中國地表水水質變化趨勢及治理政策應對

關鍵詞 地表水治理；水污染；五年規(guī)劃；污染指標變化趨勢

黨的十八大以來，包括水環(huán)境在內的國家層面環(huán)境治理的力度明顯上升，并取得了顯著成果。然而，政策制定者和社會各界對水污染問題的關注程度相較空氣污染遠遠不及，水污染的治理力度也遠遜于空氣污染［1］；當空氣污染得到階段性解決后，水污染治理的嚴峻性依然不容忽視。

環(huán)境問題本質上是世界性的可持續(xù)發(fā)展問題。聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標6（Sustainable Development Goals 6，SDG 6）即“為所有人提供水和環(huán)境衛(wèi)生并對其進行可持續(xù)管理（Ensure availability and sustainable management ofwater and sanitation for all）”。聯(lián)合國的數(shù)據(jù)顯示，目前全球范圍內存在嚴重的水資源缺乏和水污染問題——約20%的人口無法獲得安全的飲用水；人類活動產生的廢水超過80% 未經處理就排入水環(huán)境當中，每年約有200萬人死于腹瀉疾病，惡劣的衛(wèi)生條件和不安全的飲用水是90%死亡的主要原因，且這些因素對兒童的影響更大［2］?，F(xiàn)有研究表明，水污染問題與人體健康密切相關。接觸或飲用受到污染的地表水會導致各種急性病癥，如腹瀉［3］、痢疾，也會提高各種慢性疾病如消化道癌等的發(fā)病率［4］，嚴重情況下還會導致嬰兒的死亡［5-9］。2018年國際知名期刊《柳葉刀》發(fā)布的一項報告討論了水污染所造成的健康成本與經濟負擔。該報告指出，水污染與慢性和急性胃腸道疾病以及寄生蟲感染有關，這些疾病影響到全球超過10億的人口，且主要集中在中、低收入國家；報告估計，不安全的水和衛(wèi)生設施導致的損失在全球范圍內約占GDP 的0. 033%，這一比重在中低收入國家約為0. 28%，在低收入國家高達0. 7%［10］。除人類健康外，水污染還對淡水和海洋生態(tài)系統(tǒng)造成重要的影響［10］，從而進一步影響到農業(yè)和漁業(yè)。世界銀行量化了中國水污染對農業(yè)灌溉和漁業(yè)的影響：在2003年，僅考慮對產品產量和質量的影響，中國污染水灌溉導致的花費高達70億元；嚴重水污染事件對商業(yè)漁業(yè)的影響約為40億元［11］。

由于高頻的水污染數(shù)據(jù)的可得性由于高頻的水污染數(shù)據(jù)的可得性存在局限，一些有關中國水污染的基本事實和數(shù)據(jù)特征仍不甚清楚，目前尚未有研究利用長時間尺度、高頻的地表水權威水質數(shù)據(jù)描述過中國全國層面的水污染情況。環(huán)境科學領域有關水污染的研究多專注于某一具體流域，在測算豐富的污染物的表征信息的基礎上進行分析評估［12-21］，或專注于某一特定污染因素在大尺度上的分布情況［22， 23］，難以評估全國層面長期的污染水平和變化趨勢。因此，提供中國全國層面長期的水污染數(shù)據(jù)描述和分析，仍是一項重要但未完成的工作。文獻中，Keiser等［24］是第一篇提供了時間上橫跨美國《清潔水法案》出臺前后的水質變化證據(jù)的文章；Greenstone等［25］提供了2010—2018年中國幾個重點流域的溶解氧和化學需氧量的年度變化以及全國和幾個重點流域水質評級的變化，但是卻沒有更進一步的詳細分析；王樂揚等對1997—2017年全國范圍內的河流水質級別做了簡要的描述并簡要分析了河流水質變化的原因，但缺少更加翔實的描述分析［26］。

該研究在相關資料和數(shù)據(jù)收集的基礎上，梳理了“五年規(guī)劃”中關于水污染治理的不同階段的減排目標以及重點流域區(qū)域；然后基于2004—2017年《全國主要流域重點斷面水質自動監(jiān)測周報》以及2018—2022年《全國地表水水質月報》對中國水質等級和各項污染指標的年度變化趨勢進行分析；最后，結合“五年規(guī)劃”中水污染治理的目標以及地表水水質變化趨勢，通過不同流域的污染指標時間趨勢和事件研究法進行分析，發(fā)現(xiàn)“五年規(guī)劃”一定程度上改善了流域水質。該研究的發(fā)現(xiàn)對水污染治理和水污染相關研究有著重要的基礎性意義，為了解中國的水污染治理成效提供了證據(jù)，也為日后水污染治理提供線索。

該研究接下來將分為以下幾個部分。第一部分系統(tǒng)地梳理“五年規(guī)劃”中對水污染治理的要求；第二部分介紹數(shù)據(jù)來源；第三部分展示地表水水質年度變化趨勢和“五年規(guī)劃”治理效果的實證分析；第四部分進行討論。

1 “五年規(guī)劃”對水污染的治理要求

在中國特有的行政體制下，環(huán)境保護的措施以及實際效果很大程度上由中央政府驅動［25］。中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展五年規(guī)劃綱要是中國國民經濟計劃的重要部分，是中央政府向地方官員發(fā)出明確的信號去強調優(yōu)先考慮的目標的主要手段［27］。中國第一個“五年計劃”始于1953年，1963—1965年有所中斷，故至2001年為“第十個五年計劃”；自2006年起，改稱“五年規(guī)劃”（為簡便起見，文中在不涉及具體年份時統(tǒng)稱“五年規(guī)劃”）。一方面，“五年規(guī)劃”中設定的水污染相關污染物的減排目標高低和執(zhí)行強度都能反映出中央政府對于相關議題的重視程度和相應政策的執(zhí)行力度；另一方面，相當長的一段時間內，中國污染防治的重心放在重點流域區(qū)域，希望通過以重點帶全面的方式推進全國環(huán)境保護工作，因此“五年規(guī)劃”中重點流域的選擇反映了水污染治理的重心所在。

中國于“九五”時期（1996—2000 年）開始正式編制國家環(huán)境保護五年規(guī)劃，將環(huán)境保護規(guī)劃納入國民經濟和社會發(fā)展總體規(guī)劃中。此前的“五年計劃”中雖有涉及環(huán)境問題，但是不夠具體，執(zhí)行力度也有限，并且很少有對水污染問題的強調。比如“七五”計劃當中出現(xiàn)了部分可量化的指標，包括“到1990年，使工業(yè)的主要污染物有50%～70%達到國家規(guī)定的排放標準”等；“八五”計劃進一步明確“1995年，煙塵排放量控制在1 400萬t，工業(yè)粉塵排放量控制在700 萬t，工業(yè)廢氣處理率達到74%，工業(yè)固體廢物綜合利用率達到33%”。“五年規(guī)劃”中最主要的量化指標即主要污染物排放量的減少，這正對應著1996年《國務院關于環(huán)境保護若干問題的決定》提出的總量控制制度。“九五”期間實施的《全國主要污染物排放總量控制計劃》，明確提出了“一控雙達標”（控制主要污染物排放總量、工業(yè)污染源達標和重點城市的環(huán)境質量按功能區(qū)達標）的環(huán)保工作思路；“十五”計劃（2001—2005年）開始，環(huán)境治理進入經濟社會發(fā)展的主要指標，全國制定了主要污染物排放量減少10%～20%的目標，但五項總量控制指標仍未完成；“十一五”期間將總量控制提升到國家環(huán)境保護戰(zhàn)略高度，將化學需氧量的總量減排指標設為約束性指標，為達到減排目的，環(huán)保總局與減排壓力較大的地方政府簽訂目標責任書［28］，在剛性要求下全國化學需氧量超額完成減排任務；“十二五”期間又將氨氮納入約束性控制指標［29］；“十三五”期間在強調污染物排放達標和總量減排的同時，進一步把地表水質量納入指標。表1總結了自“十五”計劃以來，“五年規(guī)劃”中水污染相關污染物的排放總量控制目標及實現(xiàn)情況。

從表1中可以看到，自“十五”計劃以來，與水污染有關的指標越來越多且越來越明確?！笆濉逼陂g規(guī)定的主要污染物為二氧化硫（空氣污染）和化學需氧量（水污染），但在“十五”計劃中并未明確將二者分開，而是統(tǒng)稱“主要污染物”，也未明確指標屬性；“十一五”規(guī)劃設立了兩類目標屬性——“約束性”指標和“預期性”指標，而水污染的相關指標均為約束性指標，同時明確給出了化學需氧量排放總量減少的目標額；“十二五”規(guī)劃又進一步增加了氨氮作為水污染相關的約束性目標；“十三五”規(guī)劃不但關注污染物減排水平，還對地表水達到或優(yōu)于Ⅲ類水體與劣Ⅴ類水體的比例作出明確規(guī)定。從目標來看，四次“五年規(guī)劃”針對污染物排放量的計劃減少比例基本不變，自“十一五”規(guī)劃以來目標均超額完成。

后三期“五年規(guī)劃”和“十五計劃”的目標完成情況不同，在一定程度上取決于中央管理思路的轉變。為確?！笆晃濉逼陂g環(huán)保目標的實現(xiàn)，國務院于2007年11月出臺了《主要污染物總量減排考核辦法》，將減排目標的完成情況作為地方官員綜合考核評價的重要依據(jù)，實行問責制和“一票否決”制［30-31］；2009年，國務院聯(lián)合多部門發(fā)布《重點流域水污染防治專項規(guī)劃實施情況考核暫行辦法》，進一步將地方水環(huán)境質量與官員晉升聯(lián)系起來。約束性指標的確立大大提高了全國層面水污染治理的成效，保證了目標的達成。

“五年規(guī)劃”不但設立全國層面的減排目標，還劃分了重點治理流域。1995年以前，中國治水主要以點源為主，從“九五”時期開始，進入大規(guī)模治水的時期［32］。1996年，國務院召開第四次全國環(huán)境保護會議，發(fā)布《關于環(huán)境保護若干問題的決定》，全面開展“三河”（淮河、海河、遼河）、“三湖”（太湖、滇池、巢湖）水污染防治，“兩控區(qū)”（酸雨污染控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)）大氣污染防治、一市（北京市）、“一?！保ú澈＃ê喎Q“33211”工程）的污染防治，將以上地區(qū)作為“九五”期間全國污染防治的重點地區(qū)，“三河三湖”成為了“九五”期間確立的最早一批水污染重點治理流域。

表2總結了自“九五”計劃以來，歷次“五年規(guī)劃”中提到的重點流域治理情況。自“九五”計劃以來，重點流域治理范圍不斷擴大，最早納入治理范疇的“三河”“三湖”一直保留至今；“十五”期間加入了長江上游、三峽庫區(qū)、黃河中游和松花江流域；“十一五”期間，又進一步包含了黃河上游以及南水北調水源及沿線；“十二五”期間，在加強原有重點流域的治理力度外，將對長江治理的重心由上游轉移到了中下游；“十三五”期間則進一步擴大了關注的重點流域的范圍。

總而言之，新世紀以來，以“五年規(guī)劃”為代表的中央政府環(huán)境治理的頂層設計，對水污染減排目標提出了越來越細致、越來越嚴格的要求，同時也保證了執(zhí)行力度；所關注的重點流域也逐漸擴大，落實了最初“以點帶面”的治理思路。下文將重點展示期間全國以及各個流域的水質年度變化趨勢，為環(huán)境治理的效果提供更直觀的證據(jù)。

2 數(shù)據(jù)來源

該研究使用的數(shù)據(jù)包括地表水環(huán)境質量監(jiān)測數(shù)據(jù)、水質自動監(jiān)測站點地理信息數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)。使用的地表水環(huán)境質量監(jiān)測數(shù)據(jù)來自中國環(huán)境監(jiān)測總站公布的《全國主要流域重點斷面水質自動監(jiān)測周報》（以下稱《周報》），由青悅開放環(huán)境數(shù)據(jù)中心提供數(shù)據(jù)，后經作者人工校對。研究數(shù)據(jù)的時間跨度為2004年第1周至2017年第52周，頻率為每周一次。除2004、2016和2017年周數(shù)相對較少外，其他年份均包含51或52周數(shù)據(jù)。2004年包含47周監(jiān)測數(shù)據(jù)，目前中國環(huán)境監(jiān)測總站僅公布了自2007年第44 周起的《周報》，故2007 以前的缺失數(shù)據(jù)無法補齊；2016年包含49周、2017年包含37周監(jiān)測數(shù)據(jù)，由于缺失的《周報》無法在監(jiān)測總站官方網站中獲得，故無法補齊。此外，中國環(huán)境監(jiān)測總站官方網站公布的數(shù)據(jù)截止于2018年第52周，2018年僅公布了28周的數(shù)據(jù)，缺失嚴重，與其他年份不具有可比性，故未將其納入分析當中，分析年份截至2017年。

數(shù)據(jù)集中的變量包括監(jiān)測時間、監(jiān)測站點名稱、pH值、溶解氧（Dissolved Oxygen，DO，mg/L）、高錳酸鹽指數(shù)（Permanganate Index，CODMn，mg/L）和氨氮（Ammonia Nitrogen，NH3-N，mg/L），四項污染指標均由在線自動分析儀器測量得到。根據(jù)《周報》披露的水系、河流名稱和斷面情況以及其他公開信息進行定位，得到149個監(jiān)測站點的經緯度數(shù)據(jù)；又以百度地圖數(shù)據(jù)庫為基礎，通過地理編碼的方式獲得監(jiān)測站點所在的省、市和區(qū)縣信息。表3匯報了不同水系的監(jiān)測站點數(shù)量；監(jiān)測站點主要分布在東部地區(qū)，西部和西北地區(qū)由于河流湖泊分布稀疏，監(jiān)測站點也相對較為稀疏。

此外，為更好地反映當前的水質狀況，兼顧數(shù)據(jù)的可得性，該研究使用中國環(huán)境監(jiān)測總站公布的2018年1月至2022年7月的《全國地表水水質月報》（下稱《月報》）數(shù)據(jù)進行補充分析。由于《月報》沒有披露各站點的原始監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此僅能根據(jù)其披露的全國地表水Ⅰ～ 劣Ⅴ類水比例進行簡要分析。另外，與《周報》披露的點位數(shù)量不同，2018—2020年《月報》包含了全國1 800～2 000個地表水國考斷面；自2021年起，地表水國考斷面增加至3 000余個，斷面數(shù)量的變化導致《周報》與《月報》數(shù)據(jù)在一定程度上不具有可比性。此外，由于中國環(huán)境監(jiān)測總站官方網站并未公布2017年的《月報》，因此無法將《月報》結果與《周報》結果進行對比，《月報》數(shù)據(jù)僅用于展示近年來地表水環(huán)境質量變化趨勢。

氣象數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)網，包含全國各個氣象監(jiān)測站報告的每日平均氣溫、累計降雨量等氣象信息。

3 結果

結合2004—2017年間《全國主要流域重點斷面水質自動監(jiān)測周報》以及2018—2022年間《全國地表水水質月報》，該研究分析了2004—2022年間中國水質等級和主要污染指標年度變化趨勢，發(fā)現(xiàn)中國地表水質量總體向好，“五年規(guī)劃”也對流域水質狀況起到了積極影響。但在這一大背景下，仍需重點關注高錳酸鹽指數(shù)較高反映的污染源問題，注意南北方水質的明顯差距，并且警惕近年來地表水污染的反彈。

3. 1 水質等級的年度變化趨勢

該研究根據(jù)《地表水環(huán)境質量標準》（GB 3838—2002）（下稱《標準》）對四項污染指標進行評級，然后根據(jù)原環(huán)境保護部辦公廳發(fā)布的《地表水環(huán)境質量評價辦法》（環(huán)辦〔2011〕22號）進行斷面評級（該文件要求：“河流斷面水質類別評價采用單因子評價法，即根據(jù)評價時段內該斷面參評的指標中類別最高的一項來確定”），得到各類水質評級逐年的占比。

圖1 展示了2004—2022 年7 月地表水質量變化情況［25］。左圖時間范圍為2004—2017年，斷面水質評級除2006年、2007年和2015年Ⅰ～Ⅲ類水比例有所下降外，其他年份均呈上升趨勢；劣Ⅴ類水比例下降明顯；Ⅳ類水和Ⅴ類水的比例則變化相對較小。右圖時間范圍為2018—2022年7月，從圖中可以看到，地表水環(huán)境質量持續(xù)提升，Ⅰ～Ⅲ類水比例在2021年已經超過80%，劣Ⅴ類水比例下降明顯，Ⅳ類水和Ⅴ類水的比例與左圖顯示的趨勢一致，變化相對較小。此外，由于2021年斷面數(shù)量大幅增加，因此各類水比例的變化趨勢也呈現(xiàn)出一定的變化，劣Ⅴ類水比例下降速度有所減緩，但總體來看，在水質評級的角度，中國地表水環(huán)境質量總體向更好的方向發(fā)展。

3. 2 主要污染指標占比的年度變化趨勢

為進一步揭示影響中國地表水環(huán)境質量的因素，作者統(tǒng)計了不同年份導致河流水質狀況不佳的主要污染指標的占比情況。該研究將導致河流成為Ⅳ、Ⅴ或劣Ⅴ類水的水質指標定義為主要污染指標，統(tǒng)計了由各個指標導致的水質評級較差的周數(shù)比重以體現(xiàn)其相對重要性。

圖2展示了2004—2017年的主要污染指標占比的年度變化趨勢。由于《標準》規(guī)定pH位于5～9的范圍內均屬于Ⅰ—Ⅴ類水，超出該范圍屬于劣Ⅴ類水，因此其無法成為Ⅳ類水和Ⅴ類水的主要污染指標，故總體占比偏低，且波動不明顯；溶解氧在主要污染指標中的占比自2005年開始呈現(xiàn)出微弱的下降趨勢，至2017年占比約為24%；高錳酸鹽指數(shù)則表現(xiàn)出較為明顯的波動上升趨勢，從2004年占比約38%升至2017年占比53%，在四項污染指標中上升至首位；氨氮表現(xiàn)出明顯的下降趨勢，2004年其占比約為61%，位居首位，至2017年已大幅下降至31%，占比與溶解氧相近。

2017年后，根據(jù)《月報》披露的信息，在該研究關注的四項污染指標中，氨氮和高錳酸鹽指數(shù)始終為較為重要的污染指標，pH和溶解氧的超標問題則相對較輕。2018年1月至3月，氨氮超標斷面?zhèn)€數(shù)較高，始終在250個以上，占所有監(jiān)測斷面的比例約在15%，而高錳酸鹽指數(shù)超標斷面?zhèn)€數(shù)則基本位于150個及以下，明顯低于前者；4月二者基本持平，約在160個，且氨氮超標斷面?zhèn)€數(shù)略高；自2018年5月起，高錳酸鹽指數(shù)超標斷面?zhèn)€數(shù)超過氨氮，并一直維持至2018年11月，在此期間，高錳酸鹽指數(shù)超標斷面?zhèn)€數(shù)經歷了先上升后下降的過程，氨氮則基本呈下降趨勢，在11月份有所抬升。隨后氨氮問題又較為嚴重，超標斷面?zhèn)€數(shù)一度超過210個，同期高錳酸鹽指數(shù)問題相對較輕，超標斷面?zhèn)€數(shù)始終維持在90個左右。2019年4月起至今，除2020年1月和2022年1月氨氮超標斷面?zhèn)€數(shù)高于高錳酸鹽指數(shù)外，其他時期高錳酸鹽指數(shù)超標斷面?zhèn)€數(shù)都相對更高。尤其在2022年6、7月份，高錳酸鹽指數(shù)超標斷面?zhèn)€數(shù)高達350個，接近監(jiān)測斷面總數(shù)的10%，說明有機污染問題仍較為嚴重，不容忽視。以上現(xiàn)象表明，在中國地表水質在持續(xù)改善的同時，應將當前的水污染治理的重心放在高錳酸鹽指數(shù)上，進一步加強對來自工業(yè)廢水和生活污水的點源排放以及來自農業(yè)的面源排放的管控。

3. 3 各種污染指標在全國及主要流域的年度變化趨勢

該研究采用回歸分析的方法探究2004—2017年四項污染指標在全國及主要流域的年度變化趨勢。以往研究常采用計算平均值的方法來表現(xiàn)污染指標數(shù)值在不同流域的年度變化［19， 33］；相比之下，回歸分析則通過建立線性回歸模型的方法進行估計，在控制其他因素不變的基礎上，還能夠提供包括置信區(qū)間在內的更多的信息。通過模型（1）估計四項污染指標的年際變化趨勢：

其中：因變量pollutantiyw 表示某一污染指標在監(jiān)測站點i 于y 年w 周的讀數(shù)。βt 反映了各污染指標隨時間的變化，下文將模型的回歸結果可視化，截距項作為第一期（2004年）的污染指標值，其他時期的污染指標數(shù)值通過系數(shù)βt 與常數(shù)項加和得到［24-25， 34］。為了剔除其他混淆因素的影響，模型（1）中加入了監(jiān)測站點-周度固定效應γiw，用以控制不同年份同一個監(jiān)測站點在同一周的季節(jié)性趨勢。擾動項?iyw 包含了其他影響水質指標的不可觀測因素，該研究將標準誤聚類到監(jiān)測站點層面。

圖3顯示了四項污染指標在整個研究期間的變化趨勢。如圖3所示，2004—2017年，地表水的pH存在波動，但從絕對數(shù)值來看波動范圍小（7. 6～7. 9），且總體上處于弱堿性的范圍；溶解氧除部分年份有所下降外，基本呈明顯的上升趨勢，且平均水平高于中國地表Ⅱ類水的標準（6 mg/L），也高于美國環(huán)保署（US EPA）設置的冷水中為保證非早期水生生物健康的30天平均最低溶解氧濃度基準（6. 5 mg/L）［35］。高錳酸鹽指數(shù)基本呈下降趨勢，考慮到高錳酸鹽指數(shù)可以表征水體中的有機物濃度，因此其下降趨勢與溶解氧的上升趨勢相符；氨氮濃度持續(xù)下降，至2016年已達到地表Ⅱ類水的標準（0. 5 mg/L）?？傮w來看，地表水環(huán)境質量逐漸變好，水污染治理頗見成效。

早年的部分研究發(fā)現(xiàn)，在中國不同流域地表水質量存在不同的變化趨勢，南方水質相對較好，北方水質下降嚴重［4， 11］。結合現(xiàn)有數(shù)據(jù)，選取監(jiān)測站點數(shù)量排名前八的水系，即淮河流域、松花江流域、長江流域、其他大型湖泊、黃河流域、珠江流域、遼河流域和海河流域，分別針對四項污染指標進行回歸分析。為體現(xiàn)中國湖泊的整體情況，將滇池、巢湖和太湖的湖泊站點納入其他大型湖泊中，統(tǒng)稱“大型湖泊”。以上選取的點位基本涵蓋了中國北方和南方的重要流域以及湖泊情況。

在四項污染指標方面，八大水系的變化趨勢有所不同。圖4展示了八大水系的pH年度變化。結果顯示，八大水系pH基本維持在7. 0 ～ 8. 2，屬于中性偏堿性，均在正常范圍。松花江流域和遼河流域pH相對較低，且近似呈現(xiàn)上升趨勢，海河流域和大型湖泊pH相對較高，且呈下降趨勢，其他四大水系pH有所波動，但變化趨勢不明顯。

圖5展示了八大水系的溶解氧濃度年度變化。松花江流域、遼河流域和黃河流域初始濃度最低，期間上升幅度最為明顯，至2017年遼河流域已經成為各個流域中溶解氧濃度最高者，黃河流域緊隨其后。海河流域、長江流域和大型湖泊2004年溶解氧濃度在8 mg/L左右，且變化趨勢均不明顯?；春恿饔蚝椭榻饔?004年溶解氧濃度在6. 8 mg/L左右，其中淮河流域呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，但上升幅度較小，至2017年約為8 mg/L，珠江流域溶解氧濃度基本不變，且至2017年溶解氧濃度為八大水系最低。

圖6反映了不同流域的高錳酸鹽指數(shù)情況。南方水系濃度明顯偏低，說明有機物污染相對較輕，長江流域和珠江流域高錳酸鹽指數(shù)長期處于1～3 mg/L；大型湖泊濃度也相對較低，在5 mg/L左右。以上三大水系由于濃度始終維持在較低的水平，故年際變化也相對較小。北方水系中，松花江流域濃度始終較低，維持在6 mg/L左右，除松花江流域外基本呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢，遼河、海河和淮河流域在2004年高錳酸鹽指數(shù)在7～11 mg/L，黃河流域初始濃度更高，將近20 mg/L，四大流域除海河流域在2005年發(fā)生較為嚴重的污染事件外，基本呈逐年下降趨勢，至2017年均基本降至4 mg/L左右。

圖7展示的氨氮濃度的整體分布和變化情況與高錳酸鹽指數(shù)有所類似，南方水系及大型湖泊的氨氮濃度明顯偏低，長期位于0. 4 mg/L左右，均優(yōu)于中國Ⅲ類水的標準，說明氨氮污染相對較輕。北方水系中，松花江流域濃度相對較低，維持在1 mg/L以下，除2016年有明顯下降外，年際變化不明顯；除松花江外其他北方水系基本呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢，在2017年都下降到1 mg/L以下，其中淮河流域濃度最低，約為0. 27 mg/L。

總結2004—2017年各項污染指標在主要流域的年度變化趨勢，作者發(fā)現(xiàn)：2004年起北方地區(qū)除松花江流域外河流水質狀況明顯劣于南方地區(qū)，但也由于初始水質較差，在隨后的十余年間北方地區(qū)的河流水質得到了明顯的改善，在溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)和氨氮這三項指標方面都呈現(xiàn)出了明顯的好轉，而南方地區(qū)的河流水質則基本較為穩(wěn)定，變化相對較小。

與該研究不同，《月報》將中國地表水劃分為十大流域，分別為：松花江流域、海河流域、遼河流域、淮河流域、黃河流域、長江流域、閩浙片河流、珠江流域、西北諸河和西南諸河。2018年后，十大流域中南方水系水質狀況始終優(yōu)于北方水系，2018年至2019年南方各水系及西北諸河的整體評級基本處于優(yōu)或良，而北方其他各水系通常為輕度污染或中度污染，至2019年末，基本不存在中度污染流域。此后直至2021年10月，北方各水系（除西北諸河外）主要為輕度污染，黃河流域、松花江流域、淮河流域和遼河流域在部分月份水質良好。2021年11月至次年2月，所有南方水系及西北諸河水質為優(yōu)，其他北方水系水質良好。2022年3月及以后，北方水系再次出現(xiàn)輕度污染，南方水系則基本處于優(yōu)或良好狀態(tài)?？偠灾?018—2021年中國南北方水系水質狀況均有所好轉，但相對南方水系而言，北方水系水質仍有一定差距；此外，2022年南北方水系水質相對以往均有所下降，盡管下降程度不高且并未出現(xiàn)中度或重度污染情況，但仍值得警惕。

3. 4 “五年規(guī)劃”的水污染治理效果

結合“五年規(guī)劃”中的重點流域治理范圍的變遷可以發(fā)現(xiàn)，“五年規(guī)劃”是解釋不同流域的年際變化趨勢的重要因素。最早進入“九五”計劃的“三河”全部屬于北方地區(qū)，到“十五”計劃，又加入了黃河中游和松花江流域，自此八大水系中位于北方的水系全部進入重點流域治理當中，在較早的關注和管理之下，北方地區(qū)的水質也表現(xiàn)出了明顯的好轉；從“十一五”規(guī)劃到“十二五”規(guī)劃，加大長江中下游以及珠江流域的水污染防治力度，長江流域的溶解氧表現(xiàn)出了小幅上升趨勢，氨氮濃度則在2011年出現(xiàn)了小幅下降；珠江流域的氨氮濃度同樣在2011年后出現(xiàn)小幅下降趨勢，溶解氧濃度也在2010—2012年有了明顯提升。因此，“五年規(guī)劃”對不同流域的關注在一定程度上也帶動了水環(huán)境質量的改善。

為進一步探究“五年規(guī)劃”的水污染治理效果，采取事件研究法（event study design），進行統(tǒng)計檢驗。模型如下：

其中：因變量pollutantiyw 表示某一污染指標在監(jiān)測站點i于y年w周的讀數(shù)，F(xiàn)YPi表示監(jiān)測站點i首次進入“五年規(guī)劃”管控的時間。為避免多重共線性，該研究將進入“五年規(guī)劃”管控前一年作為基準組。考慮到水污染相關指標自“十一五”規(guī)劃起成為約束性指標，因此將2006年以前進入“五年規(guī)劃”管控的流域斷面記為自2006年起進入“五年規(guī)劃”管控。此外，為便于處理，將進入“五年規(guī)劃”前第4年及以前，記為“前4期”；進入“五年規(guī)劃”后第4年及以后，記為“后4期”。如果基準組以前，αk不能顯著拒絕0，則證明平行趨勢假設得到滿足。preiyw表示監(jiān)測站點i所在的區(qū)縣于y 年w 周的周平均降水，temiyw 表示監(jiān)測站點i 所在區(qū)縣于y 年w 周的周平均溫度。為了剔除其他混淆因素的影響，模型（2）中加入了監(jiān)測站點-周度固定效應γiw，用以控制不同年份同一個監(jiān)測站點在同一周的季節(jié)性趨勢。擾動項?iyw 包含了其他影響水質指標的不可觀測因素，該研究將標準誤聚類到監(jiān)測站點和省份-年份層面。

圖8展示了事件研究法結果，證明“五年規(guī)劃”對改善地表水溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)和氨氮濃度起到了積極的作用：“五年規(guī)劃”管控前滿足平行趨勢；“五年規(guī)劃”管控開始后呈現(xiàn)各項水質指標均出現(xiàn)改善趨勢。

此外，針對上述結果，該研究針對溶解氧進行了穩(wěn)健性檢驗，為進行比較，表4的列（1）、列（4）、列（7）展示了基準回歸結果。該研究將控制變量中的兩個氣象變量設置為非參區(qū)間（bin），然后進行回歸，結果見表4中列（2）、列（5）、列（8）；隨后又去掉氣象控制變量進行回歸，結果見表4中列（3）、列（6）、列（9）所示?？傮w而言，顯著性沒有發(fā)生變化，系數(shù)大小變化非常微弱，回歸結果穩(wěn)健。

4 討論

該研究基于《全國主要流域重點斷面水質自動監(jiān)測周報》和《全國地表水水質月報》，展示了近二十年間全國層面水污染變化趨勢的基本事實，提供中國全國層面長期的水污染數(shù)據(jù)描述和分析，為中國地表水污染治理提供參考。主要結論包括以下三點。

首先，中國自“九五”時期開始就關注到了環(huán)境污染問題，此后對水污染問題的關注不斷加強，水污染相關的指標逐漸豐富，重點流域的范圍也不斷調整擴大，自“十一五”規(guī)劃起設立的約束性指標也保證了目標的達成?？傮w而言，地表水污染問題愈發(fā)受到重視，政策關注度和執(zhí)行力度不斷提升，同時也推動了流域水質的改善。

第二，對2004—2022年中國地表水水質等級和主要污染指標的年度變化趨勢進行研究，發(fā)現(xiàn)：①中國地表水環(huán)境質量整體呈上升趨勢，Ⅰ—Ⅲ類水比例不斷上升，在2021年已經超過80%，劣Ⅴ類水比例下降明顯；②中國南北方水系水質狀況均有所好轉，但北方水系水質相對南方水系仍存在差距；③2022年南北方水系水質相對以往均有所下降，盡管幅度有限，但仍需警惕水質改善過程中的反彈問題；④各項污染指標均在改善，高錳酸鹽指數(shù)逐漸成為最主要的水污染指標之一。

第三，“五年規(guī)劃”是解釋不同流域的年際變化趨勢的重要因素。北方地區(qū)的“三河”最早進入“五年規(guī)劃”，黃河中游和松花江流域也在下一個“五年規(guī)劃”進入重點流域管理的范疇，整個研究時段內曾經污染嚴重的北方地區(qū)河流水質有了明顯的提升。南方地區(qū)總體上也維持在較好的水平，從“十一五”規(guī)劃到“十二五”規(guī)劃，長江中下游和珠江流域進入重點流域治理范疇，其水質也有了小幅提升。事件研究法研究結果也佐證了這一結論，即“五年規(guī)劃”對地表水質量產生了積極的影響：溶解氧濃度升高，高錳酸鹽指數(shù)和氨氮濃度有所下降。

最后，通過對高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的年際變化趨勢分析可以發(fā)現(xiàn)，當水質指標達到較高水平（如Ⅱ類水標準）后，很難產生明顯的進一步下降。2015年4月發(fā)布并實施的《水污染防治行動計劃》（簡稱“水十條”）對重點流域治理提出了新的目標，要求“長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河等七大重點流域水質優(yōu)良（達到或優(yōu)于Ⅲ類）比例”在2020 年“總體達到70% 以上”，在2035 年“總體達到75% 以上”，未來實現(xiàn)這一目標仍任重道遠。一方面，從生產和生活污水處理的角度，有機和無機化合物的削減在達到一定程度后，對污水處理廠的技術水平提出了更高的要求，導致污水處理的邊際成本升高，從而帶來成本與收益的權衡問題。一項基于全國227個污水處理廠樣本的運營成本分析指出，污染物處理存在邊際成本遞增的規(guī)律，處理標準越嚴格，污水處理廠的平均運營成本就越高。此外，執(zhí)行二級標準的平均運營成本明顯高于三級標準，執(zhí)行一級B標準的運營成本和二級標準基本持平，執(zhí)行一級A標準的運營成本則顯著高于一級B標準［36］。另一方面，從監(jiān)測的角度，水體中污染物濃度降低至一定水平后，對監(jiān)測儀器的精密度也會有更高的要求，因此水污染治理目標的提高可能對監(jiān)測規(guī)模、監(jiān)測設施等帶來挑戰(zhàn)。

過去幾年正是中國對環(huán)境污染問題高度重視的階段，伴隨著機構改革、法律修訂、修正以及一系列針對性措施的頒布，比如中央生態(tài)環(huán)境保護督察、《水污染防治行動計劃》（“水十條”）、河長制等等，中國的水污染治理進入到了新的階段；同時，這些政策對水污染的治理效果有待未來研究檢驗。由于近些年有關水質的高頻微觀數(shù)據(jù)可得性有限，囿于數(shù)據(jù)限制不能直接對政策效果進行檢驗，但是未來研究可以在時效性更強、頻率更高的監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎上進行水污染治理政策的效果評估，并結合水污染的治理成本和經濟、健康效應進行成本收益分析，為中國水污染治理提供基于實證的政策參考。