蘇海磊,李信茹,陶艷茹,時迪,魏源,沈亞琴,陳艷卿,孫福紅
中國環(huán)境科學研究院/環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室,北京 100012
水質(zhì)標準是國家水生態(tài)環(huán)境管理的基石與標尺,是水環(huán)境污染治理與生態(tài)修復的目標與方向,是水質(zhì)監(jiān)測、質(zhì)量評估、排放許可、考核監(jiān)管、政策法規(guī)的重要依據(jù),是引領水環(huán)境質(zhì)量提質(zhì)增效升級的發(fā)令槍與指揮棒??茖W合理的水質(zhì)標準對保護人體與生態(tài)環(huán)境健康、綠色產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展、社會進步都起到十分重要的作用。目前,中國已經(jīng)建立了比較完整的水環(huán)境標準體系,包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)(國家環(huán)境保護總局,2002)、《海水水質(zhì)標準》(GB 3097—1997)、《漁業(yè)水質(zhì)標準》(GB 11607-89)、《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》(GB 5084—2005)、《地下水質(zhì)標準》(GB/T 14848—2017)、《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006)以及各種工業(yè)用水水質(zhì)標準等,在中國的環(huán)境保護工作中起著極其重要的作用。尤其是《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》在中國水污染防治和水生態(tài)安全保障以及地表水體水質(zhì)改善中發(fā)揮了無可替代的作用(張遠等,2020)。但是,由于中國現(xiàn)行水質(zhì)標準主要參考國外的水質(zhì)基準和標準,具有一定的局限性,比如缺乏專門保護水生生物的水質(zhì)標準、污染項目和部分標準限值對水生生物保護不足、標準值全國統(tǒng)一沒有考慮區(qū)域性差異等。另外,水質(zhì)標準具有時效性,應根據(jù)科學技術條件和經(jīng)濟發(fā)展適時更新完善。因此,中國水質(zhì)標準面臨著迫切的修訂需求(Sun et al.,2021;鄭丙輝等,2014)。
美國的水質(zhì)基準與標準研究經(jīng)歷了幾十年的歷程,形成了一套較為完善和系統(tǒng)的體系,為國家的水質(zhì)改善起到了積極重要的作用,也為世界其他國家和地區(qū)的水質(zhì)基準和標準研究提供了借鑒和幫助。為了學習和借鑒美國的先進經(jīng)驗,中國學者很早就開始研究美國的水質(zhì)基準和標準(夏青等,1990;夏青等,2004;聶蕊,2005;霍守亮等,2011;席北斗等,2011),并通過對比分別國內(nèi)外水質(zhì)標準,提出中國水質(zhì)標準研究的緊迫性和研究思路(Zhao et al.,2016;李會仙等,2012),嘗試性制定了中國部分污染物的標準值(Su et al.,2017)。同時,作為水質(zhì)標準制訂的科學依據(jù),中國水質(zhì)基準的研究工作也逐步開展起來(Wu et al.,2010;吳豐昌等,2011;鄭欣等,2016;劉征濤,2018),取得了一系列成果。盡管如此,鑒于當時的歷史局限性,對于美國水質(zhì)標準及其部分關鍵術語的理解和認識還不夠準確和完善。同時,美國的水質(zhì)基準和標準研究也在不斷更新進步。因此,有必要回過頭來再次對美國水質(zhì)標準的相關法律法規(guī)、實施和應用進行系統(tǒng)全面的整理和梳理,分析總結美國水質(zhì)標準的特點和應用。本文對美國水質(zhì)標準制定的理念、目標和相關法律法規(guī)進行了較為系統(tǒng)的研究,包括《清潔水法》、《水質(zhì)標準法規(guī)》、及《水質(zhì)標準手冊》等重要內(nèi)容,凝練了它們對中國水質(zhì)標準研究的啟示,以期為中國的水質(zhì)標準研究及環(huán)境管理提供更好的學習和借鑒。
《清潔水法》(2002)作為美國水污染控制的主要法律,是美國水質(zhì)基準和水質(zhì)標準的法律基礎,為美國各州制定和實施水質(zhì)標準奠定了法律依據(jù)。最新版《清潔水法》,共6章94條,確立了美國水域污染物排放管理和地表水質(zhì)量管理的基本法律要求,規(guī)定了國家水污染控制的目標,即恢復和維護國家水體化學、物理和生物完整性,及實現(xiàn)該目標的配套法律措施。同時,《清潔水法》中“標準與實施”這一條款對排放限值、水質(zhì)相關的排放限值、水質(zhì)標準和實施計劃、信息和指南、水質(zhì)清單等內(nèi)容做了詳細規(guī)定,包括水質(zhì)標準定義、制定、審批等條款,為水質(zhì)標準的實施提供了指導?!肚鍧嵥ā?04(a)(1)條款要求美國環(huán)保局(EPA)利用最新的科技知識來建立水質(zhì)基準,旨在保護水生物安全和人體健康;《清潔水法》303(c)條款規(guī)定各州制定水質(zhì)標準,包括指定水體用途和制定保護該用途的水質(zhì)基準。目前,美國各州與部落均制定并發(fā)布了適合本州水質(zhì)參數(shù)和生物區(qū)系特征的水質(zhì)標準。
美國聯(lián)邦行政法典(code of federal rule,CFR)第40主題的第131部分法規(guī)條款(USEPA,1995)對美國水質(zhì)標準做出了更詳細規(guī)定,稱為《水質(zhì)標準法規(guī)》(USEPA,2021)。最新版《水質(zhì)標準法規(guī)》共有四部分內(nèi)容:(1)一般條款,給出水質(zhì)標準的范圍、目的、定義、州權限、EPA權限、水質(zhì)標準提交的最低要求、爭議解決機制、以及印第安部落管理水質(zhì)標準計劃的要求;(2)水質(zhì)標準制訂,包括指定用途、基準、反退化政策和標準實施方法、通用規(guī)則、水質(zhì)標準特殊許可、以及授權基于水質(zhì)的排放限值的使用計劃等;(3)審核和修訂水質(zhì)標準的程序,包括各州對水質(zhì)標準的審核和修訂、EPA對水質(zhì)標準的審核和修訂、以及EPA發(fā)布水質(zhì)標準等;(4)聯(lián)邦發(fā)布的水質(zhì)標準。
該法規(guī)明確指出,水質(zhì)標準是州或聯(lián)邦法律的條款,包括水體的指定用途和基于該用途的水質(zhì)基準,旨在保護公共健康和福祉,改善水質(zhì),和服務清潔水法。而水質(zhì)基準是州水質(zhì)標準的元素,以水質(zhì)參數(shù)或污染物項目的濃度、水平或敘述性陳述表示,表明水體的質(zhì)量可以支持指定用途。各州負責審核、制訂和修訂水質(zhì)標準,而EPA負責審批各州制訂的水質(zhì)標準。如果EPA認為州或部落的水質(zhì)標準符合《清潔水法》的要求,則批準該標準;反之則駁回該標準并發(fā)布聯(lián)邦標準。
為了執(zhí)行《清潔水法》和《水質(zhì)標準法規(guī)》的規(guī)定,美國環(huán)保局發(fā)布了《水質(zhì)標準手冊》(water quality standards handbook),作為指導各州執(zhí)行并制定水質(zhì)標準的技術指南。《水質(zhì)標準手冊》第一版于1983年發(fā)布(USEPA,1983),1994年修訂為第2版(USEPA,1994)。之后,該手冊作為在線版本,各章節(jié)內(nèi)容單獨更新。最新的《水質(zhì)標準手冊》共有七部分內(nèi)容,包括一般規(guī)定、指定用途、水質(zhì)基準、反退化、一般規(guī)則、水質(zhì)標準的制定和審核程序、水質(zhì)標準和基于水質(zhì)的污染控制方法(https://www.epa.gov/wqstech/water-quality-standards-handbook)。
水質(zhì)標準是根據(jù)《清潔水法》制定各種水質(zhì)管理計劃的基礎。水質(zhì)標準可用于設定特定水體或其部分的水質(zhì)目標,提供基于水質(zhì)的排放限值的管理基礎。另外,還可以作為受損水體最大日負荷(TMDLs)等恢復行動的目標。水質(zhì)標準的定義:水質(zhì)標準包括指定用途、水質(zhì)基準、反退化和一般規(guī)則等 4個元素,用于恢復和保持國家水體的化學、物理和生物完整性;達到為魚類、貝類和野生生物提供保護和繁殖功能,以及提供娛樂功能的水質(zhì)條件。
2.1.1 指定用途
水質(zhì)標準通過指定水體的用途定義了水體或部分水體的水質(zhì)管理目標?!肚鍧嵥ā芬?guī)定了水體的指定用途,主要分為六大類:公共供水;魚類、貝類和野生生物的保護和繁殖;娛樂;農(nóng)業(yè)和工業(yè);航運;其他用途??偟膩碚f,美國水體指定用途全面,分類明確。其中,魚類、貝類和野生生物的保護和繁殖用途體現(xiàn)了對水生態(tài)保護的重要理念。中國現(xiàn)階段也提出加強對水生態(tài)健康保護的重大需求,生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《重點流域水生態(tài)環(huán)境保護“十四五”規(guī)劃編制技術大綱》,明確提出要突出水資源、水生態(tài)、水環(huán)境“三水”統(tǒng)籌,實現(xiàn)“有河有水,有魚有草,人水和諧”的目標。中國的地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB 3838—2002)也劃分了較為全面的功能類別,包括五類(見表1)。但是可以看出,不同功能類別有交叉,如II類水體,一方面是水源地一級保護區(qū)(起保護人體健康作用),另一方面又是珍稀水生生物的棲息地、魚蝦類的產(chǎn)卵場、索餌場等(起水生生物保護的功能),不同功能采用同樣的水質(zhì)指標和標準限值,會對水生生物造成欠保護和過保護。另外,美國還引入了季節(jié)性用途的概念,用于有限的季節(jié),可以在特殊季節(jié)內(nèi)保護易受傷害的生物體或生命階段??梢哉f指定用途決定了水體的保護目標,是水質(zhì)標準制定的基礎。
表1 中美水質(zhì)標準中水體用途(功能)對比Table 1 Water uses (functions) of water quality standards in the USA and China
2.1.2 水質(zhì)基準
作為水質(zhì)標準的核心要素之一,水質(zhì)基準主要包括人體健康基準、水生生物基準、營養(yǎng)物基準、生態(tài)基準、野生生物水質(zhì)基準、優(yōu)控污染物基準等。水質(zhì)基準有敘述性和數(shù)值型兩種形式,其中數(shù)值型水質(zhì)基準又包括基準量級、持續(xù)時間和最大允許超過頻率等3個要素。滿足基準時,水質(zhì)一般可以保護指定用途;超過水質(zhì)基準時,水質(zhì)可能會導致人體健康風險和生態(tài)風險,需要采取保護和恢復措施。美國環(huán)保局發(fā)布的國家推薦基準,根據(jù)最新科學知識、文獻綜述、風險評估程序、EPA政策、同行審議、和公眾參與制定,表示可以充分保護指定用途的水中污染物水平,但不具有法律效力。州和授權部落可以使用特定區(qū)域條件校正的水質(zhì)基準(改變物質(zhì)生物有效性和毒性物理和化學特征,物種敏感性差異),但是必須科學合理,包含保護指定用途的充分參數(shù)和成分,支持水體的最敏感指定用途。對生物累積性物質(zhì),基于生物組織的基準更合理,而基于水相的基準可以由基于生物組織的基準轉化獲得。
2.1.3 反退化
反退化也是水質(zhì)標準的核心元素之一。反退化要求和執(zhí)行這些要求的方法是州水質(zhì)標準中的最低條件。各州必須制定、采用和保留一個全州的水質(zhì)標準相關的反退化政策,并建立水質(zhì)管理過程中執(zhí)行該政策的程序。反退化的內(nèi)容已有學者進行解讀(席北斗等,2011),這里不再進行詳細討論。
2.1.4 影響水質(zhì)標準應用和實施的一般規(guī)則
水質(zhì)標準除指定用途、水質(zhì)基準和反退化政策等3個核心要素外,還包括影響水質(zhì)標準應用和實施的一般規(guī)則。州和授權部落可以在水質(zhì)標準中采取一般規(guī)則,它們會影響如何使用和執(zhí)行水質(zhì)標準。這些一般規(guī)則包括混合區(qū)、低流量條件和水質(zhì)標準特殊許可。
(1)混合區(qū)
混合區(qū)是一個有限區(qū)域或一定體積的水域,排放物在這里進行初始稀釋且可能超過某些數(shù)值型水質(zhì)基準。美國環(huán)保局認為,在有限的明確水體區(qū)域中水生生物的暴露短時間內(nèi)超過基準,可能不會影響整個水體指定用途的維持。這種情況下,可以允許某污染物的環(huán)境濃度超過基準值。需要指出的是,水體的敘述型和/或數(shù)值型基準仍然是混合區(qū)邊界內(nèi)的適用基準,即混合區(qū)是可以超出基準的區(qū)域,而非不適用基準的區(qū)域?;旌蠀^(qū)通常適用于發(fā)生不完全混合的水體類型,雖有助于稀釋廢水排放中的污染物濃度,但也會增加水體污染物的負荷量。如果應用不當,混合區(qū)可能會對通過混合區(qū)的移動物種以及排放口附近移動性較小的物種(如底棲生物群落)產(chǎn)生不利影響。所以,混合區(qū)的使用應謹慎,以免損害整個水體的指定用途。盡管州或部落有權選擇是否授權混合區(qū),但美國規(guī)定了一些不適用混合區(qū)的情況,例如排放廢水含有生物累積性污染危害時,污染物濃度可能導致重大人體健康風險時,或可能危及繁殖場、產(chǎn)卵場、瀕危物種棲息地等重要區(qū)域時等。
(2)臨界低流量
為確保所采用基準能夠保護指定用途,州和部落通常建立臨界低流量值,以支持通過國家污染物排放清除系統(tǒng)(NPDES)許可證計劃實施基準。臨界低流量條件對水生生物群落的完整性和人體健康的保護提出了特殊挑戰(zhàn)。因為低流量時可用于稀釋的水較少,從而導致污染物的流內(nèi)濃度較高,加劇廢水排放的影響。因此,為了確定基于水質(zhì)的排放限值(WQBEL),可用稀釋量應確保在臨界低流量值下保護基準。美國環(huán)保局歷來鼓勵各州和部落直接在水質(zhì)標準中規(guī)定應使用哪種臨界低流量值來確定可用稀釋量。這些臨界低流量值已作為新的或修訂的水質(zhì)標準經(jīng)過EPA審批,對它們的修訂也必須經(jīng)由EPA審批。EPA推薦了兩種方法計算臨界低流量值:美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)開發(fā)的基于傳統(tǒng)水文學的方法和美國環(huán)保局開發(fā)的基于生態(tài)學的方法。前者通過概率和極端值統(tǒng)計確定臨界低流量值,后者根據(jù)基準相關的特定持續(xù)時間和頻率經(jīng)驗確定臨界低流量。表2給出了EPA推薦的臨界低流量值。其中,1Q10代表平均每10年預計發(fā)生一次的最低一天平均流量事件,7Q10代表平均每10年預計發(fā)生一次的最低7天連續(xù)平均流量事件;1B3表示平均每3年發(fā)生一次的最低一天平均流量事件,4B3表示平均每3年發(fā)生一次的最低4天連續(xù)平均流量事件。
表2 美國環(huán)保局建議的水生生物和人類健康基準的臨界低流量Table 2 EPA-recommended Critical low flows for aquatic life and human health criteria
(3)水質(zhì)標準特殊許可
水質(zhì)標準特殊許可(WQS variances)是指特定污染物或水質(zhì)參數(shù)的有時限的指定用途和基準,反映了水質(zhì)標準特殊許可期間可達到的最高條件。有學者將variance譯為“變量”或“差異”,筆者認為該詞應理解為特殊許可,是指無法達到水質(zhì)標準的情況下,州所批準的有時限的特殊許可。水質(zhì)標準特殊許可適用于國家污染物排放清除系統(tǒng)允許的排放者或水體/水體段。特殊許可須被納入水質(zhì)標準并經(jīng)EPA批準。特殊許可旨在作為一種機制,為州、部落和利益相關者提供時間,以便在當前指定用途未得到滿足的情況下,在確定的時間段內(nèi)采取行動改善水質(zhì)。當使用特殊許可時,州或部落保留當前的指定用途作為長期目標。
《清潔水法》要求州和授權部落定期審核、適當時采取新的或修訂的水質(zhì)標準,而EPA負責審批。《清潔水法》和《水質(zhì)標準法規(guī)》要求各州和授權部落至少每3年一次舉行公開聽證會,審查適用的水質(zhì)標準,并酌情修改和采納水質(zhì)標準。修訂水質(zhì)標準的方式包括增加和修訂指定用途、水質(zhì)基準、反退化政策等。各州和授權部落采用新的或修訂的水質(zhì)標準需要提交給EPA審批,EPA區(qū)域辦公室審查州和部落提交的水質(zhì)標準,區(qū)域管理者負責批準或否決水質(zhì)標準。如果EPA確定提交的水質(zhì)標準符合《清潔水法》和《水質(zhì)標準法規(guī)》的要求,須在60天內(nèi)通批準;當提交的水質(zhì)標準僅有部分內(nèi)容符合要求時,只能批準符合要求的部分;如果提交的水質(zhì)標準不滿足要求則否決,同時指出需要作出的修訂。
雖然 EPA傾向于各州和授權部落采用自己的水質(zhì)標準,但存在下列情況之一時,必須立即提出并頒布聯(lián)邦水質(zhì)標準:(1)EPA認定由州或部落提交的新的或修訂的水質(zhì)標準不符合《清潔水法》和《水質(zhì)標準法規(guī)》的要求,且未在90天內(nèi)采用可接受的替代水質(zhì)標準;(2)EPA認定需要新的或修訂的水質(zhì)標準來滿足《清潔水法》和《水質(zhì)標準法規(guī)》的要求。
《水質(zhì)標準法規(guī)》規(guī)定,制定、實施和變更水質(zhì)標準的過程中,在不同的環(huán)節(jié)需要考慮經(jīng)濟因素。美國環(huán)保局發(fā)布了《美國水質(zhì)標準中臨時經(jīng)濟分析指南》(UAEPA,1995),幫助各州和申請人了解應該考慮的經(jīng)濟因素,決定是否達到指定用途、是否授權“水質(zhì)標準特殊許可”、和是否批準降級高質(zhì)水體水質(zhì)。經(jīng)濟分析主要有兩個目的,一個是為取消指定用途或獲得“水質(zhì)標準特殊許可”,必須證明達到指定用途可能造成嚴重和廣泛的經(jīng)濟和社會影響;二是計劃降低高質(zhì)水體的水質(zhì),必須證明降低水質(zhì)是滿足重要的經(jīng)濟和社會發(fā)展所需要的。有學者研究了美國水質(zhì)標準制定中的經(jīng)濟分析的主要流程(席北斗等,2011),這里不再詳細敘述。但是需要指出的是,水質(zhì)標準的經(jīng)濟分析僅涉及為達到水質(zhì)標準而改善水質(zhì)的成本或為了保持高質(zhì)水體水質(zhì)的成本;且 EPA使用成本-效益分析作為確定水質(zhì)基準的一個因素,收到了很多質(zhì)疑。EPA沒有使用經(jīng)濟分析作為確定保護性水質(zhì)基準的基礎?!端|(zhì)標準法規(guī)》,明確指出,基準必須根據(jù)可靠的科學原理且必須保護指定用途。EPA也強調(diào),盡管指定用途時可能考慮了經(jīng)濟因素,但不能用于證明基準不能保護那些用途;另外,基準只根據(jù)污染物濃度與環(huán)境和健康效益之間關系的數(shù)據(jù)和科學判斷,而不反映經(jīng)濟因素的考慮。
基于水質(zhì)的污染控制方法是水質(zhì)標準的主要應用,該方法強調(diào)水體的總體水質(zhì),基于水體的固有條件和確定的水質(zhì)標準,為州和授權部落提供了進入水體污染物數(shù)量的控制機制?;谒|(zhì)的污染控制方法主要包括:制定水質(zhì)標準;監(jiān)測水質(zhì)并評估達標程度;識別受損水體并排序;確定污染負荷能力和分配;制定點源和非點源控制;監(jiān)測和確保遵守;測量過程。所以說,除了監(jiān)測水質(zhì)并評估達標程度外,水質(zhì)標準的另一重要應用就是制定基于水質(zhì)的排放標準。最初階段,美國一些州根據(jù)《1965年水質(zhì)法》制定了適合州內(nèi)水體的水質(zhì)標準,發(fā)現(xiàn)污染控制效果并不理想?!?972年聯(lián)邦水污染控制法修訂版》將水質(zhì)標準計劃擴展到了州際水體,并規(guī)定通過制訂排放許可來實施水質(zhì)標準。美國的水質(zhì)標準歷程表明,僅制定水質(zhì)標準對于水污染控制和水質(zhì)改善的效果很不明顯,需要通過水質(zhì)標準制定基于水質(zhì)的排放標準才能更好的實施和應用,發(fā)揮水質(zhì)標準的作用。
美國環(huán)保局和各州需要全面的水質(zhì)監(jiān)測和評估信息,以了解環(huán)境狀況和隨時間變化的情況,從而幫助設定水質(zhì)標準的保護水平,支持水質(zhì)問題的管理決策。EPA建議州水質(zhì)監(jiān)測和評估計劃包含10個要素,分別為監(jiān)測計劃、監(jiān)測目標、監(jiān)測設計、核心水質(zhì)指標和補充水質(zhì)水質(zhì)指標、質(zhì)量保證、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析評估、報告、計劃評價、及支持和基礎設施規(guī)劃等(USEPA,2003)。州的監(jiān)測計劃是一項長期實施計劃,應包括一個不超過 10年的時間表,涵蓋溪流、河流、湖泊、胡庫、河口、濕地等所有水體類型。監(jiān)測目標一般包括:幫助制定水質(zhì)標準、確定水質(zhì)狀態(tài)和趨勢、實施水質(zhì)管理計劃、評估計劃有效性等;監(jiān)測計劃需要提供滿足管理決策需求的數(shù)據(jù)。
各州通過分析化學、物理、生物、土地使用等各類數(shù)據(jù),為州所有水體評估水質(zhì)標準的達標程度。然后,及時完整的將形成的報告和清單提交給EPA。報告需要包括監(jiān)測計劃、評估方法、評估結果、趨勢分析、公共健康問題等方面的內(nèi)容(USEPA,2005)。水質(zhì)標準達標程度的評估結果有五類:(1)支持所有指定用途,沒有用途受到威脅;(2)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和/或信息表明,部分指定用途得到支持;(3)可用數(shù)據(jù)和/或信息不足,無法確定用途是否得到支持;(4)可用數(shù)據(jù)和/或信息表明至少有一個指定用途未被支持或受到威脅,但不需要確定最大日負荷量;(5)可用數(shù)據(jù)和/或信息表明至少有一個指定用途未被支持或受到威脅,需要確定最大日負荷量。
通過前文對美國水質(zhì)標準制定的理念、目標及相關法律法規(guī)和指南進行分析討論后,凝練出了美國水質(zhì)標準的重要特點,并提出其對中國水質(zhì)標準制修訂的借鑒意義和參考價值。
(1)水體的功能與用途決定了水體的保護目標,是水質(zhì)標準制訂的基礎。中國《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》劃分的五類水體功能雖然全面,涵蓋了飲用水、水生生物用水、娛樂用水、農(nóng)業(yè)與景觀用水等,但不同功能類別有交叉,可能會造成過保護或欠保護問題。因此,可借鑒美國的水質(zhì)標準制訂經(jīng)驗,依據(jù)水體的不同使用功能制訂對應的水質(zhì)標準,不同使用功能水體在關注的水質(zhì)參數(shù)和污染物項目方面具有差異。
(2)水質(zhì)標準制定要以水質(zhì)基準為科學依據(jù)。美國水質(zhì)標準作為一個法規(guī)而非具體的數(shù)值,水質(zhì)基準是其核心要素之一。《清潔水法》中水質(zhì)基準(criteria)的使用有兩處:一是用于 303(c) 中表示州水質(zhì)標準的一個組成部分;一是用于304(a) 中表示國家推薦水質(zhì)基準(USEPA,1991)。各州可以直接采用 EPA制定的國家推薦水質(zhì)基準作為本州的水質(zhì)基準,也可以依據(jù)本州的生物區(qū)系特征與水化學特征制訂區(qū)域的水質(zhì)基準。中國近年來也加強了水質(zhì)基準研究,并陸續(xù)發(fā)布了鎘、氨氮等幾種物質(zhì)的保護水生生物水質(zhì)基準值及其制定文件(生態(tài)環(huán)境部,2020a;生態(tài)環(huán)境部,2020b),為中國的水質(zhì)標準制修訂和水生態(tài)風險管理提供了強有力的科學依據(jù)。中國未來的水質(zhì)標準制訂須以中國水質(zhì)基準研究為依據(jù),才能科學地服務于中國水環(huán)境管理。
(3)水質(zhì)基準值必須根據(jù)可靠的科學原理且必須保護指定用途。EPA強調(diào)水質(zhì)基準僅根據(jù)污染物濃度與環(huán)境和健康效益之間關系的科學數(shù)據(jù)和專家判斷,而不考慮經(jīng)濟因素和達標的技術可行性(USEPA,1999;USEPA,2000)。盡管經(jīng)濟分析是水質(zhì)標準相關的重要內(nèi)容,用來評估水質(zhì)標準制定所帶來的成本和預期取得的經(jīng)濟效益,但并不是水質(zhì)標準制定的必需程序,也不能影響水質(zhì)基準的數(shù)值確定。美國環(huán)保局沒有將經(jīng)濟分析作為制訂水質(zhì)標準的依據(jù),分析方法和檢測限也不能影響水質(zhì)基準的制定(USEPA,2000)。美國的1985指南也指出,基準不能基于分析方法的敏感性,設定可以提供足夠保護的水質(zhì)基準會成為改進分析方法檢測限的強制機制(UAEPA,1985)。因此,在現(xiàn)階段,考慮到中國的發(fā)展階段和技術水平,水質(zhì)標準的制定可能會受經(jīng)濟因素和分析方法檢測限等因素限制,在制修訂水質(zhì)標準過程中需要考慮經(jīng)濟分析,分析水質(zhì)標準產(chǎn)生的成本和效益。但未來水質(zhì)標準的制定應該主要以水質(zhì)基準作為科學依據(jù),以生態(tài)環(huán)境和人體健康為主要保護目標,水質(zhì)標準值不應根據(jù)成本和效益的大小、分析方法檢測限的局限性進行調(diào)整。
由于生物累積性物質(zhì)(如甲基汞、DDT、PFOS)可在水生食物鏈中進行生物累積或生物放大,即使水中含量很低也可能對生態(tài)系統(tǒng),尤其是高營養(yǎng)級生物造成嚴重的危害作用(Hung et al.,2006;Hinck et al.,2009;Han et al.,2017)。這種情況下,如果使用基于水中濃度表示的毒性數(shù)據(jù)推導水質(zhì)基準,很可能會導致“欠保護”的問題。因此,對于生物累積性物質(zhì),美國認為需要制定基于生物組織的基準,基于水相的水質(zhì)基準要從基于組織的基準轉化而來,才能科學的保護生態(tài)系統(tǒng)。美國EPA于2016年發(fā)布了硒的保護水生生物水質(zhì)基準文件(USEPA,2016),制訂了硒基于魚類組織的保護水生生物水質(zhì)基準,并通過基于魚類組織的基準來推導基于水相的基準,且規(guī)定并推薦優(yōu)先采用基于魚類組織的水質(zhì)基準。中國目前的水質(zhì)基準制定技術指南中,尚未對累積性物質(zhì)的水質(zhì)基準做特殊規(guī)定和說明。因此,需要針對累積性物質(zhì)(如硒、甲基汞等)制定水質(zhì)基準制訂技術指南并推動相關研究。
水質(zhì)標準的重要應用之一是制定基于水質(zhì)的排放標準。美國水質(zhì)標準的經(jīng)驗告訴我們,僅制定水質(zhì)標準對于水污染控制和水質(zhì)改善的效果有限,通過水質(zhì)標準制定基于水質(zhì)的排放標準才能更好的實施和應用水質(zhì)標準,有效發(fā)揮其在污染控制和水質(zhì)改善中的作用。另外,將水質(zhì)標準與排放標準聯(lián)系起來,也是進行經(jīng)濟分析的前提。通過水質(zhì)標準制定排放標準,才能有效分析并計算為了達到水質(zhì)標準而產(chǎn)生的污染控制的成本,包括污染控制成本、運行和維護成本,以及水質(zhì)標準相關的效益分析。中國目前尚未將水質(zhì)標準和排放標準充分聯(lián)系起來,未來可能需要依據(jù)水質(zhì)標準,通過模型模擬、污染源總量控制、污染負荷分配等措施科學合理地制定排放標準,從而真正的將水質(zhì)標準落地,充分發(fā)揮水質(zhì)標準的“指揮棒”作用。
一方面,水質(zhì)標準具有區(qū)域性,不同區(qū)域的水生生物優(yōu)勢物種與代表性物種差異較大,且由于地質(zhì)成因或者背景值等因素造成不同區(qū)域水體的 pH值、DOC濃度等差異也較大。因此,應根據(jù)區(qū)域特征(水生生物物種分布特征和水化學特征如 pH、DOC等)制定和應用適合本區(qū)域的水質(zhì)標準。另一方面,不同季節(jié)(豐水期、枯水期)由于流量差異較大等原因,可能導致部分指標季節(jié)性超標,也需要進行特殊考慮。對于目前不能達到水質(zhì)標準的區(qū)域,可以參考美國水質(zhì)標準中的水質(zhì)標準特殊許可,制定一定期限內(nèi)的水質(zhì)標準,并在此期限內(nèi)采取相應措施改善水質(zhì),最終實現(xiàn)水質(zhì)達標。
美國水質(zhì)基準和標準研究經(jīng)過了幾十年的歷程,經(jīng)過不斷完善和修改,形成了比較完善的體系,為美國的水質(zhì)改善和水生態(tài)健康保護做出了積極的貢獻。相對來說,中國的水質(zhì)標準特別是水質(zhì)基準研究起步較晚,尚不成熟。美國水質(zhì)標準有許多先進經(jīng)驗值得我們學習借鑒,有助于中國水質(zhì)標準研究跟國際接軌,少走彎路。中國未來水質(zhì)標準的制修訂應該以中國水質(zhì)基準研究為依據(jù),針對不同水體功能制定相應的水質(zhì)標準,重視累積性物質(zhì)的水質(zhì)基準和標準研究,加強水質(zhì)標準與排放標準的銜接,考慮區(qū)域性差異和季節(jié)性變化等因素。但應該認識到,美國的水質(zhì)標準體系是個龐大完善的系統(tǒng),非常有必要進行全面系統(tǒng)的學習、研究和總結;同時,還應該結合中國區(qū)域環(huán)境和生物區(qū)系特征,加強適合中國國情的水質(zhì)基準和水質(zhì)標準研究,為中國水質(zhì)標準制修訂和水生態(tài)環(huán)境管理提供科學支撐,助力中國水生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善,早日實現(xiàn)美麗中國的美好愿景。