摘要: 在新时期规划理念不断更新和完善的前提下, 长江流域水环境监测站网设置规模不断扩大, 监测内容得到扩展和延伸, 监测针对性和目的性更加明确, 形成了常规监测和动态监测相结合的国家(流域)、省(自治区、直辖市)、地市三级监测网络, 为开展水资源保护和管理提供了重要的技术支撑。总结了30余年来长江流域水环境监测站网规划和布设以及污染项目监测方面所取得的成就。按照国家实施最严格水资源管理制度, 建立限制纳污红线的新要求, 分析了流域水环境监测站网还存在的诸多不足之处, 以期进一步完善站网布局和监测功能。
关键词: 水环境监测; 站网布设; 检测项目; 长江流域
水环境监测是水资源保护的基础性工作之一, 通过开展水环境监测工作, 可以了解和掌握流域水质状况与变化趋势, 为开展水资源保护与管理工作提供依据。水环境监测站网是开展水环境监测工作的基本设施, 是取得完整、系统水质资料的必要条件。经过几十年的建设, 长江流域水环境监测经历了从简单的水化学监测到复杂的水质监测、水污染监测, 再到包括沉积物监测、微量有毒有机物监测和水生生物监测在内的水环境监测, 监测能力和监测水平不断提高, 为各级水行政主管部门和地方政府提供了大量的水质信息。
1水环境监测站网的形成与发展
在1977年1月由长江水利委员会长江流域水资源保护局组织召开的第一次长江水系水质监测站网座谈会上, 通过了《长江水系水质监测站网和监测工作规划意见》, 初步拟定在1980 年以前设置156个监测站(点)开展长江水质监测工作。1979年5月, 在武汉召开的第二次长江水系水质监测工作与站网规划会议上, 决定调整充实站网, 使站网扩增到210个站。在其后的水质监测工作过程中, 长江流域水资源保护局根据形势发展和监测管理需要, 围绕不同的阶段工作重点和要求, 对监测站网进行了补充完善和优化调整[1] 。
1997年5月, 长江流域水环境监测中心根据《水污染防治法》规定和水利部有关要求, 编制完成了“长江流域省界水体水环境监测站点建设规划报告”和“长江流域省界河流水体水环境状况调查实施方案”,首批对35个省界水体断面开展水质监测, 正式开始有计划、有目的、分期分批地实施长江流域省界水体监测工作。
2000年, 为履行水利部“三定”规定职责, 满足统一保护和管理水资源的要求, 按照水利部水文质[2000] 42号文“关于做好全国水质监测规划编制工作的通知”的要求, 组织长江流域各省(直辖市、自治区)水环境监测中心开展了长江片水质监测规划编制工作。
2006年起, 长江流域水资源保护局依据水功能区监督管理有关要求, 组织开展了长江流域及西南诸河重点水功能区水质监测工作。
为适应经济社会发展和水资源保护与管理需要,在不断完善监测管理体系的同时, 长江流域水环境监测站点也不断增加, 功能从单一的水资源监测向省界水体监测、水功能区监测、水源地监测、入河排污口监测、水生态监测等针对性更强的方向发展, 其发展步伐不断加快。
据统计, 1959 年, 长江流域进行水化学分析的水质站为90个, 1965年经调整后以127个站作为水化学监测固定网络, 1977年开展水质监测的测站为156个, 1980年为221个, 1992年为551个(680个监测断面)。近年来, 随着水功能区监测工作的不断推进, 监测站点设置步伐也不断加快, 2007年, 长江流域及西南诸河河流、湖泊及水库等水域共设置监测站点超过1 000个, 2008年达到1 500个, 到2009年已达2 500个, 基本覆盖了全流域地表水体, 并逐步开展地下水监测。同时, 还组织开展流域片111个省(国)界水体和流域重点水功能区的水质监测工作。
在监测站点功能类型方面, 逐步由常规监测为主向以省界水体、水功能区监督性水质监测为主的转变,包括了常规、省界水体、水功能区、饮用水源地、入河排污口监测, 初步形成了较为完整的流域水质监测网, 在长江干流及主要支流、工矿企业集中的河段以及需要重点保护的水域(如重点城市、大型湖库等)都设有控制断面, 基本达到较全面地掌握和了解长江水系水质状况, 分析水质变化趋势和开展水功能区监督管理的要求。
伴随着长江流域监测站网的发展, 水质监测手段也不断得到改进, 从固定监测向固定监测、移动监测和自动监测相结合的方向转变。
自1976年起, 长江流域水资源保护局先后建造了3艘水质监测船——长清号、长清2 号和水环监2000号, 在长江干流重庆至上海间2 500 km的水域内开展水质、生物、沉积物、放射性等方面的监测和研究, 其在日常水质监督管理、突发性污染事故监测和葛洲坝枢纽工程截流、三峡工程大江截流和三峡水库不同水位蓄水期等重大监测活动中发挥了重要作用, 弥补了固定监测站网不足, 较成功地解决了水上流动实验站进行化学分析、生物实验、水样处理所遇到的各种技术性问题。
2006年, 长江干流第一座水质自动监测试验站在三峡库区兰陵溪水域建成, 在三峡水库156 m 蓄水期间发挥了重要作用。该站的建成进一步完善了流域水质监测手段, 将为开展库区水质监控和库区的水资源保护和管理提供依据。
长江流域监测分析项目从无到有, 从少到多, 从简单到复杂, 伴随着监测能力和科技进步不断发展。
1973年, 对干流攀枝花至上海的主要断面和支流沱江李家湾、洞庭湖南嘴、陆水蒲圻、汉江丹江口和襄樊等站, 增测了酚、氰、汞、砷、铬等有害物质监测。
20世纪80年代, 长江水质监测站网日趋完善, 水质监测项目也根据水质监测站的性质和特点而不断丰富。如水质基本站除观测水文要素外, 还对水化学指标、重金属指标、“五毒”指标、有机污染指标、卫生生物指标等30余项进行测定, 其中必测项目达34项, 选测项目9 项。专用站根据设站目的选择一些必测项目, 一般包括水文要素、水化学指标、“五毒”指标、有机污染指标等约20余项内容。
20世纪90年代以来, 长江流域水资源保护局和长江流域水环境监测中心在组织全流域的水质监测工作中, 按照国家统一的监测技术规定进行了全面的水环境监测。1994年, 长江流域水环境监测中心成为首批国家计量认证单位, 监测项目包括一般性水质项目和微量有毒有机物、底质与水生生物项目, 到2009年,长江流域水环境监测中心通过计量认证的项目已达175个。
2水环境监测站网规划思路的演变
长江流域早期的水质监测规划主要围绕水化学成分分析、背景情况调查开展站网设置, 20 世纪70 年代, 伴随着工业化和城市化的发展, 在水化学监测的基础上逐步增加了有机污染物、重金属方面的内容, 标志着水质监测工作的真正起步。这个时期的站网规划与设置出发点是以掌握河流与湖、库的基本水质情况为主, 兼顾研究河流在城市区段的水质变化。因此, 站网规划中, 在主要河流上游区域、重要的水文节点和主要城市区段设置了水质监测断面, 但站网密度比较稀疏,监测项目、频次也较少。
20世纪80年代末期至90年代初期, 水质监测经历了第一次大发展。由于流域水系污染日益严重, 污染物排放量快速增长, 原有的监测断面已不能满足水质管理的需要, 因此完善地表水监测站网规划, 加快站点设置成为了站网工作的重点。主要河流的源头区设立了背景断面, 主要城市的入境处、中段、出境处分别设置了对照、控制和消减断面, 在相邻的中等规模以上城市之间一般也设置了监测断面, 基本形成了比较有效的, 以掌握水资源质量状况为目的的水质监测站网,并在监测过程中, 通过优化、调整, 筛选出一批流域重要站点, 初步形成了国家(流域)和省两级监测站网。
进入21世纪, 水质监测工作得到了进一步的发展, 规划理念、规划思路也发生了根本性的变化: 开展水功能区管理、保障饮用水安全、加强入河排污口监控成为新时期的主要工作内容, 以水资源质量监测为主的常规监测逐步向以常规监测和水功能区、入河排污口监督性监测相结合的监测新模式转变。2000年, 根据水利部水文局安排, 长江流域水环境监测中心组织流域监测网各水环境监测中心开展了“长江片水质监测规划”。规划结合流域水资源分布特点和水环境状况, 以及水资源保护与管理的要求, 分监测站网建设、监测能力建设和信息系统建设三大部分, 对地表水、地下水、大气降水监测站点全面规划, 体现了按流域、区域相结合进行水资源统一管理的思路。综合考虑上下游和各区域间的关系, 将地方站网规划与流域站网规划相结合, 统筹兼顾, 强调水质、水量并重的原则, 充分考虑了水功能区管理的需求, 突出了快速、准确、高效的应急监测要求, 力求满足水资源开发利用、保护与管理等多方面的需要。规划明确提出了建设国家(流域)、省和地市三级监测网络, 还第一次将监测能力建设规划、技术培训规划和信息系统建设规划与监测站点规划同步考虑, 使规划协调性、综合性更强, 为建设和完善长江流域片水环境监测能力与技术队伍, 加快水质监测事业向规范化、科学化、现代化方向发展的步伐奠定了基础。
3当前水环境监测站网规划布设中的问题
(1) 站点代表性研究有待加强。单个的监测站点是监测和反映河流、湖泊、水库某一较小河段或区域范围内水环境状况, 其作用范围与所处水体的水文情势、自然社会环境等因素有关, 需要与其他站点一起共同完成流域或区域水环境状况的监测, 站点密度越大, 信息越准确, 但由于水环境监测站网不可能无限制设置监测站点, 需要在经济、合理的前提下, 寻找代表性与经济合理性的平衡点, 以尽可能少的监测站点来反映一定区域内的水环境状况。由于现代社会人类活动的影响, 打破了原来天然水体所具有的污染降解规律, 排污、取水以及水利工程建设等等, 都对河湖状态产生了巨大的影响, 不同区域发展也各具差异, 因此需要积极开展站点布设研究, 为水环境站网规划提供更为可靠的实践基础和理论依据。
(2) 水质、水量、水生态监测的结合需要加强。随着人们对水环境的认识进一步加深, 认识到不仅仅水质是重要的用水指标, 水量和水生态也是重要的用水指标。长期以来, 水环境监测工作侧重于水质, 也结合了一定的水量监测, 水生态监测则刚刚起步, 但对于划定并落实水功能区纳污红线, 核定各功能区的纳污能力、限制入河污染物排放总量乃至维系整个水环境水生态良性发展的需求都还远远不够, 因此水环境监测规划工作也应当随着这一认识的提高, 进一步推进水质、水量、水生态监测的结合。
(3) 与流域经济发展的适应性较差。由于各地经济发展不一致, 监测站网布局和实际开展的监测工作距离相差甚远。目前经济发达或相对发达的地区, 监测站网覆盖率达到或接近100%, 而欠发达地区覆盖率仅为30% ~ 40% , 造成了监测成果的可比性很差。而随着国家西部开发政策等一系列推动经济发展的举措的实施, 欠发达地区的经济发展十分迅猛, 一些高能耗高污染的行业也由原来经济发达地区转移过来, 水环境污染压力日益明显, 急需加快欠发达地区的监测布局, 尽早落实监测规划的有关内容。
另外, 一些地区根据经济发展的需求, 调整水功能区划, 扩大开发利用区段的呼声越来越高, 而且调整变化快、区域多, 给站网规划和实施工作也带来一定的困难。
(4) 监测能力与承担任务的适应性不够。尽管近几年各地不断加大资金投入, 但由于历史原因, 长江流域水环境监测能力基础薄弱, 地市一级水环境监测能力尤为突出, 一个分中心3~ 5个分析人员, 承担10余个甚至几十个断面采样任务, 每人进行4~ 5个水质项目分析的情况比较普遍, 在面对大量水功能区、饮用水源地、入河排污口监测需求的时候捉襟见肘, 对于水生态监测、有毒有机物监测方面更是无从下手。监测能力不足已成为制约水环境监测工作发展的重要瓶颈,不能很好地适应所承担监测任务的需要。在水环境监测站网规划中, 综合考虑站网布局和实验室检测能力间的关系也是规划工作需要解决的重要问题。
4现代站网规划布设的趋势
水环境监测站网在很大程度上反映的是人类活动对水质的影响, 如何客观、准确、快速反映影响因子、影响范围及影响程度是监测站网需要解决的问题。结合国内外水环境监测情况可以看出, 水环境监测逐步由常规水质监测向综合性动态监测发展, 主要表现在以下3个方面。(1) 监测站网规划更加灵活。由于自然和社会环境状况的差异, 监测站网规划更加向常规监测和区域高密度监测相结合的模式发展。在一般性水质监测站网的基础上, 从探索和研究的角度, 结合经济发展需求, 以3~ 5 a或5~ 10 a为一个周期, 在数十平方千米至数百平方千米区域内, 高密度设置监测站点, 一方面监控区域内污染排放情况和降解规律, 并对微量有毒有机物、激素类污染物进行跟踪监测, 同时研究水生生物变化, 研究区域水环境演化过程、趋势, 站网设置的综合作用得到充分的体现, 监测效率和监测效果得到最大化。
(2) 重点区域监测中心监测能力得到强化。在以往的规划和建设中, 监测中心建设和监测站网布局是较为均衡的, 对于区域的差异性考虑较少。随着经济的发展, 目前, 更加重视从规划的角度, 提升重点关注区域的监测中心监测能力, 从常规水质项目、有毒有机物监测到水生生物监测等方面综合配备所需仪器设备和研究人员。强化区域中心监测能力, 可以使有限的经费用到最需要的地方。
(3) 监测站网的职能得到延伸。近年来, 国外一些监测站网除了开展常规性水质监测外, 还要对于非常规性质的排污进行监督, 实行企业排污申报制度, 企业在排污前需要向相关部门和监测单位报告排污信息, 监测机构负责设置相应的监测断面对排污情况进行监测和监督, 从而有效地保障用水安全和掌握水环境实时变化。
5监测站网规划工作的主要方向
(1) 进一步做好水功能区水环境监测规划编制和实施, 确保纳污红线的实施。2000年编制的长江片水质监测规划对水功能区水质监测站网进行了初步的规划, 随着水功能区划工作的深入, 在后期的长江流域综合规划修编中, 对水功能区划定进行了较大调整, 需要尽快结合纳污红线的划定和限制入河污染物排放总量的新要求, 开展水功能区水环境监测站网规划编制, 并做好规划实施工作, 以满足水资源保护和管理的需要。
(2) 进一步提高水质水量监测, 积极推进水生态监测。进一步扩大水质水量同步监测的覆盖面, 对于具备良好监测条件或重要的水域以及重点入河排污口, 通过提高监测频次或采用自动监测、移动监测相结合的办法加大监测力度, 及时掌握污染物入河情况。以流域推广藻类监测的成功经验为基础, 积极推进水生态监测, 在流域范围内构建完整的水环境监测体系。
(3) 提升监测能力, 使监测能力与承担任务相适应。从解决基层监测机构监测能力入手, 从实验环境条件、仪器设备配备等方面提升硬件条件, 通过引进、培养提高监测队伍的人员素质和技术水平, 通过强化质量管理提高监测成果的可比性、可靠性和准确性, 使水环境监测所要求的“测得到、测得快、测得准”落到实处。
(4) 加强信息化建设, 更好地服务于水资源保护和管理工作。每年长江流域水环境监测工作所获得的监测数据数以万计, 经历采样、分析、数据审核、上报等环节, 需要及时对从最原始的基础信息到监测成果汇集全程实施质量控制, 确保信息的快速、准确、完整。在未来工作中要以水环境信息的实时获取、分析为目标, 广泛采用实验室管理系统(L IMS)控制水质检测流程[2] , 推广建设统一的水环境信息管理系统, 构建共享信息网络, 开展水质遥感监测研究等, 使水环境监测信息利用效率、利用效果得到普遍提高, 更好地服务于水资源保护和管理工作。
参考文献:
[1] 翁立达. 保护与发展机遇与挑战[J] . 人民长江, 2008, 39(23) : 4- 7.
[2] 鲁志文. LIM S 的开发及在水环境监测中的应用[J] . 人民长江,2010, 41(17) : 100 - 103.
作者简介: 印士勇, 男, 主任, 高级工程师, 主要从事水环境监测工作。
