中国水污染治理挑战与对策

中国水污染治理的挑战与对策中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室报告人：王浩二零一五年九月汇报内容当前中国面临的水污染形势中国水污染问题传统解决方案的不足中国水污染问题的复杂性123解决中国水污染问题的策略41当前中国面临的水污染形势当前中国面临的水污染形势基本判断一：近些年来水环境质量有所改善基本判断二：未来社会经济发展带来的压力增大，水污染防治任重道远判断一：近些年来水环境质量有所改善社会经济发展与水污染呈现解耦趋势，呈现“两上升”和“两下降”上升①：GDP增长率上升②：七大水系I-III类水质比例下降①：地表水劣V类水质比例下降②：地表水COD浓度①②①②以COD为例，总COD排放量从1997年的1757万t下降到2010年的1238万t，下降了接近30%；同期工业COD排放量下降接近60%，生活COD排放量2006年达到峰值后也开始下降。020040060080010001200140016001800200019971998199920002001200220032004200520062007200820092010污染物排放量（万t）年份工业COD排放量生活COD排放量总COD排放量主要污染物排放量得到有效控制——工程减排、结构减排、管理减排有力、有效判断一：近些年来水环境质量有所改善判断二：未来水污染防治任重道远1）现状水环境质量仍不容乐观2）未来社会经济的发展加剧了水污染压力3）新型和有毒有害污染物健康风险增大4）突发性水污染危害大河流水质：劣于III类的断面接近总数28.3%，海、辽、淮三河尤为突出（占到40-60%）2013年中国十大水系水质类别比例十大水系监测的469个国控断面中，Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为19.8%和9.0%。主要污染指标为化学需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）和总磷（TP）1）现状水环境质量仍不容乐观河流水质类型的空间分布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”1）现状水环境质量仍不容乐观水功能区达标率偏低，偿还历史欠账尚需时日0102030405060708090100松花江辽河海河黄河淮河长江其中太湖东南诸河珠江西南诸河西北诸河水功能一级区水工能二级区水功能区水功能区达标率2009年全国水功能区达标率仅为47.4%，海河、辽河等缺水流域达标率不足40%。40%1）现状水环境质量仍不容乐观海河流域超载比例超过60%，水量丰沛的珠江也超载40%以上，水质污染已不是缺水地区的“专利”。0%20%40%60%80%松花江辽河海河黄河淮河长江东南诸河珠江西南诸河西北诸河超载比例化学需氧量氨氮全国各流域水功能区污染负荷超载情况1）现状水环境质量仍不容乐观非汛期汛期1985年1995年2005年部分流域汛期河流水质恶化1）现状水环境质量仍不容乐观海河流域湖泊水库：劣于III类比例为58%，尤以太湖、滇池和巢湖“三湖”最为严重2011年重点湖泊（水库）水质状况监测的26个国控重点湖泊（水库）中，三湖已无I~III类水，大型淡水湖90%不足III类，城市内湖60%不足III类，大型水库水质相对较好，但也有10%不足III类，主要污染指标为总磷和化学需氧量（总氮未参与水质评价）。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%太湖、滇池和巢湖大型淡水湖城市内湖大型水库劣Ⅴ类Ⅴ类Ⅳ类Ⅲ类Ⅱ类Ⅰ类1）现状水环境质量仍不容乐观湖泊水库：富营养化状态的占27.8%，富营养化面积相对40年前扩展了约60倍2013年重点湖泊（水库）富营养化状态40年来我国湖泊富营养化面积增长约60倍，从135km2到8700km2蓝藻爆发1）现状水环境质量仍不容乐观地下水质量：55%监测点处于较差、极差水平2011年全国地下水水质类别比例（全国200个城市地下水水质4727个监测点）水质变差的城市主要分布在甘肃、青海、浙江、福建、江西、湖北、湖南和云南等省。地下水虽属可再生资源，但地下水更新和自净非常缓慢，一旦被污染，所造成的环境影响与生态破坏，通常长时间难以逆转。1）现状水环境质量仍不容乐观2002-2005年全国各水系地下水污染面积均超过30%，主要分布在太湖、淮河和海河等流域。在海河流域，海河南系最高，达49.2%；行政区中天津比例最高，达87.2%，其次为河北达49.0%污染物组分由无机向有机发展，危害日趋严重1）现状水环境质量仍不容乐观地下水污染正由点状、条带状向面上扩散，由局部向区域扩散，由浅层向深层渗透，由城市向周边蔓延。天津市北辰区西堤头村、刘快庄村，癌症患者多达120多人上海松江癌症村的水地下水被污染，导致“癌症村”频繁出现村子数量超过200个1）现状水环境质量仍不容乐观海洋环境质量堪忧:不足二类海水面积占总面积的37.2%2011年全国近岸海域水质类别比例四大海区：东海污染最为严重，其次是渤海、南海和黄海。九个重要海湾：黄河口和北部湾水质良好，渤海湾、长江口、杭州湾、闽江口和珠江口水质极差。严重污染的海域主要分布在人口密度大、工业区集中的大中城市沿海近岸海域，上海、浙江水质极差1）现状水环境质量仍不容乐观50607080901000100200300400500600700渤海黄海东海南海渤海黄海东海南海渤海黄海东海南海渤海黄海东海南海COD氨氮石油类总磷入海河流所占比重（%）污染物通量（万t/a)主要指标入海河流直排海污染源倍数近岸污染物的主要来源分布陆域污染负荷是影响海域水质的关键因子表6-1-4入海河流断面水质超标因子（III类标准）海区超标率30%以上超标率10%-30%超标率10%以下全国COD(43%)、氨氮（35%）、高锰酸盐指数（35%）、总磷（31%）BOD5（30%）、石油类（29%）、溶解氧（15%）、挥发酚（10%）阴离子表面活性剂（8.2%）、氟化物（6.7%）、汞（5.2%）、硫化物（2.1%）、硒（1.5%）等渤海COD（63%）、高锰酸盐指数（59%）、生化需氧量（56%）、氨氮（54%）、总磷（50%）挥发酚（20%）、阴离子表面活性剂（20%）、氟化物（13%）溶解氧（6.5%），硒（6.5%）、铅（2.2%）等黄海COD（53%）、高锰酸盐指数（39%）、生化需氧量（39%）挥发酚（18%）、溶解氧（8%）、氟化物（11%）阴离子表面活性剂（8.8%）、汞（9%）、硫化物（7%）、镉（1.8%）东海COD(40%)、石油类（40%）、高锰酸盐指数（32%）、总磷（32%）COD(28%)、氨氮（23%）、溶解氧（16%）挥发酚（4%）南海-COD(23%)、氨氮（23%）、溶解氧（18%）、总磷（17%）、高锰酸盐指数（15%）、石油类（11%）生哈需氧量（4.5%）、阴离子表面活性剂（3%）、氟化物（1.5%）入海河流带入的污染负荷通量占总量的90%以上近岸海域的超标因子主要是COD、氨氮、高锰酸盐指数和总磷1）现状水环境质量仍不容乐观近岸海域超标污染物2011年末我国城镇人口占总人口比重达到51.27%，首次超过50%；2013年该比重达到53.73%；十二五期间GDP以年均7%的速度增长；城镇人口的增加、经济规模的增大，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2）未来水环境压力加大人类活动影响①影响降雨-产流过程：气候变化带来径流性水量减少、水动力学条件变化导致的水体自净能力下降，从而降低水环境质量②影响生物化学过程：气候变化影响温度变化，对蓝藻生长繁殖有促进作用，导致蓝藻水华爆发和蓝藻腐烂，对河湖水质与富营养化产生影响2）未来水环境压力增大气候变化影响3）新型和有毒有害污染物健康风险增大老债新帐叠加共存：复合型特征粪便污染1900微生物污染耗氧有机物重金属氮磷营养物重金属氮磷营养物持久性有机物（POPs）二次污染发达国家：不同时期关注的重点有所差异中国：面临颇具复杂的水环境问题，呈现叠加性、复合型当前官厅水库/永定河流域GuangzhouMapofselectedsamplingsitesofHaiheRiver,Tianjin.(2003.4.8-9)MapofselectedsamplingsitesofHaiheRiver,Tianjin.(2003.4.8-9)天津海河流域珠江三角洲BOHAISEAYELLOWSEATheGreatWallLiaoRiverYellowRiverLuanRiverE120N40E120N40BeiJing环渤海持久性有机污染物（如DDT、多氯联苯等）具有持久性、生物累积性、远距离环境迁移性和毒性等特征，污染呈加剧趋势,直接危害到环境安全、生态稳定和人体健康。未超标：44.8%80.1%未污染19.9%超标：35.3%污染底质重金属污染湖南是重要的有色金属之乡，为中国工业进步作出了重要贡献，众多历史遗留问题和粗放式的发展方式，导致湘江成为中国重金属污染最为严重的河流之一云南滇池清淤3）新型和有毒有害污染物健康风险增大湘江流域的砷、汞、镉等重金属污染风险长期存在突发性水污染事故：由于自然灾害、机械故障、人为因素及其他不确定性因素引发固定或移动的潜在污染源偏离正常运行状况突然地排放污染物，经过各种途径进入水体，从而造成水环境污染的事件4）突发性水污染危害大突发性水污染事故处置特点：涉及因素较多，且事发突然，危害强度大，必须快速、及时、有效地处理，但对于大型流域，处理难度相当大，主要依靠水体自净作用减缓危害，应急监测、应急反应的要求更高。2006年-2011年间我国发生重大突发性水污染事故179起，2012年以来，全国范围内又发生包括广西龙江镉污染、山西长治苯胺泄露、黄浦江上游死猪漂浮等事件，造成了巨大经济损失，也对社会安定和生态环境带来影响。从区域分布看，当前突发水污染事故主要集中在我国东、中部地区；从流域看，主要分布在长江、珠江和黄河流域。4）突发性水污染危害大突发水污染事故分布东南诸河区,1海河区,7淮河区,14黄河区,20辽河区,10西北诸河区,1西南诸河区,10长江区,76珠江区,40污染的代表性成因：交通事故，如2006年8月陕西韩城烧碱污染事件生产事故造成的污染，如2005年松花江污染事件自然环境变化引起的污染，如2005年4月山西汾河水库污染事件企业非正常大量废水排放造成的污染，如2007年12月贵州都柳江污染人为破坏造成的污染，如2006年7月武汉黄陂投污事件暴雨等自然灾害造成的季节性污染，如2006年4月广西钦州供水水渠污染不同成因频次（2006~2011年）不同污染物种类频次（2006~2011年）4）突发性水污染危害大2中国水污染问题传统解决方案的不足中国水污染问题传统解决方案的不足1）污水排放标准不适应中国国情2）违法排放成本低，缺乏激励机制3）污水处理效率有很大的提升空间4）总量控制缺乏系统性设计1）污水排放标准不适应中国国情我国污染源排放标准有《污水综合排放标准》(1996)和《城市污水处理厂排放标准》(2002)，实行分级、分类管理。该排放标准未与《地表水质量标准》(2002)实现对接，特别是对于气候变化与强人类活动影响下的缺水地区，水环境容量十分有限，致使即使所有污染源都实现达标排放仍然不能满足水环境质量的要求。水环境质量标准与污染物排放标准对比以III类水为例，标准规定的工业排放浓度，为地表水环境质量标准的l0倍以上(COD为5-50倍；氨氮为15-50倍；汞为500倍），污水厂一级A排放标准是该质量标准的3-15倍（COD为3倍、总氮为15倍）；污水排入水体后要达到地面水环境质量标准，至少水体中要有10倍以上的流量(即污径比小于10%)，还需要流经一定的距离通常污径比小于5％时，河流自净能力较好1）污水排放标准不适应中国国情I类II类III类IV类V类一级标准二级标准三级标准A标准B标准COD151520304060-100120-300500-10005060100120氨氮0.150.511.521525-50无5(8)8(15