尚彥辰， 郭秋岑， 曹雨， 王鑫玉

(沈陽建筑大學(xué) 市政與環(huán)境工程學(xué)院, 遼寧 沈陽 110168)

水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)問題受多方面因素影響，具有風(fēng)險(xiǎn)源種類繁多、空間分布復(fù)雜、容易受上下游累積傳輸物質(zhì)影響等特點(diǎn)，所以對(duì)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)有一定困難。而水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中較為復(fù)雜的便是水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，由于不同風(fēng)險(xiǎn)源的累加效果對(duì)水環(huán)境造成的影響存在區(qū)別，量化表征此影響更為困難，但其對(duì)于環(huán)境保護(hù)和環(huán)境問題決策有重要意義[1-2]。

目前，國內(nèi)對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)問題的研究較少，起步較晚。在國外，美國是第一個(gè)進(jìn)行累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的國家，在2003年，美國國家環(huán)保局(USEPA)頒布了累積性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架[3]，確立并劃分了3個(gè)階段，即規(guī)劃構(gòu)建、分析與表征，并且對(duì)每個(gè)階段進(jìn)行了詳細(xì)說明，這是累積風(fēng)險(xiǎn)研究的基礎(chǔ)。2004年，歐洲科學(xué)家發(fā)起第六框架計(jì)劃(the European Sixth Framework Integrated Research Project)，其中包括歐洲累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[4]。同年，我國環(huán)?？偩职l(fā)布了《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》。2007年，USEPA提出了一款用于污染地累積風(fēng)險(xiǎn)資源的工具箱，MACDONELL M M等[5]在2013年提出更新，加入了累積風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)用的實(shí)用說明，這是累積風(fēng)險(xiǎn)理論的首次應(yīng)用。2010年，SEXTON K等[6]提出累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可以為政策決策提供一種系統(tǒng)的、公正的環(huán)境評(píng)估信息，這使得累積風(fēng)險(xiǎn)的研究更趨向人性化。2012年，世界自然基金會(huì)(World Wide Fund for Nature,WWF)和德國投資與開發(fā)有限公司(Deutsche Investitions-und Entwicklungsge sellschaft mbH，DEG)共同發(fā)布了全球水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具(Water Risk Filter)，該方法考慮了流域和國家等因素，使其更偏向于實(shí)際應(yīng)用。同年，國內(nèi)陳凱等[7]構(gòu)建了累積性水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并利用主成分分析法和MATLAB 建立了遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)模型，并對(duì)太湖進(jìn)行了評(píng)估。2017年，羅昊等[8]建立了基于16項(xiàng)底層指標(biāo)的流域水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估綜合指標(biāo)體系，同時(shí)還應(yīng)用突變理論量化表征累積環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)問題與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)活動(dòng)、水環(huán)境現(xiàn)狀、國家監(jiān)管、對(duì)水資源的認(rèn)知等多方面有關(guān)。2013年，王浩等[9]對(duì)WWF和DEG提出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工具進(jìn)行了中國化，使各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)更適用于中國實(shí)際應(yīng)用。目前，該風(fēng)險(xiǎn)模型已被應(yīng)用于長江流域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[10]。本文結(jié)合美國環(huán)保局頒布的累積性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架，對(duì)WWF與DEG提出的水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法進(jìn)行耦合，并引入層次分析法，形成了一套水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工具。

1 研究方法

1.1 水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具

流域水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要考慮自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、監(jiān)管、宣傳等方面的影響。本文參考WWF與DEG提出的水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具中對(duì)流域的物理風(fēng)險(xiǎn)、監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)、聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)3個(gè)方面進(jìn)行分析，按照USEPA提出的規(guī)劃和問題的構(gòu)建、風(fēng)險(xiǎn)的分析、風(fēng)險(xiǎn)的表征三大步驟[3]對(duì)水環(huán)境累積性風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行評(píng)估。其中，物理風(fēng)險(xiǎn)指由人類活動(dòng)所引起或受自然因素影響而造成流域內(nèi)存水量和水環(huán)境質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)；監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)是指政府對(duì)流域及水體管理的執(zhí)行情況，包括法規(guī)的執(zhí)行情況和水環(huán)境管理投資等；聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)是指負(fù)面的流域內(nèi)居民對(duì)流域環(huán)境評(píng)論帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。最終形成屬于遼河流域的水環(huán)境累積性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，并對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，篩選出最主要的影響因素，為遼河流域的水環(huán)境管理與開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1.2 水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

構(gòu)建指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，需要在已有的模型中選取合適的指標(biāo)。對(duì)于WWF水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具已有的指標(biāo)，按照EPA提出的累積性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架對(duì)其進(jìn)行完善和修改，使其能夠準(zhǔn)確地對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

1.2.1 物理風(fēng)險(xiǎn)分析

物理風(fēng)險(xiǎn)包括3類：水資源稀缺、水污染情況、水生態(tài)系統(tǒng)健康。在分析WWF風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法已有的指標(biāo)條件的基礎(chǔ)上，對(duì)這3類物理風(fēng)險(xiǎn)的某些指標(biāo)進(jìn)行合理的修正。

1)對(duì)于水資源稀缺風(fēng)險(xiǎn)，考慮累積風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，本文選取了人均水資源盈余率和氣候影響2個(gè)基本指標(biāo)。

人均水資源盈余率反映該地區(qū)人均水資源盈余情況，具體量化為如下公式：

(1)

氣候影響反映該地區(qū)溫度變化對(duì)環(huán)境造成的影響，具體量化為如下公式：

(2)

2)對(duì)于水污染情況，考慮水系水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)結(jié)果，將其量化為當(dāng)?shù)厮h(huán)境中Ⅲ類及以上水質(zhì)占全流域水環(huán)境的比重。

3)對(duì)于水生態(tài)系統(tǒng)健康，考慮累積風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，本文從水生態(tài)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性3個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。①危險(xiǎn)性主要分析風(fēng)險(xiǎn)的來源，其中最具代表性的指標(biāo)有生活方面的生活污水排放量、生產(chǎn)方面的工業(yè)廢水排放量、農(nóng)業(yè)方面的化肥使用強(qiáng)度以及城市污水處理率4個(gè)指標(biāo)。②暴露性主要分析風(fēng)險(xiǎn)受體的數(shù)量以及狀態(tài)：農(nóng)業(yè)方面，主要分析灌溉面積；居民生活方面，主要考察人口密度；衛(wèi)生環(huán)境方面，主要分析農(nóng)村衛(wèi)生廁所普及率。③脆弱性是要綜合考慮水體的水生物多樣性威脅、萬元GDP耗水量、GDP增長率，其中水生物多樣性威脅采用V?R?SMARTY C J等[11]提出的淡水生物多樣性威脅指數(shù)進(jìn)行評(píng)估。

1.2.2 監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)分析

從3個(gè)角度進(jìn)行監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)分析：①與水環(huán)境相關(guān)的資金投入，主要通過分析環(huán)保投資占GDP的百分比、污水處理投資額2個(gè)基本指標(biāo)作出相應(yīng)判斷；②與水環(huán)境相關(guān)的法律法規(guī)體系的復(fù)雜性和透明度，主要對(duì)不同區(qū)域的法律法規(guī)體系以及實(shí)施過程中的舉措進(jìn)行評(píng)估；③與水環(huán)境相關(guān)的法律法規(guī)體系的實(shí)施，主要考慮在整個(gè)流域內(nèi)的實(shí)施情況，結(jié)合成果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

1.2.3 聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)分析

從2個(gè)層面進(jìn)行聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)分析：①當(dāng)?shù)厝藢?duì)水環(huán)境問題的重視程度，主要通過當(dāng)?shù)氐奈幕L(fēng)俗或宗教活動(dòng)分析其對(duì)水環(huán)境保護(hù)、節(jié)約用水等方面問題的關(guān)注程度并進(jìn)行評(píng)估；②國內(nèi)外媒體對(duì)流域水問題的報(bào)道情況，主要通過收集國內(nèi)外主流媒體對(duì)水問題的報(bào)道情況對(duì)其進(jìn)行分析并評(píng)估。具體指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 累積風(fēng)險(xiǎn)綜合指標(biāo)體系圖

1.3 各指標(biāo)等級(jí)劃分

在水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中，將指標(biāo)等級(jí)劃分為5級(jí)，即：無風(fēng)險(xiǎn)或者可接受風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)或者約束性風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)和極高風(fēng)險(xiǎn)，具體分級(jí)見表1。

表1 水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分主要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)、與指標(biāo)相關(guān)的已有研究、全國各省指標(biāo)數(shù)據(jù)分析和專家經(jīng)驗(yàn)值。首先在有國標(biāo)的條件下盡量采取國標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其次考慮已有發(fā)表文獻(xiàn)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，之后再考慮2008—2018年統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)。排序后，選取5%到95%作為數(shù)據(jù)范圍，然后在該數(shù)據(jù)范圍內(nèi)劃分成5個(gè)等級(jí)，最后參考專家意見進(jìn)行分級(jí)[12]。指標(biāo)分級(jí)見表2。

表2 流域水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)

續(xù)表

1.4 層次分析法

采用層次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)進(jìn)行權(quán)重確定。首先，對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行權(quán)重分配；然后，對(duì)各子系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行權(quán)重分配；最后，對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)因子中的指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分配。根據(jù)AHP計(jì)算過程，應(yīng)用九級(jí)標(biāo)度法，構(gòu)造判斷矩陣Pk(k=1、2、3)，如下所示：

式中：i=1、2、…、n，j=1、2、…、n；當(dāng)k=1時(shí)，P1為風(fēng)險(xiǎn)子系統(tǒng)判斷矩陣，其中U1ij為物理風(fēng)險(xiǎn)子系統(tǒng)、監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)子系統(tǒng)和聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)子系統(tǒng)間兩兩比較的結(jié)果；當(dāng)k=2時(shí)，P2為各風(fēng)險(xiǎn)子系統(tǒng)中各風(fēng)險(xiǎn)因子判斷矩陣，其中U2ij為子系統(tǒng)中各風(fēng)險(xiǎn)因子間兩兩比較的結(jié)果；當(dāng)k=3時(shí)，P3為風(fēng)險(xiǎn)因子中各指標(biāo)的判斷矩陣，其中U3ij為風(fēng)險(xiǎn)因子中各指標(biāo)間兩兩比較的結(jié)果。

利用方根法求解P1中各風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)權(quán)重ω1i、P2中各風(fēng)險(xiǎn)因子權(quán)重ω2i和P3中各指標(biāo)權(quán)重ω3i。為了檢驗(yàn)權(quán)重分配是否合理，需要對(duì)Pk進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)公式為:

CR=CI/RI；

(3)

CI=(λmax-n)/(n-1)。

(4)

式中：CR為Pk的隨機(jī)一致性比率；CI為Pk的一致性指標(biāo)；RI為Pk的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)；λmax為Pk的最大特征根；n為矩陣階數(shù)。

當(dāng)Pk的CR小于0.1時(shí)，一致性檢驗(yàn)通過；當(dāng)CR大于0.1時(shí)，則需對(duì)Pk進(jìn)行調(diào)整[13]。

以第一層物理風(fēng)險(xiǎn)、監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)和聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)為例，構(gòu)建矩陣P1：

應(yīng)用方根法求解各指標(biāo)的權(quán)重分配值，計(jì)算得出各指標(biāo)的權(quán)重分配值分別為0.707 1，0.222 7，0.070 2。求得最大特征根λmax=3.053 6,將其代入公式(4)求得CI=0.026 8，由于P1為三階矩陣，所以其對(duì)應(yīng)的RI=0.52。將其代入公式(3)中得出CR=0.051 5≤0.1，該一致性檢驗(yàn)結(jié)果可以接受。即物理風(fēng)險(xiǎn)、監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)、聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重分別為0.707 1、0.222 7、0.070 2。其余各層依次按照該方法分析。同時(shí)本文中采用MATLAB軟件極大地簡(jiǎn)化了計(jì)算過程，經(jīng)計(jì)算后權(quán)重結(jié)果如圖2所示。

圖2 累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重

從圖2中可以看出，指標(biāo)對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響程度依次為：水系水質(zhì)狀況>人均水資源盈余率>污水處理投資=與水環(huán)境相關(guān)的法律法規(guī)體系的復(fù)雜性和透明度=與水環(huán)境相關(guān)的法律法規(guī)體系的實(shí)施>媒體對(duì)水環(huán)境問題的報(bào)道>環(huán)保投資占GDP比重。其中，水系水質(zhì)狀況和人均水資源盈余率都是物理風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)，這表明物理風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響最明顯。

2 結(jié)果與討論

2.1 遼河流域水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)實(shí)例分析

遼河流域是我國七大流域之一，位于我國東北部的西南地區(qū)，全長1 345 km，流經(jīng)吉林、遼寧、河北、內(nèi)蒙古4個(gè)省份，流域面積(包括渾河、太子河)21.9萬km2，由北向南縱貫遼寧省中部，最后于遼東灣入海[14]。遼寧省境內(nèi)的遼河流域面積為6.9萬km2，由大遼河、太子河、渾河和遼河等水系組成。遼寧省沿河地區(qū)發(fā)展迅速，大量工廠聚集，該流域大部分河段的水質(zhì)長期處于劣Ⅴ類。因此，本文主要以遼寧省境內(nèi)遼河流域的支流、干流為研究對(duì)象，暫不考慮其他省內(nèi)流域。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文主要分析該地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、社會(huì)基本情況數(shù)據(jù)、政府監(jiān)管數(shù)據(jù)和媒體數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)主要來源于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國氣象年鑒》《中國水利年鑒》《中國第三產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》《遼寧省統(tǒng)計(jì)年鑒》等，部分來自有關(guān)部門的網(wǎng)站、水文化建設(shè)方面的活動(dòng)、國內(nèi)主流紙質(zhì)及網(wǎng)絡(luò)媒體對(duì)水環(huán)境問題的報(bào)道等信息。具體數(shù)據(jù)來源見表3。

表3 數(shù)據(jù)來源表

2.3 水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果分析

按照表2確定各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分，結(jié)合層次分析法計(jì)算確定的權(quán)重，得到遼河流域累積風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖3所示。

圖3 遼河流域累積風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

由圖3可以看出：2014—2017年遼河流域水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)逐年提升，2014年為Ⅲ級(jí)中風(fēng)險(xiǎn)，在2015年以后就上升為Ⅳ級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)；而且2016—2017年風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的增長比較明顯。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，自2017年開始遼寧地區(qū)對(duì)水質(zhì)檢測(cè)采取采、測(cè)分離的方法，通過引入第三方檢測(cè)，使測(cè)試結(jié)果更為客觀準(zhǔn)確。同時(shí)，2017年年內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量有一定程度的下降，最終導(dǎo)致2016—2017年水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)上升趨勢(shì)增大。

分別計(jì)算、評(píng)估3個(gè)子系統(tǒng)對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4 各子系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果

由圖4可以看出：物理風(fēng)險(xiǎn)對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響最大，其次是監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)，最后是聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)；2017年，物理風(fēng)險(xiǎn)子系統(tǒng)對(duì)累積風(fēng)險(xiǎn)的影響最高為2.575；聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)子系統(tǒng)對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)影響最小，最高影響值為0.231 7；監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)子系統(tǒng)對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)影響較為穩(wěn)定，其影響值在0.55附近。

2.3.1 物理風(fēng)險(xiǎn)分析

本文提出的水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)分析中物理風(fēng)險(xiǎn)包括水資源稀缺、水污染情況和水生態(tài)系統(tǒng)健康3類及13個(gè)具體指標(biāo)，針對(duì)3類的累積風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖5所示。

圖5 物理風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果

由圖5可知：水污染情況和水生態(tài)健康對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)影響較大；水污染情況的影響尤為突出，2017年水污染情況對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)影響達(dá)到最大，為1.793，需要立即對(duì)水環(huán)境問題進(jìn)行約束來防范風(fēng)險(xiǎn)；2016年，水資源稀缺對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響較小，其影響最小值為0.171；水生態(tài)健康的影響較為穩(wěn)定，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果基本在0.55左右，也處于中風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。從圖5中還可以看出：水污染情況影響一直很高，遼河遼寧段水質(zhì)大部分處于Ⅲ、Ⅳ類，水質(zhì)狀況不容樂觀；而且隨著近些年城市的發(fā)展，生活污水排水量和工業(yè)用水量增加，嚴(yán)重影響了遼寧地區(qū)的水環(huán)境生態(tài)健康。王彥麗等[15]在觀測(cè)遼河流域2014—2017年的水質(zhì)變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，遼河遼寧段的水質(zhì)在干流自上而下表現(xiàn)出水質(zhì)惡化的趨勢(shì)，這與本文得出的結(jié)果相同。遼河下游的盤錦興安斷面水質(zhì)觀測(cè)結(jié)果表明，遼河入?？趨^(qū)域的水質(zhì)基本處于Ⅴ類，其中氨氮影響較為嚴(yán)重。對(duì)遼河遼寧段水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，氨氮指數(shù)居高不下，這也是遼河遼寧段的水質(zhì)在干流處自上而下表現(xiàn)出水質(zhì)惡化趨勢(shì)的主要原因。

針對(duì)水資源稀缺指標(biāo)對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)影響進(jìn)行分析，結(jié)果如圖6所示。從圖6中可以看出，水資源稀缺水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)影響在2014年最高。經(jīng)分析，從2014 年開始，遼寧省多地氣溫屢創(chuàng)新高，高溫天氣的出現(xiàn)會(huì)伴隨著干旱的發(fā)生，再加上多年來遼寧省內(nèi)常年用水量和水資源量不成比例，最終影響了遼寧當(dāng)?shù)氐乃Y源量，這是造成其評(píng)價(jià)指數(shù)升高的主要原因。

對(duì)于水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，主要從水生態(tài)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性、暴露性和脆弱性3個(gè)方面來分析和評(píng)價(jià)。圖7給出了這3個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，由圖7可知：水生態(tài)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)影響較大，但呈逐漸降低趨勢(shì)；暴露性對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)影響變化浮動(dòng)不大，基本在0.13左右；脆弱性對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)波動(dòng)較為明顯，2016年達(dá)到最大值。

圖7 水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評(píng)價(jià)結(jié)果

針對(duì)各危險(xiǎn)性、脆弱性及暴露性指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖8所示。

圖8 水生態(tài)系統(tǒng)健康各指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果

水生態(tài)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性主要選取工業(yè)廢水排放量、生活污水排放量、化肥使用強(qiáng)度和城市污水處理率4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析。不難發(fā)現(xiàn)，城市污水處理率的逐年提高，其累積風(fēng)險(xiǎn)也在逐年下降，同時(shí)經(jīng)過多年努力，遼寧省內(nèi)大多數(shù)城市實(shí)現(xiàn)了污水處理后再排放以及雨污分流等措施，極大地提高了污水的處理率。同時(shí)，工業(yè)企業(yè)污水排放的累積風(fēng)險(xiǎn)也有明顯的下降，這與政府管控和企業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)升級(jí)有著密切關(guān)聯(lián)。但是，生活污水排放和農(nóng)業(yè)化肥施用的累積風(fēng)險(xiǎn)仍為中高風(fēng)險(xiǎn)，沒有明顯改善。因此，為降低水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)，還要從農(nóng)業(yè)和生活方面入手。由于人口日益增加，生活污水排放量會(huì)持續(xù)增加，所以，該指標(biāo)的累積風(fēng)險(xiǎn)每年都有一定提升。因此，需要提倡節(jié)約用水來降低風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，由于耕地面積沒有改變，化肥施用量變化較小。所以，建議減少每畝化肥施用量，實(shí)現(xiàn)降低水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的目的。

水生態(tài)系統(tǒng)的暴露性主要針對(duì)人口密度、灌溉面積、農(nóng)村衛(wèi)生廁所普及率3個(gè)指標(biāo)來分析。其中：人口密度每年都有波動(dòng)，但屬于客觀因素?zé)o法主動(dòng)調(diào)整；灌溉面積對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響較低且基本保持不變；農(nóng)村衛(wèi)生廁所普及率逐年提高，農(nóng)村廁改力度加強(qiáng)，使農(nóng)村廁所的污水可以集中處理，大大減少了污水直接進(jìn)入水體的數(shù)量，有效降低了其對(duì)水環(huán)境的累積風(fēng)險(xiǎn)。

水生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性主要對(duì)水生物多樣性威脅、萬元GDP耗水量、GDP的年增長率3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。由圖8可以看出：對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性有決定性影響的是水生物多樣性威脅指標(biāo)；萬元GDP耗水量對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的影響有小范圍的上漲趨勢(shì)；近些年，遼寧GDP年增長率有一定波動(dòng)， 2016年經(jīng)濟(jì)下滑導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性變強(qiáng)，因此增加了對(duì)水環(huán)境的累積風(fēng)險(xiǎn)。

綜上，為了降低水生態(tài)系統(tǒng)健康對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響，應(yīng)該增強(qiáng)節(jié)水意識(shí)，減少流域內(nèi)化肥的施用量，加強(qiáng)農(nóng)村廁改的力度，力求降低水生物多樣性威脅。

2.3.2 監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)分析

從3個(gè)角度進(jìn)行監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)分析，分別為與水環(huán)境相關(guān)的資金投入、與水環(huán)境相關(guān)的法律法規(guī)體系的復(fù)雜性和透明度、與水環(huán)境相關(guān)的法律法規(guī)體系的實(shí)施。圖9給出了監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果。

由圖9可以看出：監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)中，與水環(huán)境相關(guān)的法律法規(guī)體系的復(fù)雜性和透明度、與水環(huán)境相關(guān)的法律法規(guī)體系的實(shí)施對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)影響較??；與水環(huán)境相關(guān)的資金投入對(duì)累積風(fēng)險(xiǎn)影響值較大。分析與水環(huán)境相關(guān)的資金投入的兩個(gè)指標(biāo)可以看出，雖然環(huán)保投入大量資金，但是并未完全投入到水體污染整治，污水投資金額不足，所以污水處理投資對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響要高于環(huán)保投資。同時(shí)，根據(jù)張偉等[16]關(guān)于“十一五”時(shí)期的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)保投資會(huì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，為了降低水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，應(yīng)增加污、廢水處理投資，同時(shí)提高環(huán)保投資技術(shù)效率[17]。

圖9 監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果

自2009年以來，水環(huán)境的監(jiān)管力度逐年增大，經(jīng)過“十五”“十一五”“十二五”規(guī)劃的持續(xù)推進(jìn)，使水環(huán)境相關(guān)法律法規(guī)得到進(jìn)一步落實(shí)和完善。在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的這10年中，越來越多的民眾可以通過網(wǎng)絡(luò)更簡(jiǎn)單快捷地去了解和討論流域內(nèi)出現(xiàn)的水環(huán)境問題。因此，雖然與水環(huán)境相關(guān)的資金投入對(duì)監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)的影響增大，但是監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)總體上還是趨于穩(wěn)定的。

2.3.3 聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)分析

聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)主要是負(fù)面的評(píng)論可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)，圖10給出了聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)各指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果。

圖10 聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果

由圖10可看出，聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響最小，但是其本身存在波動(dòng)性。對(duì)水環(huán)境的重視度是一把雙刃劍，它可以提高當(dāng)?shù)厝藢?duì)水環(huán)境的保護(hù)程度，但是一旦水環(huán)境出現(xiàn)嚴(yán)重的危險(xiǎn)事故，也會(huì)造成極大的負(fù)面影響，所以其對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響較高。媒體對(duì)遼河流域遼寧段的水環(huán)境問題關(guān)注頻次極少，主要的關(guān)注者還是與水環(huán)境有關(guān)的從業(yè)者和相關(guān)研究人員，大部分群眾認(rèn)識(shí)的層面還在節(jié)約用水的階段。遼河遼寧段2016年間僅發(fā)生了3起水污染事故，其余年份均未有水環(huán)境事故報(bào)道。所以，相關(guān)媒體報(bào)道較少，這也從側(cè)面反映出遼河遼寧段基本沒有出現(xiàn)大規(guī)模的水環(huán)境問題，對(duì)流域水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響較小。

3 結(jié)論

1)基于本文提出的累積風(fēng)險(xiǎn)綜合指標(biāo)評(píng)估體系對(duì)遼河流域遼寧段的水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中高風(fēng)險(xiǎn)，與遼河流域的實(shí)際情況基本相符。為其他流域的累積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了一種切實(shí)可靠的方法。

2)對(duì)遼河流域遼寧段的水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：物理風(fēng)險(xiǎn)對(duì)水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)的影響最大，其次是監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)和聲譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)；在所有指標(biāo)中，水質(zhì)的影響最大，其次是污水處理投資額；大多數(shù)指標(biāo)的波動(dòng)不大，隨年份的增加指標(biāo)有所波動(dòng)，其中波動(dòng)較為明顯的是農(nóng)村廁所普及率、城市廢水處理率及工業(yè)廢水排放量。這說明，我國廁所革命的進(jìn)展較快，各污水處理廠的改造升級(jí)提標(biāo)有效，改建老城區(qū)使雨污分流的效果顯著。但同時(shí)也伴隨著一定偷排事件的發(fā)生，應(yīng)提高監(jiān)管力度。

3)由于近些年遼寧省經(jīng)濟(jì)發(fā)展出現(xiàn)多次波動(dòng)，同時(shí)也存在經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間的抉擇問題，這對(duì)于水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)有著長遠(yuǎn)的影響。為降低遼河遼寧段的水環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)，最有效果的措施是：加大對(duì)水體治理的力度，提高污水處理投資額；在高速發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，加大對(duì)環(huán)境保護(hù)投資的力度，實(shí)現(xiàn)二者的協(xié)同作用；同時(shí)提高環(huán)保投資方面的技術(shù)效率，實(shí)現(xiàn)投資效益最大化。

4)對(duì)于一些不可抗力指標(biāo)的影響，如環(huán)境溫度、人口密度、農(nóng)耕面積等，應(yīng)提前建立良好的保護(hù)機(jī)制，減少其對(duì)水環(huán)境的影響。