我國水生態環境安全保障對策研究

霍守亮，張含笑，金小偉，曹曉峰，吳豐昌

（1.中國環境科學研究院，北京 100012；2.環境基準與風險評估國家重點實驗室，北京 100012；3.中國環境監測總站，北京 100012；4.清華大學水質與水生態研究中心，北京 100084）

一、前言

水生態環境安全是我國實現2035年“生態環境質量根本好轉和生態文明建設”國家目標的重要保障，也是長江大保護、黃河流域生態保護、京津冀協同發展等國家戰略的重大需求[1,2]。我國不斷統籌推進“五位一體”總體布局，將生態環境保護擺在了更加重要的戰略位置；自2015年4月國務院發布實施《水污染防治行動計劃》以來，以改善水環境質量為核心，出臺配套政策措施，加快推進水污染治理，全國水生態環境明顯改善，人民群眾獲得感顯著增強[3～7]。

國家科技重大專項、重點研發計劃等的實施為我國水環境質量改善、“三河三湖”等重點流域水質由不斷惡化轉為持續向好、讓老百姓喝上放心水提供了強有力的技術支撐。當前，我國水生態環境形勢依然嚴峻，水體富營養化、飲用水源地污染、地下水與近海海域污染、新污染物、生態用水短缺等水生態環境問題未得到根本解決，水資源、水環境和水生態問題仍是區域高質量發展的最大短板，“三水共治”處于壓力疊加、負重前行的關鍵期[8～15]。

本文緊密圍繞長江大保護、黃河流域生態保護、京津冀協同發展等重大戰略需求，針對我國生態文明建設過程中水生態環境安全保障的突出問題，系統解析我國水生態環境總體形勢，提出我國水生態環境安全保障的戰略思路和指導原則，形成我國水生態環境安全保障的對策建議以及重大科技工程建議。

二、我國水生態環境總體形勢

（一）七大流域水質常規指標提升明顯

目前，全國七大流域化學需氧量和氨氮等常規污染得到了有效遏制，污染治理成效明顯，水污染加劇的態勢有了明顯改善，全國地表水中的優良水質斷面比例不斷增加。2021年，在3641個國家地表水考核斷面中，水質優良（I～Ⅲ類）斷面比例為84.9%，與2020年相比上升了1.5個百分點；劣V類斷面比例為1.2%[5]。“十三五”以來，常規污染物控制效果明顯，但總磷、總氮等污染問題開始突出。然而，在《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002，以下簡稱《標準》）中，河流水體沒有總氮標準，總氮指標也不是約束性指標，我國河流總氮濃度較高。

（二）湖庫富營養化形勢依然嚴峻

2021年，在我國監測的210個重點湖庫中，水質優良（I～Ⅲ類）的湖庫個數占比為72.9%，同比下降0.9個百分點；劣V類水質的湖庫個數占比為5.2%，同比持平，主要污染指標為總磷、化學需氧量和高錳酸鹽指數。在209個監測營養狀態的湖庫中，中度富營養的湖庫有9個，占比為4.3%；輕度富營養的湖庫有48個，占比為23%；其余湖庫為中營養或貧營養狀態[5]。全國湖庫水質總體進一步改善，但藻類生物量逐年升高；太湖、巢湖以及滇池的氮磷含量逐漸降低，但水華發生頻率和范圍未明顯改善。

（三）河口、近岸海域水質總體穩中向好，缺氧、赤潮問題嚴重

2021年，在監測的230個入海河流國家考核斷面中，I～Ⅲ類水質斷面占比為71.7%，比2020年上升4.5個百分點；劣V類水質斷面占比為0.4%，比2020年下降0.9個百分點。主要超標指標為化學需氧量、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、總磷和氨氮[5]。河口缺氧問題嚴重，渤海灣、長江入海口和珠江入海口由季節性大面積缺氧逐步發展為長年缺氧。

（四）飲用水安全問題依然突出

2021年，監測的876個地級及以上城市在用集中式生活飲用水水源斷面點位中，全年均達標的有825個，占比為94.2%[5]。但是，飲用水源地檢出的新型污染物不斷涌現，區域水生態、人體健康和飲用水安全存在風險，發現飲用水中存在標準外的農藥、高氯酸鹽、全氟化合物、亞硝胺類、內分泌干擾物、抗生素等新型污染物。農村飲用水水源受農業面源污染、生活污染、垃圾污染等影響，存在突發性安全隱患。我國不少化工、石化等重污染行業布局在江河沿岸，由于一些企業建廠早、設備陳舊、管理落后，水污染事故安全隱患大，對飲用水源地造成潛在威脅。

（五）流域水資源過度開發，部分流域生態用水短缺嚴重

我國水資源可利用量約為8.14×1011m3，2020年國內用水總量約為6.7×1011m3，約占水資源可開發利用量的82%。水資源的過度開發以及全球氣候變化影響致使生態用水被擠占、河流干枯、濕地退化、灘涂消失、流域生態功能嚴重失調等水資源問題。水資源時空分布不均，供需矛盾突出；地下水超采嚴重，地下水超采引發地面沉降；具有重要生態屏障作用的干旱半干旱地區湖泊由于生態用水短缺，萎縮嚴重。

三、我國水生態環境安全保障面臨的問題

（一）流域關鍵水環境指標未納入污染物總量控制

當前，流域水生態環境監管的約束性指標為化學需氧量和氨氮，總氮、總磷等關鍵水生態環境指標未納入約束性指標。而氮磷是地表水體藻類生產力的基本營養元素，是導致湖泊、水庫、河口和近岸海域富營養化的關鍵因素。流域關鍵水環境指標中氮磷總量控制指標、分區營養物標準體系的缺失，無法從根本上控制不同類型水體的氮磷污染負荷，不能有效指導流域從源頭、過程和末端削減氮磷量和入水體量，導致湖泊、水庫、河口和近岸海域設定的富營養化控制目標不科學，未能有效控制水體富營養化。

（二）現行地表水質量標準難以適應新時期水生態安全保障

《標準》依據水域環境功能和保護目標將水體劃分為五類。《標準》中的項目共計109項，包括基本項目24項、集中式生活飲用水地表水源地補充項目5項以及特定項目80項。當前，《標準》已實施20年，對于新時代水生態環保提出的新目標要求，已設定的污染物指標數量和標準限值與現實需要存在諸多不適應的問題，如標準限值的水質基準研究支撐不足、各功能水體與水質要求對應性不強、功能指標重污染防治而輕生態保護、部分污染物項目和限值缺失或陳舊、標準值未體現空間差異性等。此外，《標準》缺乏對河流中總氮的標準限值，缺乏對河湖之間總磷標準值的有效銜接。

（三）流域水陸統籌的管理體制和長效運行機制不健全

水生態環境安全保障是集技術、法律、行政、經濟等于一體的系統工程。我國現行的水生態環境管理體系是以污染排放控制和水環境質量為核心，尚未形成“水生態健康-水環境質量-污染排放控制-流域水土綜合調控”相銜接的技術體系；現階段流域管理仍然以行政區劃范圍內的行政管理為主，由于區域間的發展需求和管理要求不同，形成了在同一流域不同地區管理上的差異化，流域管理缺乏協同性和整體性。當前，水生態環境安全管理的環境目標多為重污染控制、輕水生態健康保護；水功能區劃則主要是從水體使用功能角度出發，對水生態區域差異及其功能保護考慮不足。我國現行水環境質量評估的重點是關注水化學指標，水生態系統健康評價方法尚未得到應用，在水風險、生態流量、水生態方面管理薄弱。

（四）水生態環境安全保障科技支撐仍需加強

當前，保障水生態環境安全的科技支撐尚需加強，需要系統開展理念創新，統籌“山水林田湖草沙”自然生態的各個要素，按照生態系統的整體性、系統性及其內在規律，統籌考慮自然生態各要素、山上山下、地上地下、陸地海洋以及流域上下游，進行整體性保護、系統性修復、綜合性治理，增強生態系統的循環能力，維護生態平衡。統籌開展治水與治山、治水與治林、治水與治田，進行宏觀管控和綜合治理；統籌流域和行政區域的關系，統籌上下游、干支流，統籌城市和鄉村，統籌水域和陸地系統，推進河湖治理與保護，形成“預防-改善-修復-保護-水生態文明”的全過程區域的水環境科技系統化解決方案。

四、水生態環境安全保障的思路與原則

（一）總體思路

在“十四五”時期及中長期發展階段，水質改善仍然是水生態環境保護的當務之急，要推進“三水統籌”，以流域水生態環境質量改善為核心，綜合考慮水質改善、水生態保護和水環境風險防控，按照“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”原則，堅持“山水林田湖草沙”是一個生命共同體的理念，統籌水資源利用、水生態保護和水環境治理，強化源頭控制、綜合施策，著力構建現代化的水生態環境治理體系，突出解決重點流域和區域問題，加強氣候變化對水生態環境的影響研究，強化適應氣候變化的能力，逐步推進“美麗中國”水生態環境保護目標的實現。

（二）戰略目標

以習近平生態文明思想為指導，面向國家2035年生態環境根本好轉、“美麗中國”基本實現的戰略目標，構建水生態系統良性循環和水環境風險有效防控為重點的水生態安全體系，構建以水生態環境質量持續好轉為核心的現代化水生態環境管理體系。面向2035年保障水生態環境安全，按照“協同治理、整體修復和系統保護”三步走戰略，2025年實現全國水環境質量總體改善；2035年實現全國水生態功能基本恢復；2050年實現全國水生態系統良性循環。

（三）基本原則

改善生態、優化經濟。正確處理水生態環境安全保障與經濟社會優化發展的關系，將單純地解決水生態環境問題轉為發展與水生態環境安全保障相協調，保護和修復水生態環境，發展循環經濟和低碳技術，不斷改善水環境質量和生態系統健康，推動經濟社會發展與水生態環境安全協同發展。

空間管控、嚴守紅線。從戰略性、系統性角度出發，設定并嚴守流域水資源利用上限、水環境質量底線、水生態保護紅線；立足區域差異性，提出具有差別化、有針對性、可操作性的分類管控要求，指導和落實水生態環境安全保障方案；重視流域水生態環境污染的空間管控，開展綜合管理與控制，統籌好流域上下游之間的協調關系。

水陸統籌、綜合防治。從流域的整體性、系統性出發，重視水陸統籌、陸海統籌的流域水生態環境污染的預防、生態建設和系統管理，統籌流域水陸之間的協調關系，兼顧流域生態系統健康、環境功能保障和流域經濟社會的可持續發展，采用技術、經濟、行政、法律等綜合手段進行流域全過程污染防治。

分區控制、分類指導。針對不同區域的水生態環境問題和污染特征，并結合區域經濟發展和技術水平，提出科學、合理的水生態環境管理目標和任務，采用基于區域差異的分區控制策略。按照水生態環境污染和退化特征及其對經濟社會的支撐功能，對水生態環境安全保障進行分類指導。

生態優先、風險控制。開展水生態環境的系統修復，將生態修復與污染治理相結合，改善水體生態系統的結構和功能；改善河流水質、水文條件，維持河流生態需水量；恢復水生生物群落，保護瀕危、珍稀、特有生物物種。加強流域水生態風險防范，注重采用水生態風險管理與防范的方式來解決有毒污染物的環境管理問題。

五、重大工程建議

（一）開展重點流域“山水林田湖草沙”協同治理和整體修復科技攻關與示范

加強對長江、黃河等重點流域“山水林田湖草沙”協同治理和整體修復的科學規律認識和理念創新，形成新時代“山水林田湖草沙”協同治理和水生態整體修復的理論體系。統籌水循環、水環境和水生態，建立保障長江、黃河等流域河流以及湖泊、水庫生態健康的水質水生態基準標準和排放限值，突破重點區域水環境協同治理和水生態整體修復的關鍵技術瓶頸；建立基于區域水生態安全的梯級水庫群生態風險控制與生態調度技術體系。構建生物、高端裝備制造、新能源、新材料等新興行業水污染風險防控技術體系，發展大型工業聚集園區生產鏈的廢水全過程控制技術，研發整裝成套化的應急污染處理處置新工藝、新材料與成套設備，提出長江、黃河等流域區域水環境治理和水生態系統保護的整體科技解決方案。

（二）開展京津冀協同發展區水環境水生態質量整體提升科技攻關與示范

針對京津冀協同發展區水生態文明建設的戰略需求，研究構建“區域循環、多元循環、生態循環、梯級利用”的新模式、新系統和技術體系，構建區域“趨零取水、趨零排水”系統，發展“域內循環、自給自足”的新型供排水體系的構建技術和管理體系。針對面向未來的城市水環境治理技術需求，開展污水資源回收與回用技術、水處理超凈排放技術、污泥中能源和資源高效回收利用技術研究。研發集成近岸海域保護-陸地污染控制-產業結構調整的協同治理技術，建立陸海統籌的近岸海域環境保護科學理論、方法與技術體系。研發先進地下水污染治理設備、先進材料和工藝技術，構建實用、有效的源頭控制-過程阻斷-末端治理的地下水污染防控技術體系，突破高效可持續地下水修復的關鍵技術，推進原位修復、協同修復、綠色修復技術的工程化應用，構建基于風險管控的污染監管與決策支持技術體系。從提標擴容、流域綜合治理目標要求和急需的管理政策出發，研究適用于新階段經濟社會發展特點的水環境戰略決策平臺、水環境管理體制和環境政策體系。

（三）開展新時期飲用水安全保障科技攻關與示范

開展飲用水水質持續提升和智慧化運行監管方面的科技創新，強化飲用水安全保障能力。開展水中新污染物的識別和風險評價，建立標準-效應協同的水源和飲用水新標準；研發水源保護與改善的生態化技術，研發全球氣候變化條件下的水源水質調控技術，研發以無藥劑（少藥劑）為核心的低能耗、短流程的水處理新技術與新工藝、以微量污染物控制及有害副產物阻斷為目標的膜工藝和高級氧化技術，研發水廠與管網協同的輸配過程水質維持技術，構建飲用水安全保障全過程的綠色技術體系，持續提升飲用水水質；利用互聯網、物聯網、大數據、云計算等信息化手段，研發水源水質演變模擬和可視化監控技術、水處理工藝單元實時模擬優化技術、管網智能感知和漏損控制技術，構建從水源到龍頭全過程的集感知-診斷-決策-控制為一體的智能保障技術體系；創新供水模式、管理體制與機制，建立現代化的飲用水科技與管理平臺。通過全國示范應用和行業業務化運行，帶動產業發展，實現飲用水技術體系現代化。

六、對策建議

（一）全面系統修訂《地表水環境質量標準》，強化其在水生態文明建設中的引領作用

建立基于生態系統地帶性差異的水質分區管控原則、水體用途管控原則及水質反降級原則，建立《標準》中有關項目、標準限值和檢測技術的動態調整機制，形成河湖氮磷標準的有效銜接機制。按水體指定用途補齊現行《標準》中的缺項，突出重點，更新陳舊或者沖突的項目、限值和方法。針對保護人體健康和水生生物安全分別設置污染物項目與標準限值，污染物項目突出重金屬、有機化合物、激素等項目的標準設定；標準限值增加反映水生態健康狀況的生態學指標，依據水體使用目的、水生生物及其生境保護用途體現水質標準的差異化。針對抗生素等水生環境風險較大的物質列出優先污染物和優先危害物質清單，制定相應的水環境質量標準，使保護對象更加明確、保護目標更加清晰，滿足水生態環境系統綜合治理和精細化管理的需求。

為《標準》的修訂配套修改相關政策法規。配套修改《水污染防治行動計劃》、重點流域水污染防治規劃和重點行業工業水污染物排放標準中涉及以《標準》為依據制定的水生態環保目標、污染物排放總量控制目標、污染物特別排放限值、水污染物排放許可、水質監測與評估、水生態環境質量考核排名等方面內容；系統研究并預測新標準實施后可能帶來的經濟、社會、技術等問題和沖突，提出解決辦法，充分做好銜接過渡工作。

（二）科學評估我國湖泊氮磷營養物的時空差異，實施差異化營養物標準

盡快制定湖泊分區營養物基準標準，發布分區湖泊營養物基準技術文件和湖泊營養狀態評價標準，并納入《標準》的修訂中。基于湖庫營養狀態評價標準，建立具有重要功能的湖泊流域氮磷總量控制制度；選擇不同區域的典型湖泊開展流域氮磷容量總量控制試點，依據氮磷總量控制示范成果，分期逐步在全國實施重點湖泊流域氮磷總量控制。

制定太湖、巢湖、洱海等重點湖泊氮磷營養物分級標準，實施氮磷營養物分期控制計劃。近年來，太湖、巢湖、洱海等重點湖泊藍藻水華發生頻率和面積居高不下，根源是湖體氮磷濃度遠遠高于營養物標準值，建議盡快制定太湖、巢湖等重點流域氮磷營養物分級標準，實施基于分級標準的氮磷分期控制計劃，優先采用控磷為主、兼顧控氮的措施，明晰分期削減湖體磷濃度的具體目標，實現重點湖泊藍藻水華的逐步控制。

定期開展湖泊生態安全評估，編制全國湖泊富營養化控制規劃。建議定期組織開展湖泊生態安全評估，編制國家層面的湖泊富營養化控制規劃，科學確定全國湖泊富營養化控制的分階段目標，明確國家和地方在湖泊富營養化控制的責任和義務，對湖泊進行分區管理、分類控制、分期達標，為國家和地方科學進行湖泊富營養化控制提供指導。

（三）科學評估我國水生態現狀，深化推進水生態監測和評估

①在保護目標方面，承接“水十條”的工作思路，建議制定“2035年水生態安全保護規劃”，參考具體的、可測量的、可實現的、相關的和定時的（SMART）保護思路和目標，建立與之相適應的法律法規和標準規范制度體系，保障其實施。②在管理模式方面，建議由生態環境部門牽頭加強頂層設計，打破條塊分割的管理模式，結合“自下而上”的地方驅動和“自上而下”的政府主導方式，由各地方政府制定具體的推進實施與協調計劃，在國家統一的水生態管理策略下，努力提升地方水生態保護的積極性和能動性。③在監測體系方面，堅持“一河一策”“一湖一策”的原則，著力以最簡單的指標反映水生態的變化，建議生態環境、水利、自然資源、農業農村等管理部門聯合開展研究，建立具有流域特色的監測評價指標和標準。加強新技術方法的適用性及標準化研究，如自動化、高通量的新方法，以應對當前生物評估多要素、流域大尺度的挑戰。④在監測網絡方面，建議由生態環境部門牽頭，整合環境、水利、國土、農業等各級監測網絡，秉承數據公開、共享，形成健全統一的標準規范體系，完善水生態環境監測質控體系，實現數據可比，全國一盤棋。⑤在公眾參與方面，加強科普，加大宣傳力度，多渠道推廣和普及水生態安全理念和實踐，讓水生態安全深入人心。

（四）構建基于大數據融合的飲用水安全保障智慧化監管平臺，保障飲用水安全

全面加強湖庫型水源源頭、水處理、供給過程到水龍頭的水質監控，協調水利、生態環境、衛生、住房和城鄉建設等不同管理部門，構建基于大數據融合的“從源頭到龍頭”全過程水質實時一體化、智慧化監測、評估、預警、決策平臺。同時，加強水華突發、極端氣候事件下應急備用水源與管網建設，形成有效的水源地應急預案與應急演練制度，做到科學調度、穩定供水，提高飲用水安全應急保障能力。