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中国水环境质量总体显著改善将是长期过程
陈健鹏 高世楫 李佐军

2017-09-20

    中国水污染物排放趋势为:主要流域水质已逐步进入“稳中向好”的阶段;湖泊水质不容乐观,富营养化问题仍然突出,水库水质总体趋于稳定,呈向好发展态势;地下水污染状况堪忧,且仍呈恶化态势;近岸海域海水水质基本维持稳定。未来中国水污染防治形势为:用水总量和废水排放量仍呈现上升的态势;农业源污染物快速增加,污染控制难度加大;水污染从单一污染向复合型污染转变的态势加剧;非常规水污染物产生量持续上升,控制难度增大。

    本报告利用1981年以来的环境统计数据、相关部门公报数据及相关研究,从主要水污染物排放趋势、水环境质量两个维度对中国水污染形势进行了全面分析与展望。

    主要水污染物排放趋势分析

    (一)废水排放量呈持续增长趋势

    数据显示,自1981年以来,废水排放总量呈增长的态势;2000年之后,呈快速增长的态势。全国废水排放量从2000年的415.2亿吨增长到2012年的684.8亿吨。其中,工业废水排放总量总体呈下降态势,而生活源废水一直呈上升态势。1999年生活源废水排放量首次超过工业源,随后一直维持此态势。根据2012年数据测算,生活源废水占废水总量的67.6%,工业源废水占32.4%。从目前的数据来看,生活源废水仍处于上升态势,工业源废水已处于下降态势。

    (二)用水效率显著提升,但与国际相比仍有差距

    数据显示,2000年以来,中国用水效率显著提高。单位GDP用水量从2000年的554立方米/万元下降至2012年的130立方米万元。单位工业增加值用水量从2000年的285立方米/万元提高到2011年的82立方米/万元。工业用水重复利用率从2001年的69.6%提高到2012年的89%。人均用水量呈小幅上升趋势,从2000年的人均435.5立方米提高到2012年的453.9立方米。尽管用水效率有了较大的提升,但与发达国家相比,仍有较大差距,全国农田灌溉水有效利用系数为0.51,与发达国家的0.8相比,中国灌区效率落后于世界先进水平30—50年。

    (三)废水中化学需氧量排放已进入下降通道

    数据显示,1998年以来,中国化学需氧量(COD)排放总量呈下降的态势,随后在2000年之后逐步上升,2006年之后呈下降的态势。2011年调整统计口径后,仍然呈下降的态势。从1999年以后,生活源COD超过工业源排放,且差距呈扩大的态势。根据2012年数据测算,在COD排放总量中,农业源占47.6%,生活源占37.6%,工业源占14%。在工业源中,排放量位于前4位的行业依次为造纸和纸制品业(20.5%),农副产品加工业(16.8%),化学原料及化学品制造业(10.7%),纺织业(9.1%)。2011年之后环境统计中公布的数据显示,工业、农业、生活源的COD排放均呈下降态势。通过简单趋势外推分析,预判COD排放总量呈下降态势。

    (四)废水中氨氮排放量进入下降通道

    统计数据显示,从2006年以来,废水中氨氮排放量出现转折,随后呈下降的态势。其中,工业源氨氮排放呈下降态势,而生活源排放基本稳定。根据2012年数据测算,在废水氨氮的构成中,工业源占10%,农业源占31.8%,生活源占57%。在工业源中,排放量位于前4位的行业依次为化学原料及化学品制造业(34.7%),造纸和纸制品业(8.5%),农副食品加工业(8.0%),纺织业(8.0%)。2011年调整统计范围之后,工业、农业、生活源氨氮排放及排放总量仍然呈下降的态势。简单趋势外推分析,氨氮排放量呈下降态势。

    (五)废水中重金属排放呈下降态势

    统计数据显示,自1981年以来,全国废水中重金属排放总量及汞、镉、铅、六价铬、砷等排放总量呈下降态势。根据2012年的数据,重金属(汞、镉、六价铬、总铬、铅、砷)排放量位于前4位的行业依次是金属制品业,有色金属冶炼和压延加工业,皮革、毛皮及其制品和制鞋业,化学原料和化学品制造业,占重点调查工业排放量的73.7%。考虑相关行业发展前景以及污染处理水平的提高,通过简单趋势外推,预判废水重金属排放将延续下降的态势。

    (六)氰化物、石油类、挥发酚排放量总体呈下降的态势

    统计数据显示,自1981年以来,中国废水中氰化物、石油类、挥发酚排放量总体呈下降的态势。根据2012年数据,废水中氰化物排放量位于前4位的行业依次为化学原料和化学品制造业,石油加工、炼焦和核燃料加工业,金属制品业,黑色金属冶炼和压延加工业,4个行业占调查工业企业排放量的90.7%。废水中石油类排放位于前4位的行业依次是黑色金属冶炼和压延加工业,煤炭开采和洗选业,化学原料和化学制品业,石油加工、炼焦和核燃料加工业,占54.3%。2012年挥发酚排放量最大的行业为石油加工、炼焦和核燃料加工业,占比为83.4%;其次为化学原料和化学制品制造业,占比为6.1%。考虑相关行业发展前景以及污染处理水平的提高,通过简单趋势外推,预判废水氰化物、石油类、挥发酚排放呈下降的态势。

    (七)废水中总氮、总磷的排放居高不下,仍呈上升趋势

    总氮、总磷是表征湖泊富营养化程度的重要指标,也是中国重点湖泊的主要指标。2007年,废水中总氮(TN)排放量为472.89万吨,总磷(TP)42.32万吨。从2011年开始公布废水中总氮、总磷的排放量,数据显示2011年至2012年,总氮排放总量呈上升趋势,从447万吨增长到451万吨。总磷基本保持稳定,2011年为55万吨,2012年为49万吨。考虑至少到2020年,化肥、牲畜养殖量仍处于增长态势,且农业面源污染治理难度大,因此预判总氮、总磷排放量呈上升态势或处于高位。

    水环境质量变动趋势

    (一)主要流域水质已逐步进入“稳中向好”的阶段

    20世纪80年代初,中国主要流域水质总体状况由基本清洁向局部恶化转变。20世纪80年代末至90年代初,中国主要流域水环境质量总体上由局部恶化向全面恶化的趋势发展。2000年以后,中国主要流域水污染恶化的态势初步得到遏制,特别是“十一五”以来,主要流域水质已逐步进入“稳中向好”的阶段。

    监测指标显示,按评价河长统计来看,1998年以来,全国流域(按评价河长统计)中,Ⅰ类水质占比基本保持稳定,维持在5%—6%之间;Ⅱ类水质比率不断提高,从24.4%提高到39.7%;Ⅲ类水质比率从33%下降到21.8%;Ⅳ类水质比率基本保持稳定;劣Ⅴ类水质的比率呈下降态势。总体而言,1998—2012年,在评价的河流中,Ⅲ类及优于Ⅲ类水质的流域占比大体稳定在60%左右。

    按照监测断面来看,根据国家地表水监测网监测情况,2007年以来,全国流域(按监测断面)中,Ⅰ类水质占比呈下降态势;Ⅱ类水质比率不断提高,从25.1%提高到37.8%;Ⅲ类水质比率提高;Ⅳ类水质比率下降;Ⅴ类水质比率基本保持稳定;劣Ⅴ类水质的比率呈下降态势。2007—2013年,监测断面优于Ⅲ类的比重从49.9%提高到71.9%,而劣Ⅴ类水质的比重从23.6%下降至9%。2012年十大流域国控断面有31.1%被污染和严重污染。

    (二)湖泊水质不容乐观,水库水质总体趋于稳定,湖泊(水库)富营养化问题突出

    1.湖泊水质呈恶化态势,富营养化问题突出。自20世纪70年代末至今,中国湖泊由贫—中营养状态为主逐步向富营养状态转变,富营养化湖泊的数量和面积呈现逐年增加的趋势,水质不断恶化。《中国水资源公报》显示,2005—2011年水质优于Ⅲ类的比重保持稳定,2012年呈下降态势。与2011年湖泊水质评价比较分析表明(同比103个湖泊),水质为Ⅰ—Ⅲ类湖泊个数比例下降了12.7个百分点。2012年,全国湖泊主要污染指标为总磷、化学需氧量、高锰酸钾指数。2012年,湖泊营养状况评价结果显示,大部分湖泊处于富营养状态。中营养湖泊有38个,占评价湖泊总数的33.9%,富营养湖泊有73个,占评价湖泊总数的65.2%。

    2.水库水质总体趋于稳定,呈向好发展态势。1998—2012年的《中国水资源公报》显示,达到或优于Ⅲ类水质的水库比重稳中提高。

    水库的富营养化形势依然严峻。2011年,在进行营养状况评价的455座水库中,中营养水库324座,富营养水库131座。在富营养水库中,处于轻度富营养状态的水库110座,占富营养水库总数的84.0%;中度富营养水库20座,占富营养水库总数的15.3%;重度富营养水库1座,占富营养水库总数的0.7%。主要污染项目是总磷、总氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量。

    3.水源地水质情况逐步好转。2007—2012年全国环保重点城市达标取水量比率从76.5%提高到95.3%。从2009—2012年,全国试点村庄监测饮用水源地水质监测表明,水质达标率从42.7%提高到77.2%。

    城市集中式饮用水源地情况尚可。2013年全国有309个地级及以上城市的835个集中式引用水源地统计取水情况,全年取水总量为306.7亿吨,其中,达标取水量为298.4亿吨,达标率为97.3%。

    (三)地下水污染状况堪忧,且仍呈恶化态势

    地下水水质污染状况严峻。根据《中国国土资源公报》、《中国环境状况公报》显示,2010—2013年,水质呈较差—极差的比例呈提高的态势,从55%提高到59%。2013年,地下水环境质量的监测点总数为4778个,其中国家级监测点800个。水质良好的监测点比例为10.4%,良好的监测点比例为26.9%,较好的监测点比例为3.1%,较差的监测点比例为43.9%,极差的监测点比例为15.7%。《2012年中国国土资源公报》显示,地下水主要超标组分为铁、锰、氧化物、“三氮”(亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和铵氮)、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物等,个别监测点存在重(类)金属项目超标现象。

    而根据《中国水资源公报》显示,2012年,北京、辽宁、吉林、河南、黑龙江、上海、江苏、安徽、海南、广东10个省市采用《地下水质量标准》(GB/T14848-93),对所辖区域的1040眼监测井的水质监测资料进行了地下水水质分类评价。评价结果显示:水质适用于各种用途的Ⅰ—Ⅱ类监测井占评价监测井总数的3.4%;适合集中式生活饮用水水源及工农业用水的Ⅲ类监测井占20.6%;适合除饮用外其他用途的Ⅳ—Ⅴ类监测井占76.0%。主要污染项目是总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮等。

    (四)近岸海域海水水质基本维持稳定

    20世纪80年代以来,中国海洋环境呈恶化的态势,90年代近岸海域的污染问题已经相当严重,2000年以后,近岸海域污染恶化的态势初步得到遏制,特别是“十一五”以来,近岸海域海水水质基本保持稳定。以近岸各类海水水质比重为考察对象,可以发现,2007年以来,中国近岸海域海水水质基本保持稳定,其中Ⅰ类和Ⅱ类水域面积比重稳定为60%—70%。从污染物类型来看,影响中国近岸水质的主要污染指标依然是无机氮和活性磷酸盐,部分近岸海域化学需氧量、石油类、铅、生化需氧量和非离子氨超标。

    中国水污染物排放和水环境趋势展望

    (一)中长期用水总量和废水排放量仍呈上升态势

    当前,中国城市化仍处于快速发展的阶段。2012年,中国城市化率达51.27%。综合相关研究,到2020年中国城市化率会以每年0.8—1个百分点稳定提高。随着城市化水平提高,人均用水量不断提高,且趋于稳定。考虑到中国人口峰值在2030年左右,毫无疑问,随着人口的增加,中国用水总量和废水排放量呈增长的态势。参考有关研究,并通过简单趋势外推分析,预判至少到2030年全国用水总量及废水排放量将保持增长态势。

    (二)农业源污染物快速增加,污染控制难度加大

    从20世纪80年代初开始,中国大力推广化肥的施用,化肥总消费量从1980年的1269.4万吨快速增长到2012年的5838.8万吨。据第一次全国污染源普查,农村的污染排放已经占到了全国的一半左右,其中COD占到了43%,总氮占到了57%,总磷占到了67%。研究表明,中国氮肥的利用率为30%—40%,磷肥的利用率为10%—15%,钾肥的利用率为40%—60%。化肥的大量使用,特别是氮肥用量过高,使部分化肥随降雨、灌溉和地表径流进入河、湖、库、塘,造成了水体富营养化。根据相关预测,中国化肥使用量的峰值大约在2020年左右,与此同时,中长期畜禽粪便的排放呈增长的态势。这意味着从目前到2020年左右,农业面源污染仍处于恶化状态,由此造成的水污染将呈恶化的态势。

    (三)水污染从单一污染向复合型污染转变的态势加剧

    “十一五”以来,水污染向复合型污染转变的态势进一步加剧,表现在以下几个方面,第一,水污染从流域污染问题逐步演变为河流、湖泊,地表、地下污染蔓延。第二,点源与面源、生活与工业污染叠加,已经形成点源与面源污染共存、生活污染和工业排放叠加、各种新旧污染与二次污染形成复合污染的态势。第三,从污染物种类来看,从一般常规污染物,如COD、氨氮等发展到包括持久性有机污染物(POPs)、重金属、总氮(TN)、总磷(TP)等污染物同时并重。其中,饮用水污染类型已由20世纪60年代的微生物为主,70年代的重金属污染为主,转为以有机物污染为主。

    (四)非常规水污染物产生量持续上升,控制难度增大

    重金属、持久性有机污染物(POPs)等水污染物产生量持续上升,在部分流域、部分地区污染问题突出。此外,相关研究表明(蒋洪强,2011),至少到2020年,城镇污泥产生量将持续增长,在2020年将高达5450万吨。目前城镇污泥无害化处理率只有20%左右,70%左右的污泥被随意处理(孔祥娟,2012),因此,中长期污泥处理形势将十分严峻。

    (五)水污染形势十分复杂,水环境质量总体显著改善是一个长期过程

    尽管数据显示,多种水污染物排放已跨越峰值,根据预测,到2020年左右水污染物排放峰值将全面到来。但是,考虑到水环境受累积效应、自净能力等多种因素影响,当前至2020年左右这一阶段多数水环境质量指标会逐步“向好”,但也是水环境质量状态最为复杂的时期,主要流域、湖泊、水库、地下水、近岸海域等不同领域的水质趋势不同。但是,总体上,考虑水污染物减排趋势,并综合相关研究以及国际经验,预判中国水环境质量的显著改善是一个长期过程。


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