2004～2013年中國河流水環境質量變化及相關性研究

王小寧，楊傳璽*，楊 帥

(1.山東師范大學地理與環境學院，山東濟南 250014；2.山東財經大學經濟學院，山東濟南 250200)

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2004～2013年中國河流水環境質量變化及相關性研究

王小寧1，楊傳璽1*，楊 帥2

(1.山東師范大學地理與環境學院，山東濟南 250014；2.山東財經大學經濟學院，山東濟南 250200)

基于2004～2013年《中國環境狀況公報》分對我國河流環境總體質量及七大流域水環境質量現狀進行總結，并對我國河流水環境質量變化與污染物排放、國家經濟發展水平和環境污染治理投資的相關性進行分析，最后對我國河流水環境保護工作進行展望，以期為我國河流保護和管理工作提供支持。

河流；水環境質量；變化；相關性

近年來我國河流污染問題十分突出，嚴重制約了社會和環境的可持續發展[1-2]。我國的河流環境保護工作經歷了從無到有、從小到大的發展歷程，河流污染治理的力度得到加大，河流生態保護工作得到加強，使得我國河流環境得到極大的改善[3-4]。筆者首先闡述了我國河流環境保護工作的發展歷程及近年來爆發的水環境污染事件，然后基于2004～2013年《中國環境狀況公報》對我國河流環境總體質量及七大流域水環境質量現狀進行總結，并對我國河流水環境質量變化與污染物排放、國家經濟發展水平和環境污染治理投資的相關性進行分析，最后對我國河流水環境保護工作進行展望，以期為我國河流保護和管理工作提供支持。

1　河流環境保護現狀

1.1河流環境保護工作發展階段我國的河流環境保護工作自20世紀70年代以來經歷了初步發展階段、穩步發展階段和新階段3個階段。初步發展階段(20世紀70年代初～20世紀70年代末)：自建國以來，我國的河流環境保護工作長期處于無序階段，1973年召開的第一次全國環境保護工作會議標志著我國河流水環境保護工作的起步[5]；穩步發展階段(20世紀80年代～21世紀初)：伴隨著改革開放的步伐，我國的經濟得到了快速發展，與此同時我國的河流環境保護工作也取得了階段性的成果。“九五”期間，國家全面展開了針對淮河、海河、遼河以及太湖[6]、滇池、巢湖的“三河三湖”水污染控制工作，河流有機物污染及湖泊富營養化等問題得到有效遏制，河流環境保護工作取得階段性進展[7-8]；環境保護發展新階段(2002年至今)：2002年，我國出臺了《清潔生產促進法》，正式標志著我國河流環境污染治理模式由末端治理向全過程控制的轉變，同時也標志著我國河流環境保護工作進入新階段[9]。同年中華人民共和國環境保護部頒布了新的《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)，水質評價的標準項目由75項增加至109項，更加符合中國河流等地表水環境保護的現狀[10]。

1.2河流環境污染事件盡管我國的河流環境保護工作取得了較大進步，但是我國的河流環境污染問題依然不容忽視。近年來，我國已經進入河流污染事件高發期，據《中國環境狀況公報》統計，我國2004～2010年平均每年發生環境污染事件110余件(其中涉水環境污染事件每年發生60余件)，而2013年發生的環境污染事件高達712件(其中涉水環境污染事件高達322件)，大量的污染事件不僅造成了巨額經濟損失，而且對生態環境和水質安全帶來災難性的后果，2004～2013年環境污染事件(含涉水環境污染事件)分布如圖1所示。

圖1　2004～2013年中國環境污染事件(含涉水環境污染事件)數量Fig.1　The number of environmental pollution accidents(including water body pollution accident)in China during 2004-2013

由圖1可以看出，2004～2013年環境污染事件總量以及涉水環境污染事件數量均呈上升趨勢。2004～2010年，環境污染事件均維持在100～200件/a，雖然近年來我國環境保護工作得到了加強，但由于我國的經濟發展依賴于高強度的物質消耗和大量的能源需求，我國環境污染事件的數量仍呈上升趨勢，特別是2010年以來我國的環境污染事件數量逐年攀升。2004～2013年我國主要涉水環境污染事件有：①沱江“3·02”特大水污染事件。2004年，川化股份公司某化肥廠非法將大量高濃度工業廢水排進沱江，引發了沱江水污染事件。該事件致使沱江沿岸百萬居民飲水被迫中斷，50萬kg魚類死亡，造成的直接經濟損失接近3億元，恢復受到破壞的生態環境至少需要5 a時間；②松花江重大水污染事件。2005年，中石油吉林石化公司雙苯廠苯胺車間發生爆炸事故，致使約100 t苯、苯胺和硝基苯等有毒有機污染物流入松花江流域，事件導致松花江兩岸數百萬居民的生活受到影響，哈爾濱市停水4 d；③廣西龍江河鎘污染事件。2012年，廣西金河礦業股份有限公司以及河池市金城江區鴻泉立德粉材料廠違法排放含鎘工業污水導致約20 t鎘進入龍江河，龍江河流域鎘嚴重超標，事件導致龍江河沿岸數百萬居民的飲用水安全受到威脅，133萬尾魚苗和4萬kg成魚死亡[11-13]。

2　河流環境質量現狀

我國地表水環境監測斷面分為國控監測斷面、省控監測斷面、市控監測斷面和縣級監測斷面，監測斷面超過9 000個。數據來源為2004～2013年《中國環境狀況公報》(中華人民共和國環境保護部)，河流水質評價標準為《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)。

2.1河流總體環境質量現狀2004年以來隨著我國環境保護工作不斷加強，我國河流的水質也逐步得到改善。由圖2可知，我國河流Ⅰ～Ⅲ類水的比例由2004年的38.1%上升到2013年的71.7%，劣Ⅴ類水體比例由29.7%下降到9.0%，全國地表水由中度污染改善為輕度污染，各水系干流水質好于支流水質。河流呈現出明顯的有機物污染，主要的污染指標包括BOD、高錳酸鹽指數、石油類以及揮發酚等。

圖2　2004～2013年中國河流總體水質變化Fig.2　Changes of the overall water quality in rivers of China during 2004-2013

2.2七大流域環境質量現狀中國七大流域指的是長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河和遼河這7條河流及其周邊流域范圍，流域總面積約430萬km2(約占全國外流河流域面積的70%)，年水量15 400億m3(約占全國年水量的60%)，因此研究和分析七大流域的水質變化狀況對于加強我國水質管理和保障用水安全具有十分重要的意義[14]。

2.2.1長江流域。長江流經青海、西藏、四川、云南、重慶、湖北、湖南、安徽、江蘇、上海等省(市)，全長6 300 km，流域面積超過180萬km2，占中國總面積的18.8%[15]。如圖3所示，長江流域總體水質良好，2004年103個國控監測斷面中Ⅰ～Ⅲ類水比例為71.8%，劣Ⅴ類水體比例為10.7%，其主要污染指標為石油類和氨氮。2004～2013年長江流域水質逐步得到改善，至2013年長江流域Ⅰ～Ⅲ類水的比例提高到89.4%，劣Ⅴ類水體比例下降為3.1%，長江干流水質好于支流水質。

圖3　2004～2013年長江流域水質變化Fig.3　Changes of water quality in Yangtze River Basin during 2004-2013

2.2.2黃河流域。黃河流經青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古、山西、陜西、河南、山東等省份，全長5 464 km，流域面積達75萬km2[16]。如圖4所示，黃河流域的水質變化較大，2004～2008年其水質逐年改善，由2004年的重度污染改善為2008年的輕度污染，2004年44個國控監測斷面中Ⅰ～Ⅲ類水比例為22.7%，劣Ⅴ類水體比例為38.7%，主要的污染指標包括高錳酸鹽指數、氨氮和石油類等；2008年44個地表水國控監測斷面中Ⅰ～Ⅲ類水比例為68.2%，劣Ⅴ類水體比例為20.5%，主要的污染指標包括氨氮、石油類和BOD5；2008～2011年水質較穩定，流域污染等級均為輕度污染，Ⅰ～Ⅲ類水的比例分別為68.2%、68.2%、68.2%和69.8%，劣Ⅴ類水體比例分別為20.5%、25.0%、20.5%和18.6%；2011～2013年水質略有下降，污染等級仍保持在輕度污染水平，Ⅰ～Ⅲ類水比例分別為69.8%、60.7%和58.1%，劣Ⅴ類水體比例分別為18.6%、18.0%和16.1%，主要的污染指標包括氨氮、BOD5和COD。

圖4　2004～2013年黃河流域水質變化Fig.4　Changes of water quality in Yellow River Basin during 2004-2013

2.2.3珠江流域。珠江流經云南、貴州、廣西、廣東、湖南、江西以及香港、澳門等省(市)，干流總長2 215.8 km2，流域面積為45.26萬km2[17]。如圖5所示，珠江水質表現為穩中有升，2004～2011年水質比較平穩，珠江水系水質總體良好，2004年國控監測斷面中81.8%的斷面為Ⅰ～Ⅲ類水質，6.1%的斷面屬劣Ⅴ類水質，主要的污染指標是揮發酚、氨氮和石油類等；2011年珠江流域水質依然是總體良好，33個國控斷面中Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質斷面比例分別為84.8%、12.2%和3.0%。2011～2013年水質逐年變好，2013年珠江水質為優，Ⅰ～Ⅲ類和劣Ⅴ類水質斷面比例分別為94.4%和5.6%。

2.作者及作者單位：只列出主要參加者，一般不超過6人。應標明全部作者的工作單位全稱、所在地及郵政編碼。

圖5　2004～2013年珠江流域水質變化Fig.5　Changes of water quality in Pearl River Basin during 2004-2013

2.2.4松花江流域。松花江流經內蒙古自治區及吉林省、黑龍江省，全長1 927 km，流域面積為54.5 km2，占東北地區總面積的60%[18]。如圖6所示，松花江流域水質逐步得到改善，2004年松花江水系屬輕度污染，41個國控監測斷面中，Ⅰ～Ⅲ類和劣Ⅴ類水質比例分別為7.7%和17.9%，松花江干流以Ⅳ類水質為主(64.1%)，主要的污染指標包括石油類、氨氮和高錳酸鹽指數；2005年松花江流域水質為輕度污染，42個地表水國控監測斷面中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為24.0%、57.0%和19.0%，主要的污染指標依然是高錳酸鹽指數、石油類和氨氮；2013年松花江水質為輕度污染，地表水國控監測斷面中Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為55.7%、38.6%和5.7%，主要的污染指標為高錳酸鹽指數、總磷和COD。

圖6　2004～2013年松花江流域水質變化Fig.6　Changes of water quality in Songhua River Basin during 2004-2013

2.2.5淮河流域。淮河是我國中部一條重要的河流，由淮河水系和沂沐泗水系組成，干流全長1 000 km，流域面積26萬km2[19]。如圖7所示，淮河流域流域水質逐步得到改善，2004年淮河流域水質為中度污染，86個國控監測斷面中Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為18.6%、41.9%和39.5%，主要的污染指標為氨氮、石油類和BOD；2013年淮河流域水質改善為輕度污染，國控監測斷面中Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為59.6%、28.7%和11.7%，主要的污染指標為高錳酸鹽指數、BOD5和COD。

圖7　2004～2013年淮河流域水質變化Fig.7　Changes of water quality in Huaihe River Basin during 2004-2013

2.2.6海河流域。海河位于我國的華北地區，河流長度僅為73 km，流域面積為31.8萬km2[20]。如圖8所示，海河流域污染較重，海河流域水質為重度污染，65個國控監測斷面中Ⅰ～Ⅲ類水質的斷面占21.5%，Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別高達24.6%和53.9%，主要的污染指標包括氨氮、石油類和BOD；2013年海河流域水質改善為中度污染，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為39.1%、21.8%和39.1%，主要的污染指標為總磷、BOD5和COD。

圖8　2004～2013年海河流域水質變化Fig.8　Changes of water quality in Haihe River Basin during 2004-2013

2.2.7遼河。遼河位于我國東北地區，流經內蒙古自治區、吉林省以及遼寧省，全長1 430 km，流域面積為22.94萬km2[21]。如圖9所示，遼河流域水質逐年變好，2004年遼河流域總體水質為中度污染，37個國控監測斷面中滿足Ⅲ類水質要求的斷面占29.7%，Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為29.7%和40.6%，主要的污染指標包括揮發酚、石油類和BOD；2013年遼河流域水質改善為輕度污染，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為45.5%、49.1%和5.4%，主要的污染指標為高錳酸鹽指數、石油類和BOD5。

圖9　2004～2013年遼河流域水質變化Fig.9　Changes of water quality in Liao River Basin during 2004-2013

綜上所述，我國河流水質總體上呈好轉趨勢，2004年全國地表水污染較重，全國地表水主要呈現為有機物污染，主要的污染指標是石油類、BOD、氨氮以及高錳酸鹽指數等，七大水系污染程度由重到輕依次為海河、遼河、黃河、淮河、松花江、長江、珠江。2013年全國地表水污染等級為輕度污染，七大水系污染程度由重到輕依次為海河、遼河、松花江、黃河、淮河、長江、珠江。地表水水質狀況與其流域地區經濟發展狀況、流域水文水質狀況以及氣象條件(降水量等)等因素有關[20]。

3　河流環境質量變化及相關因素分析

河流環境質量不僅與污染物的排放量(點源、面源)、河流本身的自凈能力(水文水利特征)以及氣象條件(降雨量)有關，還與國家的經濟發展狀況[國內生產總值(GDP)總量、環境污染治理總投資、三產業比例]息息相關[22-23]。基于此，筆者主要分析了廢水排放總量、工業源及生活源的COD和氨氮排放量、GDP總量以及環境污染治理投資的變化與河流環境質量變化的相關性。

表12004～2013年廢水、氨氮及COD排放量

Table 1The emission inventory of waste water，ammonia nitrogen and COD in 2004-2013

年份YearⅠ～Ⅲ類水比例PercentageoftypeⅠ-Ⅲ∥%廢水排放總量Totalemissionofwastewater億t化學需氧量(COD)排放總量TotalemissionofCOD∥萬t廢水中氨氮排放總量Totalemissionofammonianitrogen∥萬t200438.1460.01333.6129.7200541.0524.51414.2149.8200646.0537.01428.2141.3200749.9556.71381.8132.3200855.0572.01320.7127.0200957.3589.21277.5122.6201059.9617.31238.1120.3201161.0652.11293.6—201268.9684.61251.5—201371.7716.01209.3—

注：氨氮及COD排放量為工業源及生活源之和。

Note: Ammonia nitrogen and COD emission was the sum of industrial source and livelihood source.

3.2河流環境質量變化與GDP的相關性2004～2013年我國GDP呈高速增長趨勢，與河流環境質量(Ⅰ～Ⅲ類水比例)呈正相關關系(圖10)。2004年我國GDP為136 515億元，2013年增長到568 845億元，GDP增長了317%，因此GDP的快速增長是水環境質量得到改善的基礎。

圖10　2004～2013年河流水環境質量與GDP變化相關性Fig.10　The correlation between river water quality and GDP during 2004-2013

然而，我國的GDP的高速發展依賴的是高能耗和高污染，2004年我國GDP占全世界份額的比例不到5%，但物耗卻占全球的7.4%～40.0%，其中我國單位GDP能耗超出美國3倍，超出日本10倍。在工業生產方面以鋼鐵聯合企業為例，發達國家生產1 t鋼材僅需要6.0 m3水、排放2.0 m3廢水和0.2 kg COD，而國內一般水平生產1 t鋼材需要16.0 m3水、排放6.0 m3廢水和0.9 kg COD，分別是發達國家的2.67倍、3.00倍和4.50倍。因此我國的GDP增長必須依賴于降低能耗和物耗，走可持續發展的道路。

3.3河流環境質量變化與環境污染治理投資的相關性2004～2013年環境污染治理投資呈上升趨勢，與河流環境質量(Ⅰ～Ⅲ類水比例)呈正相關關系(圖11)。2004年環境污染治理投資為2 057.5億元，占2004年GDP的1.50%，2013年環境污染治理投資高達9 516.5億元，占2013年GDP的1.67%，盡管環境污染治理投資在GDP中的比例提高幅度不是很大，但是與2004年相比環境污染治理投資增加了360%。

圖11　2004～2013年河流水環境質量與環境污染治理投資變化相關性Fig.11　The correlation between river water quality and investment on environmental pollution treatment during 2004-2013

綜上所述，盡管由于經濟發展的需要，廢水排放量呈增長趨勢，但我國河流環境質量在2004～2013年依然呈現好轉的趨勢，全國監測斷面中Ⅰ～Ⅲ類水比例由2004年的38.1%提高到2013年的71.7%，與2004年相比COD排放量減少了15.3%，氨氮減少了19.7%，環境污染治理投資增加了360%，因此氨氮及COD排放量的減少、GDP和環境污染治理投資的增加是河流水環境質量得到改善的原因。

4　結論

(1)我國河流環境環境保護工作經歷了初步發展階段、穩步發展階段及新階段，河流污染治理的力度得到加大，河流生態保護工作得到加強，使得我國河流環境得到極大的改善。然而隨著經濟的快速發展以及物質和能源的高消耗，我國河流環境污染事件已經進入了易發、高發期，需要加強風險辨識、預警及調控。

(2)2004～2013年，我國河流環境質量明顯好轉，全國地表水中Ⅰ～Ⅲ類水比例由2004年的38.1%提高到2013年的71.7%，我國七大流域的水質也得到不同程度改善。

(3)通過分析河流環境質量與污染物排放、國家經濟發展水平及環境污染治理投資的相關性發現，氨氮及COD排放量的減少、GDP和環境污染治理投資的增加是河流環境質量得到改善的原因。

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Research on Water Environment Quality and Correlation Analysis of Rivers in China during 2004-2013

WANG Xiao-ning1, YANG Chuan-xi1*, YANG Shuai2

(1.College of Geography and Environment, Shandong Normal University, Ji’nan, Shandong 250014; 2.School of Economics, Shandong University of Finance and Economics, Ji’nan, Shandong 250200)

Based on the statistic analysis of China Environmental Status Bulletin during 2004-2013, we summarized the environmental quality of rivers in China and water environmental quality of seven major basins. Correlation between the river environmental quality change and the national economic development level, pollutant discharge, investment in treatment of environmental pollution were analyzed. Finally, river water environmental protection work in China was forecasted, aiming at providing support for the river protection and management in China.

River; Water environment quality; Change; Correlation

王小寧(1988- )，女，山東濰坊人，碩士研究生，研究方向：水污染防治與環境監測。*通訊作者，碩士研究生，研究方向：納米材料及水環境風險評價。

2016-04-13

S 181;X 824

A

0517-6611(2016)19-042-05