作者：王浩（中国工程院院士、中国水利水电研究院水资源研究所所长）

近5年来中国水环境质量改善拐点开始出现 

    这是我们现在面临的水环境的形势。首先有两个基本的判断，一个就是近些年来特别是近五年来，水环境质量有所改善。第二个判断是未来社会经济发展带来的压力还会加大，城市化、工业化的进程正在快速推进，水环境保护还任重道远。

    近年来水环境质量有所改善，集中体现在"两上升""两下降"。"两上升"中第一个上升是在GDP在上升，排污的总负荷在上升。第二个上升是中国七大水系1-3类就是比较好的水质它的比例在上升。"两下降"就是地表水劣5类的水质比例在下降，地表水的COD（化学耗氧量）浓度在下降，这都是好的信号，这张图具体体现了从2006年到现在的一个基本形势。

    主要的污染物排放量得到有效控制。一方面是大量上了给排水的工程在末端治理方面做了一些工作，工程减排。第二就是在源头减排方面结构减排，调整产业结构，升级换代，改变用水工艺，这方面起到了一些作用。再有就是管理减排。环境各方面的标准都有所提高。以COD为例，总的COD排放量97年是1757万吨，2010年下降到1238万吨，下降了接近30%。同期工业COD的排放量下降了近60%，生活COD的排放量06年达到峰值以后也开始缓慢下降。

 有毒有害污染风险增大 "开着宝马车喝着敌敌畏" 

    第二个判断是未来水环境保护还任重道远。现状的水环境质量仍不容乐观。未来经济社会发展又加剧了水污染的压力，因为排放污染负荷增多了。

    第三就是新型和有毒有害污染物健康风险增大。过去我们经常关注COD、BOD（生物耗氧量）、总磷等，但是现在像多环芳烃这些有毒有害物质它们污染的健康风险增大。再有一个就是各地突发性的水污染危害也相当大，新闻媒体里面经常有所报道。

    再看看我们的河流水质，三类以上断面接近总数的40%，海河流域、辽河流域、淮河流域三河尤为突出，超过了60%，十大水系监测的469个国控断面中，4到5类和劣5类水质达到25.3%和13.7%。这是河流水质类型的空间分布，由于这是全国的水污染分布图，所以要放大以后才能看清楚，像经济发展较快的东部地区污染也最重，这些地区可以说是"开着宝马车喝着敌敌畏"。

    水功能区全国有6700多个，达标率偏低，偿还历史欠帐尚需要时日，2009年全国水功能区的达标率仅仅是47.4%，海河、辽河缺水流域的达标率还不到40%。全国各流域水功能区污染负荷的超载情况在这张图上可以看到。两个画红圈的地方，一个北方的海河流域，一个是南方的珠江流域，海河超载60%，珠江超载40%以上，水质污染已经不是缺水地区的专利。部分河流汛期水质也恶化，像海河流域从95年、85年、2005年到现在汛期过去水质会好一点，现在也不行了。

    再看看湖泊水库，劣于三类的比例是58%，尤其是太湖、滇池和巢湖这三个最为严重，三湖已经没有一类到三类水，大型淡水湖90%都不到三类水，城市内湖水60%不到三类水，大型水库的水质相对较好，因为位置都比较高，都在山区，污水流不上去、流不进来，但也有10%的水库不足三类水，主要的污染指标是总磷和COD。另外就是富营养化占了40%，40年来我国湖泊富营养化的面积增长约60倍，从135平方公里到8700平方公里。

    再看看地下水，55%的监测点处于较差的水平，主要分布在甘肃、青海、浙江、福建、江西、湖北、湖南、云南等省，地下水虽然属于可再生资源，但是地下水的更新比较缓慢，长时间难以逆转。地下水的污染在由点状向面上扩散，由城市向周边蔓延，由单向污染向复合污染蔓延。02-05年，全国各水系地下水污染面积都超过了30%，主要在太湖、淮河、海河等流域。污染物的分布由无机向有机发展，危害日趋严重。

    地下水被污染了以后，导致了癌症村频繁出现，左上角是中国癌症村的地图，村子的数量后来超过了200个，下面这张图是上海松江癌症村的自来水，大家看看黄盆子里黑颜色的水，像天津北城区的癌症村患者多达120多人。

    我们再看看海洋，海洋环境的质量堪忧，不足二类海水面积占总面积37.2%，四大海区里面东海污染最为严重，其次是渤海、南海和黄海。九个重要的海湾黄河口和北部湾水质是比较好的，渤海湾、长江口、杭州湾、闽江口、珠江口水质很差，严重污染的海域主要分布在人口密布大的区域，上海、浙江的海域水质极差。 

老债新账叠加 未来水环境压力继续加大 

    未来水环境的压力还会继续加大，首先是人类活动的影响。2011年我国城镇人口占总人口的比重达到51%，首次超过了50%。"十二五"期间GDP还要以年均7%的速度增长，城镇人口增加、经济规模增大带来经济社会持续高速发展，势必带来污染物排放的强度高、负荷大。

    再加上气候变化的影响，影响降雨产流过程，气候变化带来径流性水量减少，这会导致水体自净能力下降，从而降低水环境质量。还有气候变化影响了生物化学过程，气候变化带来温度升高，对蓝藻生长繁殖有促进作用，蓝藻腐烂对水质的富营养化影响明显。

    所以，老债和新账叠加共存，呈现了复合型污染，新型和有毒有害污染物质对健康造成的风险增大了。回顾这110年来水污染的特征，像1900年的时候主要是粪便污染，大肠杆菌、细菌这些，再以后是重金属和氮磷营养物，现在是重金属、氮磷营养物、持久性有机物再加上二次污染。对发达国家来说不同的时期关注的重点有所差异，一个时期有一个时期突出的主要矛盾，但是对中国来说，30年里走过了国外两三百里走过的路。工业化进程、城市化进程非常快，面临非常复杂的水环境问题，国外一个时期出现的一种现象在中国这30年里特别是在当前都集中出现了。所以说是叠加性、复合型的污染。 

突发性水污染事故造成重大威胁

    持久性有机污染物有持久性、生物累积性和毒性这些特征，污染呈加剧的趋势，直接危害到环境质量、生态稳定和身体健康。像湘江领域，由于有很多矿山，所以重金属污染的风险还将长期存在。

    再有就是突发性水污染的危害比较大，由于自然灾害、机械故障、人为因素和其他不确定性引发的固定或者移动的潜在污染源偏离正常运行情况，突然地排放污染物，经过各种途径进入水体，造成水环境污染。突发性事故不好处置，危害强度大，要快速、及时、有效地处理才行，但是对大型流域来说，处理的难度相当大，主要还是靠水体的自净作用和缓冲作用，应急监测、应激反应要求提得更高了。

    2006年到2011年，我国发生重大突发性水污染事故179起，2012年以来，全国范围内又发生了广西龙江镉污染、山西长治苯胺泄露、黄浦江死猪漂流等事件，造成了很大的影响。

    区域分布上看，当前突发性水污染事故主要集中在东部、中部这些流域，主要分布在长江、珠江和黄河流域。污染代表性的成因包括交通事故、生产事故、自然环境变化、企业非正常大量排放污水、人类破坏，再有暴雨、洪水这些自然灾害造成的季节性污染。这是我们面临的问题。

 "标准不科学，即使都达标排放，环境水质也无法达标。"

     下面，再探讨一下传统的水环境问题解决方案还是有很多的不足之处的。一个是污水排放标准不适应中国国情。第二个是违法排放成本低，缺乏激励机制。第三是污水处理效率还有很大的提升空间。最后，总量控制缺乏系统性设计。

    我国的污染源排放标准有1996年标准和城市污水处理厂2002年标准，实现分级分类管理，但是这些排放标准未和2002年地表水质量标准实现对接，特别是在气候变化与人类活动影响下的缺水地区，水环境容量十分有限，即使所有的污染源都达标排放，仍不能满足水环境质量的要求。因为我们国家的标准从根本上说缺乏一个科学性，是照抄欧美上世纪70年代排放标准。但是抄过来以后忽视了中国的基本国情：欧美国家100公里长的河道三五加工厂，河流的水环境容量是五个单位，三五家工厂每家排放一个单位，总的河流的污染物质小于河流的水环境容量，所以它的水质能够保持；但是在我们国家珠三角、长三角、环渤海经济带，这些地方100公里的河道往往有五六百家工厂，甚至到一千家工厂，按照欧美的排放标准，每个工厂排一个单位，这个河流的脏东西就是五六百个单位到一千个单位，可是河流的水环境容量只有五个单位，所以水质等级远远超过了劣五类，劣80类，劣100类。

    因此，大家作为环境保护执法基石、环保管理最主要抓手的"达标排放"就是不科学的，没有和具体地方的水环境容量挂钩。所以现在很多地方都出了地方标准，从河流水体的纳污能力出发，反推排放标准，到流域该削减多少削减多少，这样子才是一个正确的做法。

    这是水环境质量标准和污染物排放标准的对比，以三类水为例，标准规定的工业排放浓度是地表水环境质量标准的10倍以上，污水厂一级A排放标准是该质量标准的3-15倍，污水排入水体后要达到水面水的环境质量标准，至少水体中要有10倍以上的流量，还需要流经一定的距离，所以通常污径比小于5％的时候河流的自净能力比较好，像太湖、黄河远大于5％，即使全部达标排放，也难以满足水环境要求的标准。这套标准既不具有科学性，也不适应中国的国情，这是达标排放的情况。

排污费标准仅是实际污水治理费用的一半

    再看看不达标排放，违法排放成本很低，缺乏激励机制。2003年国务院颁布的排污费征收使用管理条例和发改委颁布的排污费征收管理办法中缺乏激励机制，表现为几个方面：一个主要污染物排放征收标准偏低，现行排污费标准仅是实际治水治理费用50%左右，造成企业违法成本低，守法成本高，企业在追求利润最大化的过程中，宁愿缴纳排污费也不愿进行水污染治理，这是一个很不好的现象；第二是排污收费指标也不健全，排污费征收的情况采取与污染当量数从多到少的排序，在同一排污口排放的多种污染物只缴纳一种排污费，不利于企业的整体减排；第三是征收排污费的范围比较窄，与水环境密切相关的产品，比如农药、化肥引起的污染还没有建立收费制度；第四，是违法处置的力度不足。对水污染实行排污收费，超标排污收费，仅仅加1倍征收超标排污费，力度太轻，导致企业排污总量无法控制；第五是排污费本身也不能足额征收，受到执法不严的影响，加上监测手段落后，底数不清，不能准确核实排放量，排放单位也存在不交费、不治理的侥幸心理。

    再有就是污水处理效率还有很大的提升空间。时间关系，污水处理厂的标准就不说了。

污水处理设施正常运营的只有一半

    污水处理厂的建设和运营监管薄弱，已建成的污水处理设施由于资金缺乏等因素，未建污水收集管网，污水直接排入水体。已建设的污水处理设施正常运营的只有50%，比如安徽的铜陵污水处理厂与地下污水管网不配套，大量的污水进不了工厂，自然也处理不了污水，都排放到长江，1.3亿的投资成了摆设。

    还有污水处理厂把二级处理工艺只走一级，就是沉淀，降低处理成本，污水处理厂不满负荷运行，污水处理厂的问题也很严重。特别是现在各城市的市政建设里面大家都看到这么一个指标，就是本市的污水处理能力已经达到85%，或者已经达到90%，可是实际的污水处理量只有5%、10%。污水处理能力是一个相当不科学的概念，必须要用实际的污水处理量、污水处理的排放达标，要用这些标准来衡量。

需尽快建立水环境的生态标准

    再有就是总量控制，缺乏系统性设计。具体表现在四个脱节和一个缺乏。

    一个是质量目标和环境监管脱节，水环境监测能力建设严重滞后，设备人员不足，在线自动化监测水平低，难以与总量控制的水环境质量目标建立动态反馈，已经成为中国一些流域实施水污染总量控制的主要瓶颈。第二总量控制和浓度控制脱节。我国当前实施的目标总量控制，该方法主要以某一时期污染物排放水平为基数，确定污染物消减量，但未建立污染物排放和水环境容量、水中污染物浓度的动态响应的联系，这也是不科学的。第三，水污染控制和水生态保护脱节。当前总量控制单一考虑水质控制指标，比如COD、氨氮，部分把总磷总氮作为控制指标，但这些指标难以从根本上促进水生态健康的发展，生态标准要尽快建立。第四就是要行政区为基础的环境功能区划和流域水污染调控脱节。水环境功能区划是科学确定和实施水污染排放总量控制的基本单元，以行政区为基础进行区划，难以体现流域的系统性、完整性。第五，缺乏与污染物排放标准、地表水质量标准相适应、统一的水环境容量的核定和分配的方法。

水环境治理模式亟待实现全方位转型

    最后是解决中国水环境问题的策略。中国已进入水环境调控的敏感时期，亟待实现传统模式的全方位转型。这个转型分这么几个方面，一个从源头上要减排，也就是外延式的过去工业文明发展形式下的增长方式要转变成生态文明的增长方式，要内涵式的发展，要不断增长，要提高效率，同时要减排；再有就是从水量管理向水量、水质联合管理转变。陆域的管理要向陆海一体化的管理转变。常规的管理要向常规和应急综合管理转变。构建具有中国特色的流域水污染防治模式，这既是机遇，也是挑战。

    解决中国水环境问题的策略，我以为主要有七点：一个是基于流域水循环的污染物总量控制，建立环境倒逼机制；第二建立城市全过程污染防控模式；第三，提高污染排放标准，加大超标惩罚力度；第四，城市污水处理厂向分散化、小型化转移；第五，要开始高度地重视非常规污染物；第六，加强突发性水污染的预警和应急能力；最后还要围绕城市化问题建设城市的生态文明。

    这是流域水循环与水环境、水生态过程的紧密的关联关系，一定要站在三个细分、耦合的角度上进行流域水循环的污染物的总量控制。这方面核心技术支撑国内现在已经有了，就是基于流域水循环及伴生过程的模拟平台。作为资源维、经济维、社会维、生态维、环境维五维整体推进、三层次递进的监控方案，在海河流域现在已经实现了。

    还要建立城市全过程的污染防控模式，现在搞水环境的人往往都是末端治理的人，就水论水，就湖论湖，就河论河。但滇池治理已经投入超过一千亿，效果很不明显，为什么？河湖不会自己变脏，都是陆域污染物进来造成河湖变脏，深入到工业生产厂家，把整个用水工艺改革了，改革工艺或调整产业结构，从源头减排，这点现在重视得还不够。再有就是全过程的阻断，尽可能阻止污染物入河。

    还要出台比国家标准更为严格的地方标准，比如现在太湖流域就做了这一点，江苏省2007年出台了地方标准，指标更为严格，将总氮和总磷也做了排放的限制。北京市也出台了比国家标准更严格的地方标准。北京市现在的污水处理已经从一级A提高到地表水四类标准。过去是每一立方花1.1元由很脏的水变成一级A排放，现在在一级A排放的基础上，每一方水再花1.5元变成地表水四类水，上了膜处理技术，这是很严格的地方标准，就是整个的污水排放都要求达到四类水标准。

城市污水处理厂要转向分散化小型化

    城市污水处理厂要向分散化、小型化转移，从集中化、大型化走向分散化、小型化。我们国家目前的大型污水处理厂数量比例在10%左右，像德国只占3.5%，我们国家大型的污水处理厂受管网这些限制，效率很难得到发挥，所以搞分散化、小型化可以降低长距离运输的能耗，减少管网系统的建设，减少运行投资，适应性和灵活性也更强，技术也更容易更新换代，更容易生态化。

    再有就是要关注非常规的污染物，海河流域我们现在监测环境和风险，把多环芳烃，12种重金属，7种新型污染物都进行了分析。

流域管理系统平台及应急调度方案集

    还要建立突发性的水污染预警和应急的系统。像55万平方公里松花江流域，在第二松花江、嫩江、松花江干流筛选出六大危险区域，这是第一步风险源的识别。然后设立保护目标，包括35处水源地，11处重要的断面。接着构造系统的网络图，36个河道，四座控制性水库，五大城市，五蓄洪区，14个城市取水口，20个灌区取水口，70个主要排污口，做了水力学、水动力学的模型，然后进行应急调度。应急调度采用了14种污染事故，三种水文形，生成210种情景。    针对210个事故情景采取不同的调控措施，生成了975个应急调度方案，对每种方案下污染团的迁移过程都进行了模拟，形成了应急调度的方案集，这些都已经装在流域管理系统平台软件上运行。

城市发展进入重视水生态文明的蓝色时代

    过去城市都是灰色阶段，到处是钢筋混凝土的大楼，混凝土的马路，以灰色调为主，排放和污染都很厉害。20多年前，城市开始有了绿色，公园、绿地开始得到重视。现在进入到蓝色的时代，就是把城市河流作为整个城市窗口名片，把滨河两岸变成城市的产业高地，城市空前的重视水生态文明的建设。进入了城市的蓝色阶段。

    这是成都市河流生态的治理，它提出了要把整个成都建成现代世界田园城市，要现代的世界性的田园城市，从10公里的水面建设成23公里的水面，在133平方公里的城市建成区里面，想了很多办法。

    这是北京市生态文明的建设，北京市水资源非常紧张，全世界一个人一年有7350立方米的水源，可是北京市才有107立方米，水这么少，又是国际性大都市，所以它在两头做文章：一头就是建设清洁小流域，从深山区、山前区、平原区全面地建设清洁生态小流域，保护有限的水资源；另一头就是在末端把再生水、污水处理成地表水四类水，利用四类水给工业、农业、生态各方面来利用。北京36亿全年的总用水量里面25%都是再生水的贡献。

    这是济南市的生态文明建设，济南结合最严格的水资源管理制度划出三条红线，总量控制、效率控制和排污控制，针对不同的生态地貌做了28类工程和非工程措施，成为水利部系统第一个全国水生态文明城市。