張 遠， 林佳寧， 王 慧， 郭昌勝， 丁 森， 賈曉波， 霍守亮， 徐 建， 劉 琰， 王海燕， 吳豐昌

中國環(huán)境科學研究院水生態(tài)環(huán)境研究所， 環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室， 北京 100012

水環(huán)境質量標準是指為保護人體健康、水生物安全以及正常使用等功能而對水體中污染物最大濃度或其他質量要求所作的規(guī)定，通常是以基準或相關標準為依據(jù)，考慮社會、經(jīng)濟和技術等發(fā)展狀況，經(jīng)過綜合分析制定的管理限值. 各國都不斷發(fā)展和完善原有水環(huán)境基準標準，如美國已發(fā)布了水生生物急性慢性基準60項、人體健康水質基準122項和感官基準27項[1]，歐盟制定了45項優(yōu)控污染物標準[2]. 我國現(xiàn)行GB 3838—2002《地表水環(huán)境質量標準》(簡稱“《標準》”)在我國水環(huán)境管理中發(fā)揮著至關重要的作用. 但自2002年修訂頒布以來，至今未再修訂，隨著我國地表水環(huán)境質量的改善、國家目標的變化以及新時代生態(tài)文明建設形勢的變化，《標準》難以滿足未來生態(tài)環(huán)境保護要求，對水環(huán)境質量標準修訂的需求和呼聲日益增加.

國家高度重視水環(huán)境基準和標準基礎研究. 已有學者從飲用水源地水質標準、湖庫營養(yǎng)狀態(tài)標準、人體健康風險等角度，提出了對我國《標準》修訂的建議[3-4]. 國家水體污染控制與治理科技重大專項(簡稱“水專項”)從“十一五”至今也開展了水生生物基準、人體健康基準、湖庫營養(yǎng)物基準標準和飲用水源地標準等研究[4-5]，為我國水環(huán)境標準制修訂奠定了科學基礎. 按照我國社會經(jīng)濟綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設的總體要求，遵循人體健康和生態(tài)優(yōu)先的原則，結合國家重大科技專項的相關成果和國內外最新成果，突出水生態(tài)環(huán)境保護的系統(tǒng)性和完整性原則，作者提出了我國《標準》修訂的總體思路和方案框架，以期為國家開展水環(huán)境標準修訂提供儲備.

1 我國地表水環(huán)境質量標準發(fā)展歷程與作用

我國地表水環(huán)境質量標準歷經(jīng)了37年的發(fā)展. 1983年首次發(fā)布了GB 3838—1983《地面水環(huán)境質量標準》，該標準涵蓋總氮、總磷和COD等20項指標，將地面水分為三級，分別為水質良好、水質較好以及水質尚可. 在1988年第一次修訂后，《標準》內容不斷豐富，項目由20項增至30項，首次將地面水水域按保護目的劃分為Ⅰ～Ⅴ類. 1999年第二次修訂將原《標準》中地面水改稱為地表水，將指標分為基本項目和選擇項目，共設有水質項目75項. 現(xiàn)行《標準》是在2002年第三次修訂形成，不僅進一步強化了水域功能劃分，而且把水質項目增至109項，分為基本項目、地表水源地補充項目和特定選測項目3類. 至此，我國基本建成了反映我國當時水環(huán)境污染特點，符合國家社會經(jīng)濟發(fā)展國情狀況和管理特點，適用于在全國層面進行統(tǒng)一評價管理的標準體系. 該《標準》充分借鑒、吸收了當時美國、歐盟等國際水生生物基準、人體健康基準和營養(yǎng)物基準的最新成果，突出人體健康保護、飲用水源地和湖庫水生態(tài)保護，大幅增加了有毒有機類、重金屬等指標，提高了標準限值的科學性，實現(xiàn)了與歐美國家標準的銜接，如借鑒當時國外湖庫營養(yǎng)物基準成果，提出了我國湖庫總氮、總磷標準，為我國湖庫富營養(yǎng)化防控提供了依據(jù)；同時，《標準》突出了我國水環(huán)境管理的特點，從高到低設置了五類水域環(huán)境功能和目標要求，實現(xiàn)了對水生態(tài)環(huán)境按功能分類進行保護. 綜上，《標準》充分體現(xiàn)了當時我國水環(huán)境科研整體實力，得到了行業(yè)內外人員的高度認可，為我國在高速社會經(jīng)濟過程中水生態(tài)環(huán)境、人體健康的安全保障做出了重大貢獻.

2 我國地表水環(huán)境質量標準的修訂需求分析

2.1 《標準》同時兼顧多種水域功能及其水質要求，但是難以協(xié)調不同水域功能的水質關系

《標準》基本項目標準值分為五類，涉及飲用水源、漁業(yè)、農業(yè)、工業(yè)等多種水域功能，其中一類標準至少對應兩類水域功能，如規(guī)定達到Ⅱ類和Ⅲ類標準的水體可用作集中式生活飲用水源地和水生生物棲息地用水，因此標準值需要同時滿足保護人體健康和水生生物的要求. 以銅和鋅兩項污染物為例,《標準》制定時以美國環(huán)境保護局1999年發(fā)布的美國水生生物慢性基準和人體健康基準為依據(jù)制定了我國現(xiàn)行Ⅱ類水質標準限值[6]，但是美國人體健康基準中銅、鋅濃度限值分別為1.3、7.4 mgL[1]，而美國水生生物慢性基準中二者濃度限值分別為0.001 45和0.12 mgL[1]，相差60～1 000 倍，而我國《標準》中銅和鋅兩項污染物濃度的Ⅱ類標準限值均為1 mgL，可以滿足保護人體健康的要求，而對水生生物的保護可能不足.

2.2 《標準》主要是依據(jù)國外基準值與標準制定，缺乏符合中國國情的環(huán)境基準支撐

環(huán)境基準是標準制定的科學基礎，基準值往往與本地生物區(qū)系、水體理化性質和污染物毒性特點等相關. 由于缺乏我國環(huán)境基準研究的支撐，《標準》中基本項目的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類標準限值均主要參照美國水生生物急性慢性基準、人體健康基準制定，Ⅳ和Ⅴ類標準限值主要依據(jù)美國水生生物急性基準制定，集中式生活飲用水地表水源地補充項目和特定項目的標準限值主要依據(jù)《世界衛(wèi)生組織飲用水準則》《美國飲用水衛(wèi)生標準》和《我國飲用水衛(wèi)生規(guī)范》制定[6]. 由于中美兩國水生生物區(qū)系、水體理化本底背景等不同，直接引用外國基準值容易造成對本土水生物的“過保護”或“欠保護”，閆振廣等[7]發(fā)現(xiàn)50%以上的水污染物在國內外水生物物種敏感度方面存在顯著差異，由于國內外水生生物的物種敏感度存在差異性，造成同一污染物的不同國家水質基準閾值差別可能超過100倍.

2.3 《標準》中水質指標及其標準限值未考慮地域背景值的影響

《標準》的監(jiān)測項目體系為全國統(tǒng)一標準，沒有考慮地理環(huán)境特征、生態(tài)系統(tǒng)類型的差異. 如溶解氧(DO)濃度與海拔(高程)均存在較大相關性，青藏高原(海拔高于 3 500 m地區(qū))在夏季溫度高于20 ℃時，飽和溶解氧濃度僅為5.9 mgL，處于不達標狀態(tài)，因此使用統(tǒng)一的溶解氧濃度指標評價西藏自治區(qū)、青海省等高海拔地區(qū)的水質缺乏合理性. 美國各州通常依據(jù)國家發(fā)布的溶解氧濃度的基準值，制定各區(qū)域的溶解氧濃度限值；英國水環(huán)境質量標準中將溶氧量按照溶解氧飽和百分率分級，制定溶解氧標準[8]. 化學需氧量(COD)和高錳酸鹽指數(shù)是我國評價水體污染程度的綜合性指標，該類指標極易受到來自沉積物和土壤淋溶的腐殖酸影響，這種天然條件下自然產(chǎn)生的腐殖酸含量在南北河流差距顯著[9]，往往造成黑龍江省、內蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)、青海省和西藏自治區(qū)部分地區(qū)的COD和高錳酸鹽指數(shù)環(huán)境背景值超標，《標準》對此類指標背景值超標等問題缺乏統(tǒng)籌考慮.

2.4 《標準》中湖泊水庫缺乏適宜的分區(qū)營養(yǎng)物標準，難以滿足當前富營養(yǎng)化控制需求

水體富營養(yǎng)化及其導致的藍藻水華是我國水環(huán)境的主要問題，受到地質、氣候和溫度的影響，不同區(qū)域營養(yǎng)物基準閾值差異較大. 美國將全國劃分為14個生態(tài)區(qū)，不同區(qū)域制定不同的營養(yǎng)物基準[10]. 我國對于湖庫型水體，《標準》中規(guī)定了總氮和總磷指標的統(tǒng)一標準，然而我國地域廣闊，各地區(qū)存在地理位置、地形地貌、氣候條件、湖泊形態(tài)以及人類開發(fā)程度等方面的差異，不同區(qū)域湖庫水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象對營養(yǎng)物水平的響應差異巨大[11]，對于受人類干擾強度大的東部大部分淺水湖泊，營養(yǎng)物基準制定難度更大[12].

2.5 《標準》中水質標準項目類型覆蓋不全面

《標準》中集中式生活飲用水地表水源地保護項目共計85項，非飲用水源的地表水體涉及水生生物保護項目則相對偏少，其中河流類型地表水僅23項、湖庫24項. 然而，美國保護水生生物基準共60項，歐盟保護水生生物基準共45項，相比之下，我國對于水生生物保護的項目類型明顯不足，尤其是涉及有毒有害有機污染物的指標較缺乏. 近年來，我國地表水中頻繁檢測出一些長期累積性、復合性新型污染物，如抗生素、環(huán)境激素和微囊藻毒素等[13]，目前《標準》中尚未包含這些物質，因此缺失對此類污染物排放控制的相應標準，導致現(xiàn)行環(huán)境質量管理中對該類污染物的控制管理不足.

2.6 《標準》中的指標銜接性問題

《標準》中有些指標間存在關聯(lián)性，但標準值卻相互不銜接，造成質量管理上存在沖突. 以總氮和氨氮兩種污染物為例，水體中溶解性總氮的主要組成是氨氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，《標準》中這兩種污染物的Ⅱ～Ⅴ類標準值相同，存在著不協(xié)調性.

3 中國地表水環(huán)境質量標準修訂思路思考

3.1 關于我國地表水環(huán)境質量標準體系的構建

美國和歐盟近年來都更加關注水生態(tài)系統(tǒng)保護. 美國《清潔水法》明確要求保護地表水化學、物理和生物的完整性，歐盟《水框架指令》也提出要實現(xiàn)地表水達到良好生態(tài)狀態(tài). 在傳統(tǒng)考慮水生物毒性和人體健康風險的水生生物和人體健康水質基準基礎上，發(fā)達國家進一步發(fā)展了營養(yǎng)物、沉積物、細菌和生物學等基準，逐漸形成了面向水生態(tài)完整性的基準標準體系. 如美國于2000年開始制定湖泊營養(yǎng)物基準，發(fā)布了湖泊水庫、河流、河口海岸和濕地不同水體類型的營養(yǎng)物基準技術指南[14-17]. 歐盟自2000年后開始制定生物調查與評價技術的指導文件，建立了歐盟差異性的水生態(tài)評價標準[18]. 我國《標準》仍然是以飲用水源地安全、水生生物保護為核心，尚未形成面向水生態(tài)完整性的標準體系，難以支撐由水質保護為主向水質和水生態(tài)同時保護轉變的管理需求.

因此，在充分考慮水環(huán)境管理的延續(xù)性等實際情況，建議我國《標準》可考慮由單標準向系列標準轉變，形成由“1+N”水環(huán)境標準簇所構成的標準體系. 其中，“1”為地表水環(huán)境質量基本項目標準，用于判斷地表水環(huán)境質量的優(yōu)劣程度，反映水環(huán)境功能的基本水質要求，體現(xiàn)與《標準》水域功能分類管理的銜接性；“N”為特定保護項目標準，包括保護水生生物的有毒有害污染物項目水質標準、地表飲用水源地水質標準、湖泊營養(yǎng)物狀態(tài)評價標準以及地表水水生物狀況評價標準.

3.2 關于吸納利用我國水環(huán)境基準成果的考慮

基于我國環(huán)境基準值，科學制定適合我國的標準限值是關鍵. 水專項已構建了我國水環(huán)境基準方法學體系，提出了保護水生生物、人體健康、湖泊營養(yǎng)物和沉積物等多種類型污染物的環(huán)境基準建議值. 以保護水生生物為例，目前已獲得了重金屬(Cd、Pb、Cu、Cr、Zn等)、氨氮、持久性有機污染物(PFOS、PFOA等)、新型有機污染物(三氯生)等多種基于本土生物毒性數(shù)據(jù)的水生生物基準值[19-25]. 《標準》修訂可吸納水專項環(huán)境基準的研究成果，以及國內外近20年最新的生態(tài)毒理學和環(huán)境科學研究成果，調整完善標準體系設置和相關限值，修訂更新氨氮、重金屬等有毒有害污染物等項目限值.

4 《標準》修訂的初步方案

基于“1+N”水環(huán)境質量標準體系，考慮到我國當前的實際情況，近期建議重點對基本項目標準、保護水生生物有毒有害污染物項目水質標準、地表飲用水源地水質標準、湖庫富營養(yǎng)化評價標準和地表水生物狀況評價標準方案進行修訂.

4.1 地表水環(huán)境質量基本項目標準

各國的標準體系分為2種類型，一類是歐美的標準體系，沒有基本項目指標，也不進行分級評價；另一類是韓國和日本的標準體系，存在基本項目及分級標準，基本項目主要包括pH、五日生化需氧量(BOD5)、懸浮物(SS)、溶解氧(DO)、大腸菌群/糞大腸菌群數(shù)5項指標[26-27]. 《標準》中基本項目共計24項指標，含有重金屬等有毒有害污染物項目，超出了水環(huán)境質量基本功能評價需求，建議選擇反映水體凈化能力的常規(guī)指標為主，對基本項目指標進行優(yōu)化. 通過對國內外常用項目梳理及自動在線監(jiān)測項目的銜接，提出將pH、BOD5、高錳酸鹽指數(shù)、DO、氨氮(NH3-N)、總磷、糞大腸菌群7項指標作為基本項目.

COD、DO、BOD5和高錳酸鹽指數(shù)為水中有機污染狀況的綜合性指示指標. COD在國際上一般不作為水質評價指標，多為污染源監(jiān)測指標，而且重鉻酸鹽法的檢出限≥50 mgL，小于50 mgL的測定結果誤差較大，通常用于表征污水或污染嚴重的有機污染程度. 根據(jù)2018年我國地表水國控斷面水質監(jiān)測數(shù)據(jù)，約80%的COD監(jiān)測值均小于20 mgL. 因此，將COD作為地表水水環(huán)境的基本指標意義不大；同時，COD測定過程中需要用到鉻和汞，會造成二次污染，建議刪除COD指標. 考慮到我國水質評價和水環(huán)境管理的延續(xù)性，建議保留DO、BOD5、高錳酸鹽指數(shù)指標以反映水體凈化能力和有機污染狀況.

氨氮是我國長期的污染控制指標，建議近期仍然保留在基本指標內，遠期可調整到保護水生生物、飲用水源地項目中，作為有毒有害項目進行考慮. 總磷是反映我國營養(yǎng)物污染的指標，國際上河流考核的指標項目中可以不考慮總磷指標，但是由于我國河湖、河海銜接需求，建議全國層面上根據(jù)全國總磷頻度分布規(guī)律制定標準值，以滿足全國富營養(yǎng)化控制要求；針對匯入具有不同保護需求的湖泊、海洋的河流，其總磷指標的控制限值可以基于總量控制方案由當?shù)卣贫ㄒ糟暯訃覙藴?

部分湖泊pH、DO、高錳酸鹽指數(shù)等指標易受自然本底和自然過程背景影響，由于這些指標對水生生態(tài)系統(tǒng)未產(chǎn)生不良影響，建議通過“一湖一策”研究確定該類水體中這些指標的背景值范圍，通過流域或區(qū)域標準進行調整優(yōu)化.

氟化物、陰離子表面活性劑、氰化物、揮發(fā)酚、銅、鋅、硒、砷、汞、鉻(六價)、鎘、鉛、石油類和硫化物等14個項目通常作為保護水生生物或人體健康考慮而制定的指標，可以調整到保護水生生物的有毒有害污染物水質標準和飲用水源地水環(huán)境質量標準項目中.

4.2 保護水生生物的有毒有害污染物項目水質標準

美國、歐盟水生生物急性和慢性基準主要包括金屬污染物、有機污染物等60項指標，一般采用基準值作為標準值[1-2]. 我國現(xiàn)行保護水生生物的24項指標中，有毒有害類污染物僅包括重金屬、氟化物、氰化物、陰離子表面活性劑、硫化物和揮發(fā)酚等13項指標，難以滿足我國水生態(tài)保護的要求. 建議根據(jù)優(yōu)控污染物清單、有毒有害污染物名錄、我國社會經(jīng)濟技術條件和監(jiān)測技術等，按照有毒有害類污染物嚴格控制、不允許對水生生物造成危害的原則，篩選出我國地表水中檢出率較高且對水生生物保護控制不足的污染物. 在國外部分污染物的水生生物基準值基礎上，結合我國水環(huán)境基準成果，建議近期可重點圍繞銅、鋅、砷、汞、鎘、鉛、鉻、壬基酚、五氯酚、阿特拉津、硝基苯、氰化物、氨氮等13類污染物，提出滿足我國水生生物保護的有毒有害污染物控制閾值.

4.3 基于分區(qū)的湖泊營養(yǎng)物狀態(tài)評價標準

湖庫水華暴發(fā)具有顯著的區(qū)域差異性. 美國根據(jù)湖庫營養(yǎng)物特征，將全國的湖泊分成了14個生態(tài)分區(qū)，制定了基于分區(qū)的營養(yǎng)物基準值[10]. 國家水專項從“十一五”起就開展了我國湖泊營養(yǎng)物基準研究，提出了我國湖泊營養(yǎng)物分區(qū)方案，將全國分為東北湖區(qū)、內蒙湖區(qū)、新疆湖區(qū)、中東部湖區(qū)、東南湖區(qū)、云貴湖區(qū)和青藏湖區(qū)共計7個營養(yǎng)物生態(tài)區(qū)，并制定了各生態(tài)區(qū)的總氮、總磷和葉綠素a的基準值[28-31]. 針對目前我國湖庫營養(yǎng)物分區(qū)控制的需求，建議將湖泊總氮、總磷項目從《標準》中分離，依據(jù)我國湖泊營養(yǎng)物生態(tài)分區(qū)和營養(yǎng)物基準研究成果，制定能夠體現(xiàn)各地地質、氣候和溫度差異的湖泊富營養(yǎng)化評價分區(qū)方案. 為保證湖泊水域生態(tài)系統(tǒng)健康及使用功能，考慮管理的可行性以及國內目前的水體富營養(yǎng)化治理水平，將湖泊營養(yǎng)標準劃分為貧營養(yǎng)、中營養(yǎng)、輕度富營養(yǎng)、中度富營養(yǎng)和重度富營養(yǎng)五類等級，項目可選擇體現(xiàn)湖泊富營養(yǎng)化特征的總氮、總磷和葉綠素a等三項指標.

4.4 地表飲用水源地水質標準

建議打破《標準》中人體健康和水生生物保護功能界限不清的現(xiàn)狀，依據(jù)目前污染物的理化性質、用途，在我國目前的生產(chǎn)使用及排放情況，以及在我國地表水和飲用水水源的污染水平、檢出頻次及毒性等，制定保護人體健康的飲用水源地水質標準.

4.5 地表水水生物狀況評價標準

水環(huán)境管理最終目標是要實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)結構與功能完整. 歐美發(fā)達國家分別提出了水生物評價指標及標準，為促進我國水環(huán)境管理向水生態(tài)管理的轉變，滿足水資源、水環(huán)境、水生態(tài)的綜合管理要求，我國環(huán)境管理對水生物評價提出了明確的需求. 水專項已提出了太湖流域、遼河流域的水生物評價指標和標準值[34]. 中國環(huán)境監(jiān)測總站也制定了河流、湖泊的水生態(tài)環(huán)境質量監(jiān)測評價技術方法，其中底棲動物指數(shù)已在松花江、遼河、太湖流域環(huán)境監(jiān)測部門的監(jiān)測評價中得到了示范應用. 基于生態(tài)區(qū)建立水生物評價指標和標準是通用方式，但考慮到地方水生物監(jiān)測評價能力薄弱，建議我國水生物評價可分兩種方式：對于缺乏長期監(jiān)測數(shù)據(jù)和能力薄弱的流域或地區(qū)，可選擇由全國推薦評價指標體系和相應標準，具體推薦指標包括生物硅藻指數(shù)(BDI)、大型底棲動物的底棲動物生物指數(shù)(BI)、大型棲動物快速評價指數(shù)(BMWP)和魚類損失度指數(shù)(FOE)等；對于歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)完善和監(jiān)測能力強的流域和區(qū)域，可由地方進一步篩選適宜的指標和制定相應的標準值.

5 結論

a) 《標準》存在多種水域功能與水質要求混雜、標準值主要依據(jù)國外基準值制定、水質指標及其標準限值未體現(xiàn)地域差異性、缺乏適宜的湖泊水庫營養(yǎng)物標準、水生物保護項目覆蓋不全等問題，需要理順《標準》中的水域功能與水質要求的對應關系，借鑒國際經(jīng)驗，在充分吸收中國環(huán)境基準相關成果的基礎上，建立充分體現(xiàn)水生態(tài)完整性保護要求的水質標準.

b) 在修訂過程中，我國《標準》可由單標準向系列標準體系轉變，形成“1+N”水環(huán)境標準體系框架，其中，“1”是地表水環(huán)境質量基本項目標準，用于判斷地表水環(huán)境質量的優(yōu)劣程度，反映水環(huán)境功能的基本水質要求，“N”是不同的特定保護項目標準，包括保護水生生物的有毒有害污染物項目水質標準、飲用水源地水質標準、湖泊營養(yǎng)物狀態(tài)評價標準以及地表水水生物狀況評價標準.

c) 結合我國已有基準標準成果，給出了基本項目標準、保護水生生物的有毒有害污染物項目水質標準、地表飲用水源地水質標準、湖泊營養(yǎng)物狀態(tài)評價標準和地表水水生物狀況評價標準制定的相關建議，為面向未來生態(tài)文明建設的標準修訂提供儲備.