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水污染問題的驅(qū)動(dòng)因子還在加強(qiáng)。體現(xiàn)在與GDP相對(duì)應(yīng)的絕對(duì)用水需求還在增加;農(nóng)田灌溉造成棄水、生活用水帶來污染的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)還在增加;單位 GDP化學(xué)需氧量排放有所減弱,但排放量從 2000年以來基本穩(wěn)定在 29萬(wàn) t左右。

云南省水污染所面臨的壓力還在不斷加強(qiáng),尤其是來自生活污水和農(nóng)田灌溉棄水的壓力還在增強(qiáng);工業(yè)廢水排放的壓力有降低;但水環(huán)境整體面臨的 COD排放維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀況。

從水環(huán)境的狀態(tài)因子看,云南省水資源豐富但分布不均;地表水質(zhì)基本保持穩(wěn)定,但是約 1/4的河道受到污染,一半以上的湖泊處于不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。

水污染問題已經(jīng)對(duì)云南省城鄉(xiāng)供水帶來一定影響。對(duì)城市飲用水源的影響基本保持穩(wěn)定,但也有30%的城市飲用水源地不能滿足水質(zhì)要求;2007年農(nóng)村飲水安全調(diào)查顯示,全省有 1300萬(wàn)左右的農(nóng)村人口受到飲水安全的影響。

對(duì)響應(yīng)因子的分析說明,為改善云南省水環(huán)境狀況,應(yīng)對(duì)水污染問題,云南省采取了大量的對(duì)策措施,并在工業(yè)污水排放控制方面取得顯著成效,但城市污水控制方面還需要進(jìn)一步加強(qiáng),農(nóng)業(yè)領(lǐng)域需要加強(qiáng)連續(xù)性監(jiān)測(cè),以評(píng)定響應(yīng)效果。

4 結(jié)論

本文基于 DPSIR模型框架,結(jié)合云南省水污染狀況,構(gòu)建了云南省水污染 DPSI R模型指標(biāo)體系,并初步分析了各個(gè)指標(biāo)的變化趨勢(shì),為下一步定量分析云南省水污染趨勢(shì)奠定了基礎(chǔ)。

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[5]馬杏,朱翔,趙睿.云南省水土流失DPSI R模型指標(biāo)體系的構(gòu)建 [J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊,2009,28(6).