劉征濤
中國環境科學研究院

　　一、 水資源的環境安全性問題

　　目前，我國主要水系流域與沿海地區是人口最為密集、經濟和文化最為發達的地帶，國民生產總值占全國的80%以上，其中湖泊水資源總量達6380億m3，地下水可開采量2900億m3，占我國城鎮飲用水水源的70%以上，水系內各類資源豐富；另一方面，我國的近海水資源也非常重要，我國海岸線長達18000多公里，全國人口的1/3集中在沿海省市，工農業總產值達到了全國的60%以上，是我國國民經濟持續發展和國家穩定的重要保證。因此，我國主要水資源的保護直接涉及我國今后人口健康素質的變化和國家經濟的發展狀況，有必要從國家的安全性的戰略角度重視水資源的環境保護問題。
　　近二十年來，隨著工、農業生產的發展，由于越來越多的外源環境污染物直接排放、轉換、遷移進入水生態環境，已使我國主要淡水水系的部分流域或近海水域環境出現了不同程度的污染失衡現象，較大面積的水環境災害性事件時有發生，水域的環境污染危害有加劇趨勢。水環境中氮、活性磷酸鹽、石油類、芳烴類、農藥類、有害合成聚合物或中間體類及某些水生生物分泌的藻毒素類等有害物質已成為產生我國水環境災害的主要污染物。水體的環境污染失衡及災害已成為制約社會和國民經濟進一步持續發展的重要因素。
　　“九五”期間，在國家規劃確定的環境保護重點內容“33211”工程中，與水環境污染控制相關的包括：太湖、滇池、巢湖的水污染防治規劃和淮河、遼河、海河水污染防治規劃。截止目前為止，淮河流域、太湖流域工業水污染源主要污染物已實現達標排放；滇池草海底泥清淤一期工程也已完成；巢湖、遼河、海河流域的水污染防治規劃也正在抓緊實施。但是，從水環境質量的現實情況看，我國水環境污染與水資源緊缺的矛盾并未得到有效緩解，部分流域和區域的水環境污染甚至有加重的趨勢，預計“十五”期間面臨的重大水環境問題將包括：
　　● 城市地下水污染與飲用水安全
　　針對我國44個城市地下水的調查表明，有42個城市地下水已受到污染，并已發現數百種有害有機污染物。全國地下水水質超標面積大于200平方公里的城市占11.1%，超標面積在100-200平方公里的占18.5%，超標在20-100平方公里的占48.2%。地下水受污水體修復不但需要巨大的資金，而且技術上也有待進一步研究。由于地面水和地下水受到不同程度的污染，飲用水安全問題目前受到極為廣泛的注意。據對上海等市自來水濃縮物的細胞染色體試驗，多呈陽性反應，提示了城市飲用水確實潛在安全性問題。目前常規給水工藝中產生的多種微量有機污染物，具有免疫毒性、遺傳毒性和致突變活性，因而飲用水的安全性以及微污染水的凈化處理研究，不但對保護人體健康有積極的意義，而且將帶動一大批水相關產業的發展。
　　●飲用水資源緊缺與水資源浪費
　　集中供水水源有2種類型，即地表水（包括河流、湖泊、水庫）和地下水。從全國供水水源情況看，近年我國利用的地表水源約占全社會水廠綜合生產能力的70%。不同省份因其水資源特征差異，供水水源類型有較大差異。長江沿岸及以南省市主要以地表水為主，如上海、江蘇、浙江、福建、湖北和廣東等省地表水供水比例高達90％以上；而華北、西北城市則以地下水為主，如北京、河北、山西、山東、河南和陜西等省的地下水供水比例均在70％以上。我國是世界上水資源最為匱乏的13個國家之一，在全國640個大中城市中，有300個城市缺水，其中100個嚴重缺水。盡管我國水資源緊缺，但水資源的浪費仍十分嚴重。1997年，全國僅有123個城市建成307座不同處理等級的污水處理廠，日處理能力僅在1292萬M3，污水處理率僅為13.4%；我國目前5萬多個小城鎮、370多萬個鄉村，9億多人口居住地基本沒有污水處理實施，從而直接導致了地表水的廣泛污染，使水資源匱乏的矛盾更加尖銳；而目前我國城市工業用水重復利用率也只有50-60%，遠低于發達國家的90%以上的水平。1989年對全國49個環境保護重點城市主要飲用水的地表水源和地下水源保護情況進行調查，結果發現有48％的地表水源、20％的地下水源達不到飲用水標準；而1996年對全國204個地級 以上城市的調查結果表明，這一數字已分別上升至約83％和27％。對其中可比的20個重點城市進行的全面調查表明：1989～1996年間，盡管經過多方努力，但飲用水源地水質仍呈惡化趨勢，如所有水源地的COD指標均有不同程度的上升。目前日趨嚴重的水污染又進一步加劇了水資源缺乏或不合理利用的矛盾。特別象遼河流域、海河流域、淮河流域內的廣大地區， 嚴重的水污染使當地缺水矛盾尖銳化，給工農業生產造成嚴重損失。近年來的檢測還表明，我國主要江河水域如漢江、珠江、長江葛洲壩段也出現了水環境污染富營養化生態失衡的危害狀況，黃河近年來經常處于斷流狀態，淮河、松花江某些流域的水質嚴重污染等；我國近海水域的環境污染失衡現象主要以發生較大范圍的赤潮災害較為突出，近年來發生頻率、危害程度均呈上升變化。由于陸源污染物和海上污染物的直接排放，已使我國部大部分港口和近海地區的水資源環境受到了不同程度的污染，且海洋水域的環境生態污染危害尤為加劇，總氮、活性磷酸鹽、石油類、芳烴類及某些水生微生物等有害生物、化學物質已成為我國沿岸海域水體中的主要污染物。據統計，自1972～1994年，在我國近海共記錄到有害藻華(HAB)256次。如1992年渤海發生了裸甲藻有害藻華造成的直接經濟損失超過2億元，而1998年9月渤海赤潮發生的延續時間比1992年更長、強度和經濟損失更大；1998年4月在廣東近海也發生了有害藻華災害，造成了更大的經濟破壞和人畜傷亡事件。從目前情況看，我國水體環境污染失衡進程之快和災害之嚴重屬世界罕見。因此，研究控制我國水資源的污染災害的發生及失衡水環境的修復機理仍屬于我國目前迫切需解決的重大環境安全性基礎問題。

　　二、研究現狀

　　自80年代以來，我國在水資源環境生態污染災害研究方面已有一定的發展，先后由國家基金委資助開展了“長江口海域赤潮形成原因的研究”、“南海赤潮發生規律研究”、“東南沿海赤潮發生機理研究”及有關湖泊淡水水體的環境污染富營養化研究等項目。近年來，國際上有關水資源污染災害的研究合作研究十分活躍，我國也積極參與了一些國際性研究計劃，如聯合國教科文組織政府間海委會(UNESCOIOC)的有害藻華研究計劃，亞太經濟合作組織(APEC)有害藻華/赤潮管理計劃，國際間還開展了中美、中日、中菲等雙邊國際合作防治水環境污染效應的研究。這些研究重點主要在污染危害的生物學基礎研究、增殖實驗生態研究、現場自然生態研究及數學模型等方面。我國至今尚未形成全面系統的水環境污染危害控制與災害恢復的環境安全性基礎理論及行之有效的水污染災害控制技術體系，如水環境藻華/赤潮控制理論；災害預警預報技術；毒性藻類的異常增殖和產毒機制；藻毒素生態毒理學效應、環境分子遺傳毒理效應；水生態微污染的健康危害及控制學等方面的生物化學與生物物理學藕合多學科交叉的環境遙感檢控技術等都急需研究。國外對水資源中污染化學物質對環境生物和人體的危害極為關注。在過去的20年間，歐、美、日等一些發達國家相繼制定了化學物質的審查與管理法規，列出了各自的優先控制的化學物質名錄，如美國在水清潔法中列出了129種優先控制的污染物質，飲用水中需重要控制的痕量有害有機物達50多種，并在環境調查、毒性鑒別與分析方法、曝露劑量-響應等環境風險評價方法、污染機理、風險特性以及污染控制等方面進行了一系列深入的基礎研究。我國過去對一些局部地面水、地下水做過一些調查，發現有數百種有害有機物污染，且全國約有三分之二的大中型城市的水源已受到不同程度的環境污染。據上海、沈陽等市自來水濃縮物的環境毒理學細胞染色體試驗，多呈陽性“三致”性反應，提示了飲用水源對人體有潛在的環境健康安全性問題。
　　一些發達國家和國際組織，如OECD、EEC、美國、日本等，已建立或正在建立水體有害化學物質的環境安全性研究技術體系，并致力于化學品的分子毒理學和生態效應機制的研究，如近年國際上從分子水平上應用定量分子結構/活性相關（QSAR）的方法來篩選大量化合物已取得一定成果，目前美國EPA的有毒化學品控制法規TSCA中已承認可用QSAR結果進行化學品的生態與健康毒理學預測、篩選，進而更準確地控制現有化學品和篩選開發新的安全性替代化學品，以盡快提高環境質量。
　　我國系統的水環境微污染的環境安全性研究正在起步，尚未有通用的標準化測試評價方法。但在污染物化學、生態毒理學研究方面已有一定成果，部分研究測試方法如BCF、Kow測定及多種健康毒理學試驗指標(LC50、LD50、EC50、LOEC、AMES試驗、SCE試驗、微核試驗等)和一些特效研究技術（如DNA堿基測定技術、PCR擴增技術、質?；蚱畏肿涌寺〖夹g、原生質與細胞的酶融合技術、印跡分子雜交鑒定技術及同位素原子示蹤電鏡觀測等技術）已基本掌握，QSAR的研究也有一定的工作基礎。為使化學品管理和環境科研水平與國際接軌并有所特殊貢獻，我國作為一個化學品生產和使用大國，一些典型的有毒化學品如DDT、多氯聯苯(PCBs)、PAH等還在大量生產和使用，面向21世紀，我國將面臨有毒化學品對生態環境污染和人體健康影響的巨大壓力和嚴峻挑戰。因此，當務之急是盡快充分利用現有條件，建立適合我國國情的化學品環境安全性研究體系，通過相關機制及處置對策技術的研究和開發，盡快解決水質的污染問題。我國已加入PRC（Priority Chemical）公約，并考慮加入POP（Persistent OrganicChemical）公約，另外我國的“有害化學品”法也將頒布實施，但由于缺乏系統全面的水環境中污染物的環境安全性基礎理論方法與技術支持，目前對有毒有害污染物在全國各水環境中的污染狀況底數不清，多數又未加控制，主要引發水資源環境污染災害的污染物環境安全性特征尚不清楚，急待開展系統的基礎性研究。

　　三、防治對策探討

　　1．加強基礎性研究。環境污染水體中有毒有機污染物的環境行為特征及高效生物處置、降解技術，定量(分子)結構-活性相關機制預測模型系統的研究屬環境基礎科學前沿；水體環境富營養化災害的監控、評價、預測和控制等高、新技術的研究是目前國際上十分活躍的研究開發熱點，中國作為一個國際大國應快速加強，重點投入。
　　2．積極開展水污染新問題研究。污染水體中，近年發現具有改變生物體正常內分泌效應的各類污染物(如環境雌激素)在水體中的環境微污染現象，主要有PCB、PAH、農藥、有機烷烴類等化合物對人類及生態系統的危害與控制技術的研究已在國際上倍受關注，但在我國基本上仍屬空白，我國應在研究領域大力扶植。由于水資源污染測控方法尚未有效提出，至今我國仍不能科學地建立水體污染災害控制及其預測預警的有效技術體系，這嚴重制約了污染防制工程技術的發展，影響了國家綜合治理海洋污染與充分開發利用海洋生物資源的效果和進展。因此，必須系統地開展水體污染災害學理論技術體系的綜合研究，解決一批相關學科的重大科學技術問題，如水體富營養化的生物地球化學行為特征的高效、精確測控技術；水體污染災害中主要藻華藻種的分子生物學和生態學特征鑒定技術、大分子DNA/RNA生物探針技術；有毒藻類的生物化學與行為學特征生物電、光監控檢測技術；藻毒素的生態健康效應快速預測生物傳感器技術；污染水體中環境雌激素類物質的分子生物化學與物理學高效測控技術；重要海洋污染物如石油烴類、多環芳烴類、農藥類有害物質的高效控制與降解生物菌的質粒轉基因克隆技術、細胞融合技術、生物酶反應調控新技術；水體污染災害控制的生態動力學衛星光電遙感監控體系等。建立我國污染水體災害防治學的理論與方法，并在此基礎上，以高新技術為依托，提出一些技術經濟可行的水體災害控制技術體系，爭取實現對我國水資源污染災害的預防、預測和有效控制在理論和技術上邁進一大步，并開辟新途徑。
　　4．大力加強水資源環境保護管理的技術監督體制及社會公眾參與力度。建議從國家環境安全性的戰略角度，成立專職性的國家級水資源保護利用執行委員會，配合國家有關法律/規定的制訂與頒布，專職監督、管理、考核全國各省、市或地區的保護、利用執行情況。使我國的水資源環境保護政策、措施、研究成果能正真盡快發揮作用。
　　5．建立適應可持續發展戰略目標的創新水環境管理體系，完善水環境立法、政策、標準和管理制度。法規、標準是國家實施環境監督管理的基本依據，國家根據本國的環境發展需求，技術條件及環境特點，建立相應的法規、標準體系。幾十年來，我國在環境立法、環境標準 的制訂和實施方面做了大量工作，取得明顯的成果，但是，隨著環境問題的不斷出現和國情變化，法規、標準不夠用（有缺空）和現有法規、標準不能適應新的環境形勢和情況普遍存在。為此，建立和完善水環境法規、標準體系。如：1）制訂飲用水源保護長遠規劃，2）建立城市飲用水源保護目標責任制和定量考核管理辦法，3）實行污染物總量控制，限期治理工業污染源，重視治理生活污染源，4）制定相關政策，對保護飲用水源地的地區進行補償，5）建立有效的水源保護區監督機構，6）劃分水環境功能區，優先保護好飲用水水源地，在堅持水源區水質標準的條件下，才可兼顧其它功能區的開發使用。目前應特別注意不要片面追求短期的經濟效益，盲目發展旅游業、水產業或其它工農業等生產活動而忽視了對居民飲水源區長 期基本利益的保護。
　　6．重點加強重大流域水環境保護與綜合治理可以長江、黃河為主要對象，以生態工業圈發展模式和自然資源減退防治為綜旨，提出控制可持續性的流域污染防治，保護流域生態環境的技術對策、技術方法和工程對策，如城市化、工業化與人口、資源，環境相互制約關系及調控目標值，城市化發展速度、方式以及影響公眾生活質量的飲用水和自然水體防治措施，耕地資源、土壤質量保護技術節水灌溉技術；區域植被 （森林、草地）恢復標準等。