長江流域水環境監測發展及展望

婁保鋒 張亦弛

摘要：回顧了長江流域水環境監測的發展歷程。以美國和歐盟為例，分析了水環境監測工作的國際發展趨勢。總結了當前形勢下長江流域水環境監測現狀及問題，提出了相關建議：應加強水環境評價基準和標準體系建設;加強水環境分析方法標準體系建設，制定或修訂一批以微量有機污染物及新出現的激素、抗生素類為主的水環境監測急需的分析方法標準;加強微量有機污染物監測技術人員培訓;加強水生態監測和評價技術與指標體系的研究，制定相關的技術標準或規范，將水生態監測納入水環境監測體系統籌考慮;加強水體沉積物的相關標準和評價技術方法研究。

關鍵詞：水環境監測，監測方法，微量有機污染物，指標體系，長江流域

中圖法分類號：X832文獻標志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.02.011

長江水環境監測是長江水資源保護與管理、長江水污染控制及水生態文明建設的重要基礎性工作。目前，長江流域水環境監測雖然有了很大發展，但離當前新形勢的要求還有不小距離。及時對長江流域水環境監測的歷史發展過程進行系統總結，以全球視角總結長江流域水環境監測所存在的問題，認清其發展方向具有重要意義。由此，回顧了長江水利委員會水環境監測工作歷程，簡述了美國、歐盟等發達國家或組織的水環境監測工作，針對長江流域水環境監測所存在的問題提出了相關建議。

1 長江流域水環境監測歷史回顧

1.1 20世紀50-70年代

20世紀50年代開始以水化學為主進行水質監測。1956年，中共長江流域規劃辦公室（簡稱“長辦”）在寸灘、北碚、宜昌、白渡灘、黃家港、新店鋪、郭灘等水文站開始進行天然水化學成分的監測。到1959年，長江干支流已有90個水文控制站（其中長辦所屬有53個）開展水化學監測。1960年，長江水化學成分測驗站發展到179個，其中長辦所屬60個。

1959年，水利電力部指定長辦編制的《水化學分析規范（草案）》作為流域內統一的水化學分析方法;1960年，修訂后改名為《水化學成分測驗規范》。

從1972年起，對長江干流21個城市江段，每年枯水期和豐水期各進行一次水質調查。1973年5月，長辦水文處根據工業“三廢”排放量越來越多和水利電力部防止水源污染的指示，發文要求渡口（現為攀枝花）、李家灣、寸灘、宜昌、陸水、漢口、南咀、丹江口、襄陽、大通等站自1973年6月起先后增加酚、氰、汞、砷、鉻等水質監測項目。

1.2 20世紀80～90年代

20世紀70年代末，國家成立了專門的環境保護機構，水利部門和環保部門都分別開展以地表水為主的水環境監測工作。

據資料統計，到1980年底，長江流域有221個水質監測站（點）（未包括上海市126個測點）。到1992年，長江干支流已有551個監測站，其中干流水質監測站27個，基本上覆蓋了全流域地表水體，常規監測項目不斷擴充，至20世紀90年代已有30多項，包括水化學指標、重金屬、五毒指標（揮發酚、氰化物、砷、汞、鉻）、有機污染指標、衛生學指標等。

1983年，我國首次發布了GB3838-83《地面水環境質量標準》，并于1988年、1998年、1999年進行了多次修訂，但實際上1998年和1999年的兩次修訂均具有過渡性。簡言之，GB3838-83《地面水環境質量標準》和GB3838-88《地面水環境質量標準》在歷史上具有相對的重要性，其包含的水質項目分別為20項和30項。GB3838-83標準將水質按級別劃分，將水質分為一級、二級、三級，每個標準項目均對應3個標準限值。而GB3838-88標準將水質分為I類、II類、III類、IV類、V類。

1.321世紀以來

21世紀以來，長江流域水環境監測取得了大發展，水質監測斷面數已由1977年的156個增至2012年的2700余個，具有監測能力的監測參數也有了較大發展，水質參數由1977年的30多項增至2012年的195項。監測手段更加多樣化，分別于2000年和2016年建造了“長江水環監2000”和“長江水環監2016”水質監測船，每年在長江開展移動監測;自動監測站的建設和運行初具規模，建有水質自動監測站14座。遙感監測開始應用，利用遙感監測技術對太湖、珠江口、海河、渤海灣、薊運河、于橋水庫、蘇南大運河等相關水體的富營養化和石油類污染等進行了研究。

在監測對象方面，從單純的水質監測發展至水質、底質、土壤、水生生物等的監測。水華和藻類及其他水生態因子監測，從無到有，發展迅速。

2002年對GB8383-88《地表水環境質量標準》進行了修訂，并規定從2002年6月1日開始執行，目前仍是全國范圍內普遍執行的標準。修訂后，該標準的變化主要表現在以下方面：①水質項目顯著增加。從飲水安全考慮，在基本項目之外增加了“集中式生活飲用水地表水源地項目”，總項目數增至109項。②對某些水質參數首次明確規定了水樣處理方式，即“本標準規定的項目標準值，要求水樣采集后自然沉降30min，取上層非沉降部分按規定方法進行分析”。另外，2002年國家環保總局發布了HJ/T91-2002《地表水和污水監測技術規范》，規定了地表水和污水監測的布點與采樣、監測項目與相應的監測分析方法、流域監測、監測數據的處理與上報、污水流量計量方法、水質監測的質量保證、資料整編等內容。2013年，水利部頒布了新修訂的SL219-2013《水環境監測規范》。

水生態監測越來越受到關注。在全國或長江流域范圍多次舉辦藻類監測技術培訓班、細菌學檢驗培訓班。2005年，水利部在部分城市開展了水生態系統保護與修復的試點工作，對水生態監測進行了探索;2008年，水利部水文局啟動了太湖、巢湖等水域的藻類監測試點工作。2016年1月，水利部批準發布了SL733-2016《內陸水域浮游植物監測技術規程》，標志著在水生態監測技術方面取得顯著進步。但從世界范圍來看，我國的水生態監測仍處于落后狀態。

目前，我國水生態環境監測并不完善，具體檢測指標、檢測方法，以及根據檢測結果進行水質評價等都沒有明確的技術規范。

2019年1月，生態環境部與發展和改革委委員會在發布的《長江保護修復攻堅戰行動計劃》中明確提出，提升監測預警能力，開展天地一體化長江水生態環境監測調查評估，完善水生態監測指標體系，開展水生生物多樣性監測試點，逐步完善水生態環境監測評估方法。

沉積物是水環境的重要組成部分，是污染物的源和匯，和上覆水體的水質密切相關，對水生生物的生存和水產品安全有重要影響。所以，近年來沉積物監測也開始得到重視。但現行的GB3838-2002《地表水環境質量標準》沒有涉及沉積物監測;在HJ/T91-2002《地表水和污水監測技術規范》中的第6.1.2.3節（底質監測項目）中規定地表水體的底質監測項目分為必測項目（11項）和選測項目（8項）;SL219-2013《水環境監測規范》中列出了沉積物監測的相關技術規范。但沉積物質量監測和評價仍是一個薄弱環節。

2 國際水環境監測概況

2.1 美國

19世紀末，美國水質污染尚屬早期，對環境并未構成明顯危害;分析技術也比較落后，直到20世紀30年代，只采用化學法（重量法、容量法、比色法），20世紀40年代，逐步引入分光光度法、電化學法（玻璃電極法、電流滴定法、電解電導法、光電檢測法），但仍以化學法為主。至20世紀40年代末，美國開展的水質監測項目有50余項，包括物理指標、有機物綜合指標、非金屬無機物、金屬類等，但有害有機物少。

早在19世紀80年代末，美國有關專家就認識到水質分析方法需要統一。由此，1899年發布了《水的標準分析方法》，這就是《水和廢水標準檢驗法》（以下簡稱《標準檢驗法》）第一版。這套標準方法不僅在美國具有權威性，在世界上也受到高度重視，基本5a修訂1次，其演變和發展基本反映了不同時期美國水質監測的狀況和水平。第一版僅包括水質物理化學檢驗、微生物和細菌學檢驗兩部分。

20世紀50-70年代是美國水質污染最嚴重的時期。隨著化工、石化、農藥等工業行業的發展及城市人口的快速增長，生活污水和工業廢水排放量持續增加，大量有毒有害物質未經有效處理進入地表水體，超過了水體的自凈能力。當時水體污染的特征是耗氧有機污染，特別是氨氮、石油類、TSS、COD、BOD、酚類等水質參數。1965年的《水和廢水標準檢驗法》第十二版已包含：放射性檢驗;含氯農藥;鐵細菌和硫細菌的鑒別;工業廢水對魚類的急性毒性評價。這一時期是紫外一可見分光光度法的全盛時期，分光光度法成為水質分析的首選方法;GC法已開始用于測定含氯農藥，紅外分光光度法用于測陰離子表面活性劑，極譜法用于測銅、鉛等重金屬。盡管原子吸收分光光度法尚未納入正式標準，但在污水重金屬的測定中已開始應用。

20世紀70年代是美國水質監測向高級階段過渡的重要時期，根據國會要求，美國環境保護署（EPA）開發、研制與其配套的標準分析方法系列，出現了EPAl00～EPA600系列，是環境領域第一部納入聯邦法規的系統的標準方法系列。它的推出標志著美國水質監測逐步向法規化、標準化、規范化過渡。由此開始，美國水質監測逐漸向以EPA方法系列為主導的方向過渡。1972年，美國國會通過了著名的《聯邦水污染控制修正法》（即后來的“清潔水法”），使美國水污染控制和水環境監測進入了新的歷史時期。1972年的“水法”中提出了對廢水中毒性污染物的控制，特別是1977年的“清潔法”，進一步強化了對廢水中含量很低（一般在微量級、痕量級、甚至在超痕量級水平）但毒性大、特別是具有“三致”（致癌、致畸、致突變）的毒性污染物的控制。以此為導向，美國水質監測向更深的層次發展，即重點向以毒性有機污染物為主的毒性污染物監測的方向發展。這種情況充分顯現《標準檢驗法》的局限性，促使EPA600系列的發展。特別是在有毒有機物監測領域，EPA600系列成為主導。20世紀70年代美國水質自動監測站發展很快，在全國范圍內建成了上千個水質自動監測站，基本覆蓋各大水系。自動監測項目包括水溫、pH、濁度、電導、溶解氧、氨氮、BOD、COD等。

20世紀80年代之后，美國水質監測在標準化、規范化、程序化等方面繼續推進，監測儀器進一步大型化和現代化，USEPA500和USEPA600等分析方法標準發揮越來越重要的作用。USEPA500系列應用了很多新的分析技術，使用GC分析的方法有16項，使用GC/MS和HPLC分析的方法各有5項。USEPA600有17項分析方法，可分析217種有機物，其分析手段主要是GC、GC/MS、HPLC等，其檢測限在ug/L或ng/L級別。美國水質監測項目逐步向痕量、超痕量化發展，分析過程也更為迅速。

美國在水質基準和標準方面具有強大完備的體系，在理念和技術方面都處于領先地位。在1976年和1986年相繼發布了具有廣泛影響的水質基準“紅皮書”和“金皮書”。至2019年11月底，美國仍在使用2009年美國環保局發布的《國家推薦的水質基準》。該基準中列出了190個水質項目的基準，其中包括120項優先污染物，47項非優先污染物的濃度限值及23項感觀舒適度水質基準。從水體類型來說，包括淡水基準和海水基準;從保護對象來說，包括針對人體健康的水質基準和針對生物保護的水質基準。另外，美國大部分州有自己的水質基準和標準。

目前，美國的地表水環境質量監測指標依水體指定功能而確定。對于每一種功能，都分為核心指標和補充性指標。核心指標包括物理、棲息地、化學、毒性、生物等指標，主要反映了水體功能的需要;補充性指標是當核心指標顯示水體功能受到了破壞、有跡象表明受到了特定污染物污染時所監測的指標，主要用于功能受到破壞的水體的污染原因和污染源調查，目標是為水污染控制措施的實施提供更為充分的信息。

美國在水生態系統監測方面處于領先地位，覆蓋面大，而且監測技術、方法和手段先進，建有長期生態研究網絡及在流域尺度上的密西西比河長期資源監測計劃（LTRMP）等。在這些生態監測項目中，除部分陸地監測系統外，大部分監測系統均涉及到對水域生態的監測。同時，許多對河流、湖泊等水域的監測也往往包含對陸地生態系統要素的監測。