中國地表水水質評價

時間：2006-11-23 來源：(1.中國水利水電科學研究院 水環境研究所，北京 100038；2.水利部 水利水電規劃設計總院，北京 100011) 作者：

摘  要：本文介紹了最近完成的我國地表水水質評價的成果。從全國污染源狀況、地表水化學特征、河流湖庫現狀水質、底質污染、集中式飲用水水源地水質、供水原水水質、水功能區水質以及水質變化趨勢等8個方面系統評價和分析了我國地表水污染狀況。本次水質評價體現了7個結合：點面污染源結合、天然與現狀結合、水質水量結合、歷史（趨勢）與現狀結合、常規項目與特定項目結合、水資源質量與功能使用結合、水資源分區與行政分區結合。明晰了全國點面污染源貢獻率、水功能區達標比例、底質污染狀況、有毒有機物污染特征、供水水質合格比例等關系我國地表水資源保護和管理的重要參數，本次評價對今后中國水資源管理保護及水質評價將具有重要意義。
關鍵詞：地表水：水質；點污染源；面污染源；評價

1 污染源狀況
　　人類活動和自然過程對地表水和地下水水質的污染，按排放方式可分為點污染源和非點污染源。點污染源主要由工礦企業廢水和城鎮生活污水形成；非點污染源也稱面污染源，指在較大范圍內，溶解性或固體污染物在降雨徑流等作用下，通過地表或地下徑流進入受納水體造成的污染。點污染源調查包括工礦企業廢污水排放調查、城鎮生活污水調查及集約化、規模化養殖污染源調查三部分。非點污染源調查包括農田徑流營養成分流失調查、農村生活污水及生活垃圾排放量調查、分散式禽畜養殖污染物排放情況調查、城市徑流污染物流失調查、水土流失狀況及非點源污染負荷調查等五大類。調查項目主要為化學需氧量、氨氮、總氮和總磷。

1.1 點源污染狀況
1.1.1 工業污染源 2000年全國工業（不包括火、核電工業，下同）廢水排放量為509億m3，工業廢水中化學需氧量（COD）和氨氮排放量分別為1239萬t和113萬t。東部地區工業廢水及COD、氨氮排放量分別占全國工業排放量的49%、55%和40%；中部地區分別占35%、31%和40%；西部地區分別占16%、14%和20%。2000年東中西部地區工業廢水及化學需氧量和氨氮排放量分布見圖1。

圖1　2000年東中西部地區工業廢水及化學需氧量

1.1.2 城鎮生活污染源 2000年全國城鎮（包括所有具有下水管網的建制市和建制鎮）生活污水排放量為229億m3，城鎮生活污水中COD和氨氮排放量分別為655萬t和69萬t。東部地區城鎮生活污水及COD、氨氮和氨氮排放量分布排放量分別占全國城鎮排放量的57%、62%、58%；中部地區分別占27%、27%、30%；西部地區分別占16%、11%、12%。
1.1.3 城市廢污水排放及處理情況 2000年我國城市（指市區，下同）人口和工業產值分別占全國城鎮人口和全國工業產值的56%和40%，其用水量和廢污水排放量分別占全國城鎮用水量和全國廢污水排放量的61%和44%。2000年全國城市廢污水排放量為332億m3，約占其用水量的68%，目前具有二級以上生化處理能力的污水處理廠約400座，設計生化處理能力2 158萬m3/日。由于廢污水收集管網不配套、運行經費不足、設備技術故障等原因，實際正常運行的一般只有40%～50%。2000年全國城市廢污水處理量為114億m3，其中城市廢污水集中處理量約為65億m3，全國城市廢污水的集中處理量約占其排放量的20%。
1.1.4 點污染源排放總量 2000年全國點污染源（包括工業污染源和城鎮生活污染源）廢污水排放量為738億m3，其中工業廢水排放量占69%，城鎮生活污水排放量占31%。全國點污染源COD排放量為1 894萬t，其中工業廢水COD排放量占65%，城鎮生活污水COD排放量占35%；氨氮排放量為182萬t，其中工業廢水氨氮排放量占61%，城鎮生活污水氨氮排放量占39%。2000年水資源一級區點污染源廢污水及化學需氧量和氨氮排放量見表1。

1.1.5 入河量 點污染源廢污水和污染物入河量是指通過入河排污口直接進入江河湖庫等地表水體的廢污水和污染物量。在全國監測調查的16 432個入河排污口中，連續排放的占70%，間歇排放的占30%。2000年排入水功能區的廢污水及COD和氨氮入河量分別為533億m3、1 245萬t和111萬t，分別占其對應陸域范圍廢污水及COD、氨氮排放量的79%、73%和66%。2000年水功能區廢污水及化學需氧量和氨氮入河量見表2。

1.2 非點污染源狀況
1.2.1 非點源污染負荷產生量 調查對象主要包括城鎮地表徑流污染負荷、農田徑流污染負荷（主要調查化肥使用量及其可能流失量）、農村生活污水及生活垃圾污染負荷、水土流失及其污染負荷、分散式禽畜養殖污染負荷5大類，調查項目包括COD、氨氮、總氮、總磷等。2000年全國非點源污染負荷COD、氨氮、總氮和總磷的產生量分別為7 574萬t、707萬t、2 865萬t和612萬t。2000年水資源一級區非點源污染負荷產生量及入河量見表3。

1.2.2 非點源污染負荷入河量 非點源污染負荷入河量是指一定時期內，由地表徑流攜帶進入河流等地表水體的非點源污染負荷量。2000年全國非點源污染物負荷COD、氨氮、總氮、總磷的入河量分別為831萬t、71萬t、423萬t、62萬t。2000年水資源一級區非點源污染負荷入河量見表3。
1.3 點源與非點源入河量貢獻率 2000年全國點污染源與非點污染源COD、氨氮、總氮、總磷總入河量分別為2 071萬t、181萬t、633萬t、98萬t，其中COD和氨氮入河量中點源貢獻率分別占60%和61%，表明COD和氨氮主要由點源污染造成；總氮和總磷入河量中非點源貢獻率分別為67%和63%，表明總氮和總磷主要由非點污染源造成。2000年全國點污染源和非點污染源入河量貢獻率見表4。

2 地表水水化學特征
　　全國地表水礦化度變幅在11～10 100mg/L之間，其中：小于100mg/L為極低礦化度水；100～300mg/L為低礦化度水；300～500mg/L為中等礦化度水；500～1 000mg/L為較高礦化度水；大于1 000mg/L為高礦化度水。相應以上各等級礦化度水的面積比例分別為8%、39%、21%、19%和13%。
　　全國總硬度小于150mg/L的軟水和極軟水面積占42%，150～300mg/L的適度硬水占34%，300～450mg/L的硬水占11%，大于450mg/L的極硬水占13%。
　　根據阿列金分類法，我國地表水以重碳酸鹽類水分布面積最廣，約占全國總面積的78%。陜甘寧黃土高原、海河平原鹽漬土地區、沿海非石質性海岸段河水以及局部受鹽湖影響的河流，大多數為氯化鈉或硫酸鹽類水，分布面積分別占全國面積的17%和1%。我國地表水優勢陽離子為鈣質，面積占67%，其次為鈉質（鉀加鈉），占31%，另有少量鎂質，占2%。
3 河流水質
　　以2000年5846個河流水質測站的監測數據為基礎，根據《地表水環境質量標準》（GB3838-2002），對全國河流水質狀況分全年、汛期、非汛期3個時段進行評價。全年評價河長284 979km。其中，Ⅰ類水河長19 688km，占評價河長的6.9%；Ⅱ類水河長106 823km，占37.5%；Ⅲ類水河長61 765km，占21.7%；Ⅳ類水河長33 232km，占11.7%；Ⅴ類水河長17 926km，占6.3%；劣Ⅴ類水河長45 545km，占15.9%。全年等于或優于Ⅲ類水河長188 276km，占評價河長的66%。非汛期評價河長273 076km，Ⅰ～Ⅲ類水河長183 812km，占評價河長的67%；汛期評價河長269 133km，Ⅰ～Ⅲ類水河長174 443km，占評價河長的65%。2000年水資源一級區全年河流水質狀況見表5。
　　全國河流水質狀況分布大致為：河流上游河段一般優于中下游河段，城市及其下游河段水質較差，環京津地區、長江三角洲和珠江三角洲等人口密集、經濟相對發達的地區，河流水質污染嚴重。長江區太湖流域、淮河和海河區河流水質狀況最差，劣Ⅴ類水的河長比例均接近50%；西南諸河、西北諸河和東南諸河河流水質狀況最好。
　　化學需氧量、高錳酸鹽指數、氨氮、五日生化需氧量、溶解氧和揮發酚是我國河流水質污染的6個主要超標項目，其測站超標率分別為30%、28%、27%、25%、17%和13%。

4 水庫湖泊水質
　　本次全國評價水庫636座，其中大（一）型水庫58座，大(二)型水庫211座，中型水庫318座。評價的636座水庫中，全年水質合格水庫474座，占評價總數的74.5%。其中Ⅰ類水質水庫64座，占10.0%；Ⅱ類234座，占36.8%；Ⅲ類176座，占27.7%。污染水庫中，Ⅳ類水質水庫80座，占12.6%；Ⅴ類和劣Ⅴ類各41座，占評價水庫總數的6.4%。水庫水質汛期略差于非汛期。高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發酚是我國水庫的主要超標項目。水庫水質狀況與水庫蓄水量密切相關，蓄水量越小，水質越差，大型水庫的水質狀況好于小型水庫。2000年水庫水質狀況見表6。

　　本次全年評價湖泊86個，全年評價湖泊面積26 959km2，其中，3.6%的湖泊面積水體水質為Ⅰ類水，Ⅱ類和Ⅲ類水的湖泊面積分別占28%和40%，水質合格面積為19 335km2，占評價面積的72%。在各水資源一級區中，黃河區湖泊水質狀況最差，全部不合格；淮河區和海河區湖泊水質狀況較差；珠江區、西北諸河區、長江區和松花江區湖泊水質狀況尚可；西南諸河區和松花江區湖泊水質狀況最好。
　　全國7個面積大于1 000km2的湖泊中，南四湖水質最差，劣Ⅴ類水面占79.1%；其次為洪澤湖，有48.0%的水面為Ⅳ類；青海湖和呼倫湖水質良好，分別為Ⅲ類和Ⅱ類；鄱陽湖、太湖和洞庭湖合格水面達到90%以上。
5 湖庫富營養化
　　全國水庫總體以中富營養為主。由南向北、自東向西，富營養程度漸趨嚴重。大型水庫以中營養為主，中型和小型水庫則中營養與富營養并重。在全年評價的633座水庫中，貧營養水庫3座，占評價水庫總數的比例不足1%；中營養水庫391座，占評價水庫總數的62%；富營養水庫239座，占評價水庫總數的38%。松花江、遼河、海河、西北諸河和黃河區水庫以富營養化為主，一半以上水庫呈富營養狀態。松花江區富營養水庫比例為全國最高，在所評價的111座水庫中，富營養水庫比例高達81%�；春訁^、長江區的水庫中營養和富營養并存，以中營養水庫居多，珠江、西南諸河和東南諸河區水庫以中營養為主。
　　對全國84個湖泊的營養狀況評價結果表明：全年有44個湖泊呈富營養狀態，占評價湖泊總數的52%；40個湖泊為中營養，占總數的48%；全年評價無貧營養湖泊。面積大于1 000km2的湖泊以中營養為主。
6 底質狀況
　　本次對全國906個供水水源地的底質監測段面進行了銅、鋅、鉻、鎘、鉛、汞、砷及總有機質、總氮和總磷的評價。在評價底質斷面中，受重金屬污染的斷面有732個，污染率為81%，其中超標斷面有332個，超標率為37%。在監測斷面中，受鉛、鎘和汞污染的斷面最多，污染率分別為46%、43%和41%�？傮w而言，底質重金屬污染中，銅、鋅、鎘、砷等造成的污染南方重于北方，主要集中在西南諸河、珠江、東南諸河和長江區；鉻、鉛等污染主要集中在北方的西北諸河、黃河、海河、松花江和遼河區；汞污染則在北方河流中較普遍。底質重金屬超標最嚴重的污染物是鎘，超標率為26%。2000年地表水飲用水水源地底質重金屬狀況見表7。

7 地表水飲用水水源地水質和供水原水水質
7.1 飲用水水源地水質
7.1.1 地表水集中式飲用水水源地水質 在評價的1 073個水源地中，Ⅰ類水水源地占4.8%，Ⅱ類水占38.7%，Ⅲ類水占31.8%，Ⅳ類水占11.8%，Ⅴ類水占4.5%，劣Ⅴ類水占8.4%，Ⅰ～Ⅲ類水源地比例為75.3%。水源地污染以耗氧有機污染為主，超標項目包括氨氮、化學需氧量和高錳酸鹽指數等。長江區太湖流域、西北諸河、淮河、黃河和海河區水源地水質狀況較差，近一半的水源地水質不合格，松花江和遼河區有近三分之一的水源地水質不合格，珠江和長江區有近五分之一的水源地水質不合格，東南諸河和西南諸河區水源地水質狀況相對較好。
7.1.2 地表水重點飲用水水源地水質 對全國城鎮供水人口超過20萬、日供水量大于5萬t規模以上的重點地表水集中式飲用水水源地水質評價結果是：評價436個水源地，水源地合格率為73.6%。
7.1.3 地表水重點水源地有毒有機物污染 根據中國《地表水環境質量標準》（GB3838－2002）“集中式生活飲用水地表水源地特定項目”評價標準，對全國621個重點水源地的有毒有機物狀況進行評價，結果表明：在評價的水源地中，合格水源地382個，合格率為62%。在監測評價的43項有毒有機物中，主要有毒有機污染物為多氯聯苯、苯并（a）芘、苯、2，4-二硝基甲苯和1，2-二氯乙烷等5項。

7.2 地表水供水原水水質 2000年全國地表水總供水量4 474億m3，供水合格率89%。其中生活供水381.7億m3，供水合格率82%；工業供水922億m3，供水合格率89%；農業供水3 170億m3，供水合格率90%。南方流域的供水水質合格率一般高于北方，人口相對稀少的西南、西北地區又好于人口密集、經濟發達的東部區域。2000年水資源一級區供水水質合格率見圖2。

8 地表水體功能水質狀況

　　地表水功能區采用兩級區劃，即：水功能一級區分為保護區、保留區、開發利用區和緩沖區四類；水功能二級區是在一級區劃的開發利用區中，再進一步劃分為飲用水源區、工業用水區、農業用水區、漁業用水區、景觀娛樂用水區、過渡區和排污控制區七類。本次共評價水功能區6 857個，其中一級水功能區2 936個（不包括1 793個開發利用區），二級水功能區3 921個。

                   圖2　2000年水資源一級區供水水質合格率
8.1 水功能區綜合達標狀況 全國水功能區個數達標比例全年為56%，其中水功能一級區達標比例65%，水功能二級區達標比例49%。非汛期水功能區達標比例為56%，其中一級區達標比例68%，二級區達標比例為48%。汛期水功能區達標比例為55%，其中一級區達標比例為64%，二級區達標比例為48%。2000年全國水功能區水質達標狀況見表8。

　　水功能區達標狀況北方較南方差，城鎮附近水功能區達標狀況差于其它地區�？傮w上，水功能區現狀水質類別比目標水質類別要求高出1個級別，全國水功能區水質目標與現狀水質類別（全年）對比見圖3。保護區、保留區和飲用水源區水質相對較好，水質類別以Ⅱ類為主，與水質目標差距最小。緩沖區、景觀娛樂用水區現狀水質與水質目標差距最大。
　　各水資源一級區評價結果表明，海河、淮河、松花江和遼河區的水功能區水質現狀與目標要求存在較大差距，水功能區達標比例均在40%以下。黃河區達標比例為48%，低于全國平均水平。珠江和長江區達標比例高出全國平均水平10個百分點左右。西北諸河和西南諸河區達標比例分別為72%和75%，東南諸河達標比例為83%。2000年水資源一級區水功能區全年水質達標狀況見表9。  

                             圖3　水功能區水質目標與現狀水質類別(全年)對比

　　影響我國水功能區功能的主要原因是有機污染物超標嚴重，氨氮、化學需氧量、高錳酸鹽指數、溶解氧、五日生化需氧量和揮發酚是造成水功能區不達標的主要超標項目。汞、鉛、鎘、砷和六價鉻等重金屬是影響水功能區達標的次要水質參數。
8.2 水功能區受納污染物狀況
8.2.1 水功能區納污能力 根據各水功能區現狀水情條件，全國水功能區現狀納污能力總量為：化學需氧量1 329萬t/年，氨氮80萬t/年。水資源一級區現狀納污能力見表10。
8.2.2 水功能區污染物承載狀態 根據《中國水功能區劃》，本次評價對6?638個水功能區的點源污染物入河量和納污能力進行了對比分析，其中有2 197個水功能區化學需氧量或氨氮超載，水功能區污染負荷超載比例為33%�；瘜W需氧量超載的水功能區個數共1 871個，超載比例為28%。超載的水功能區化學需氧量的納污能力為242萬t，而其入河量為967萬t，超載725萬t；其中開發利用區超載比例為37%，超載668萬t，占全部水功能區總超載量的92%。氨氮超載的水功能區個數共2 025個，超載比例31%，超載的水功能區氨氮納污能力為18萬t，入河量為89萬t，超載71萬t；其中開發利用區超載66萬t，占全部水功能區總超載量的90%。上述數據表明點源污染的集中排放，仍然是導致我國主要江河水體水質惡化的主要原因。

9 水污染變化趨勢
9.1 廢污水排放量的變化 1980～2000年，全國城鎮生活用水由81億m3增加到325億m3，年均增長率達7.2%；工業用水量由418億m3增加到1 163億m3，年均增長率達5.3%。城鎮生活用水和工業用水之和占總用水的比例由11.3%提高到26.5%。與用水量增長趨勢一致。

　　城鎮生活污水和工業廢水的排放量也呈現快速增長的趨勢，從1980年的239億t增加到2000年的747億t，年均增長率為5.9%。其中全國城鎮生活污水排放量由58億m3增加到232億m3，年均增長率達7.1%；工業廢水由181億m3增加到515億m3，年均增長率達5.4%。1980～1990年，全國廢污水排放量年均增長率約為5.9%，增長量約19億m3；1990～2000年，全國廢污水排放量年均增長率約為5.8%，增長量約32億m3。而同期廢污水處理量雖然也有較大程度的增長，但遠未滿足處理廢污水排放量的要求。我國廢污水排放量的快速增長以及較低的處理率和處理程度對水資源質量造成了嚴重的污染，對水資源安全構成了嚴重的威脅。1980～2000年全國廢污水排放量和用水量變化趨勢見圖4。

     圖4　1980～2000年全國廢污水排放量和用水量變化趨勢

9.2 地表水水質的變化 根據對全國846個具有較長水質監測資料的水質站1993～2000年間水質變化趨勢的分析，全國約四分之一的測站水質呈惡化態勢，約1/10的測站水質狀況有明顯改善。水質狀況惡化的百分比大于改善的百分比，水資源質量仍在下降，水污染呈加重態勢。水資源一級區中，遼河區水質污染仍較嚴重，但有改善勢頭，其它水資源一級區呈惡化趨勢，其中東南諸河和松花江區最為明顯。
　　從污染項目看，除鎘、揮發酚和溶解氧外，分析測站的總硬度、硫酸鹽、氯化物、氨氮、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、總氮和總磷的上升比例均高于下降比例，水質呈惡化趨勢。特別是水體總硬度上升趨勢最為突出，氯化物和硫酸鹽上升態勢較明顯，表明由于水污染的加劇，致使我國地表水日趨硬化。氨氮、高錳酸鹽指數和五日生化需氧量的上升百分比均高于下降百分比，表明我國以氨氮、高錳酸鹽指數和五日生化需氧量為表征的有機污染總體而言未得到有效控制，且有加重的趨向。
　　全國總磷和總氮趨勢分析成果表明，水庫湖泊水體的營養鹽水平處于升高態勢，富營養化程度加重。20世紀80年代，全國尚有不少貧營養的湖泊與水庫，而目前幾乎所有的湖泊和水庫均為中營養以上狀況，說明我國江河湖庫等地表水體不僅受到點源污染影響，也受到非點源污染影響。
　　揮發酚污染在評價時段內出現明顯減緩態勢，其下降百分比為22%，上升百分比6%，下降態勢顯著。以鎘為代表的重金屬污染在評價時段內基本持平。
10 結論
　　(1)我國點源污染不斷加劇，非點源污染日趨嚴重，對水資源安全構成了嚴重的威脅。隨著經濟社會的發展，人類活動程度的加大和范圍的擴大，非點源污染的影響日趨嚴重，總磷、總氮入河量的貢獻率均超過了60%。化學需氧量和氨氮入河量，全國仍以點源為主，但非點源的貢獻亦已經上升到40%左右，致使全國地表水水質汛期狀況稍差于非汛期，個別區域，如松花江區，汛期水質狀況遠差于非汛期。
　　(2)我國河流污染以有機污染為主，主要參數為氨氮、化學需氧量、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、溶解氧和揮發酚。重金屬污染重點出現在西南、長江等局部區域。黃淮海平原、遼河平原、太湖水系、珠江三角洲的河流及珠江三角洲上游的南盤江受化學需氧量、高錳酸鹽指數、氨氮和溶解氧污染較大；海河南系、淮河中上游是我國揮發酚的重點污染區，局部區域污染程度驚人。
　　(3)我國湖泊水庫富營養化嚴重，嚴重威脅到供水安全和漁業生產，嚴重削弱景觀娛樂功能的發揮。
　　(4)我國江河湖庫底質污染嚴重。重金屬污染率高達81%，總磷輕度及重度污染斷面比例為12.5%，總氮輕度及重度污染斷面比例為16.7%。底質污染控制已經成為點源、面源之外的又一必須關注的問題，應該有防患對策。
　　(5)飲水水質的好壞，直接關系到人民的身體健康，也是反映一個國家文明程度的重要指標之一。我國飲用水水源地合格比例為75.3%，部分經濟水平較高、人口密度較大的區域，水源地合格率較差，與我國人民生活水平不斷提高對飲用水安全的要求還存在差距，是區域全面可持續發展的制約因素之一。
　　(6)具有“三致”效應及干擾內分泌作用的有毒有機化合物已影響到我國重要水源地水質安全，嚴重威脅人民身體健康。對于常規處理辦法難于去除、且危害極大的有毒有機物污染必須引起有關部門的高度重視，并盡快在全國組織更全面系統的監測調查和研究，以便及時制定防患對策。
　　(7)我國水功能區達標狀況不容樂觀，部分水功能區已經喪失了其使用功能。我國水功能區現狀水質與目標水質類別差1個級別，其中保護區、保留區和飲用水源區水質相對較好，以Ⅱ類為主，與水質目標差距最小，緩沖區、景觀娛樂用水區現狀水質與目標水質差距最大。
　　(8)我國水功能區納污能力與入河量的空間分異加劇了水環境狀況的惡化，部分水功能區不堪重負，是類似“三江三湖”等嚴重污染區水質狀況惡劣的主要原因。
　　(9)水質趨勢分析成果表明，部分項目的污染已經得到控制，但地表水資源質量總體在下降，水環境污染勢頭未能有效遏制，情勢嚴峻。