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1第7章流域水污染总量控制一、流域水环境保护策略的形成和特点二、世界各国污染物总量控制进展和特点三、我国水污染总量控制的理论与技术体系一、流域水环境保护策略的形成和特点美国在20世纪80年代提出了流域水环境保护的概念，认为流域水环境是一个整体，在管理上应统筹考虑，并于1983年成立了全流域统一开发管理的行政机构。强调了流域生态系统的整体治理，对地下水、地表水、湿地、水生态系统进行统筹规划、设计、实施和保护，缓解了不同部门的冲突，提高了流域水环境管理的效率和效益。美国流域生态保护的提出，是由于以下背景所提出的：(1)从20世纪80年代开始，由于点污染源排放得到控制，突出了美国大多数尚存的水质问题是由非点源污染和栖息地破坏引起的。因此，需要从过去的单独的水体管理向水陆综合管理发展。(2)从20世纪80年代，发现危险废物的地点对公共水源造成危害。一些危险废物的地点受地表水浸入而污染地下水。1986年的安全饮用水法修正案建立进一步保护地下饮用水源的根据，需要从饮用水中去除的污染物增加了4倍。饮水检测的项目也随之剧增。美国EPA建立了水源和地下水源地保护项目，即地下水源地保护区划分，主要是根据地下水水流模型来划定保护区，保护区包含一些河流和上游流域部分地区。(3)地下水在美国非点源管理和流域管理是很重要的问题。美国《清洁水法》不鼓励以地下水为代价保护地表水。流域管理规划可以形成很多的机制把对地下水和地表水的影响因素全部考虑进去。在一些地区地下水和地表水的相互影响是极其复杂的，甚至会改变或妨碍流域边界的划定，例如喀斯特地区(石灰岩地区)地下水可排放到以地形划界的流域之外。流域水环境保护的方法是一个更有效的保护和恢复水生态系统和保护民众健康的管理方式。美国EPA水质管理处意识到，水质管理必须把人体和生态健康结为一体，缺一不可。流域水环境保护的管理方法具有以下特点：①将流域作为基本的管理单元，强调流域的生态完整性;②强调水环境的所有方面，包括化学、物理、栖息地、人和生态系统的健康、生物多样性等;③识别需优先解决的水环境问题和需优先采取管理行动的流域;④促进有关特定流域的机构、团体和个人参与流域水环境保护，利用多学科专家和多机构的专业技能、资源和权力综合解决水环境问题。流域管理方法重视所有与水质有关的问题，包括：毒性和常规污染物等化学水质参数；温度、水流、地下水地表水相互作用等物理水质参数；河道形态、底质组成、河岸带特征、栖息地质量、物种丰度、多样性等生态健康状况，甚至深层土壤生物地质化学。美国现在更加强调流域生态管理技术的应用，例如生态修复理论、生态系统健康、生态系统完整性评价等内容，这使得流域生态系统的保护更为重要。美国制定了水生态分区方案，并在此基础上建立了水生态完整性标准，并实施了一系列的流域生态管理措施。2应该指出的是流域管理的方法并非与现行的项目竞争或代替哪一个现行的水质管理项目，而是建立一个构架使现行的项目在这个构架中有效地整体化。流域管理方法的特点是包括了很强的监测和评审内容。使用监测数据，参与者可以识别流域中造成健康和生态风险的有害因素，将其重要因素优先化。水质监测也是衡量管理效果的必不可少的一个环节。流域管理方法的演变经过几年时间。1991年，美国EPA起草的文件讨论这一理念概述了EPA的作用和努力。在此之后对州、地方政府和机构提供直接的帮助建立流域水环境保护项目。1993年发布流域水环境保护的技术指导文件。美国EPA和许多联邦机构协作使流域管理方法和其他机构的管理方法协同。点源控制和其他传统的管理方式在水质管理上曾经有效地解决了许多水质问题，但流域管理的方法为处理复杂的环境问题提供了一种更为灵活多样的解决方式。二、世界各国污染物总量控制进展和特点(一)欧盟水框架指令（WaterFrameworkDirective,WFD）相比世界大多数地方，欧洲的缺水及水污染情况并非很严重，但是由于长期的开发利用及社会经济发展，其水体受工业及城镇生活点源污染、水电开发、航运及农业面源污染等人类生动的影响也非常大，而且南北欧面临的水问题也各不相同，水资源及环境保护仍存在很大的压力。20世纪70年代以来，欧盟相继出台了一系列的水政策，其目的是缓解、逐步停止并消除人类活动对水体的影响，保证民众和环境健康。（1）欧盟第一批水立法集中在1970—1980年，主要是关注游泳、渔业、饮用等特定用水的水质标准。欧洲理事会(EuropeanCouncil)于1976年颁布了《游泳水指令》该指令针对人体健康有影响或有潜在影响的物质建立了一系列的强制性及指导性标准，对欧盟的地表水和海水浴场提出了水质控制目标。1980年颁布的《饮用水指令》建立了饮用水水质标准，为欧盟的饮用水安全提供了保障，1998年该指令修订增加了环境和人类健康的影响因子。欧洲理事会于1976年颁布了《控制特定危险物质排放污染水体指令》并在20世纪80年代的后续相关指令中明确了在欧共体范围内，部分污染物质的排放限值及地表水和近岸海域水质保护目标。(2)20世纪90年代以来开始的第二批水立法更加关注从源头控制市政污水、农业退水和大型工业污染排放对水体的污染。欧洲理事会于1991年颁布的《市政污水处理指令》(UWWTD)要求各成员国所有城市、集镇和较大村庄都要分期分批建立污水收集和处理系统，保护水环境不受市政污水、农产品加工行业废水的影响。此外，UWWTD指令还要求成员国根据富营养状况、硝酸盐浓度及饮用水利用等情况，划定水体敏感区域。UWWTD指令全部实施需要数十亿甚至上百亿欧元。为了控制农用有机及矿物肥料对地下及地表水体中硝酸盐浓度的影响，欧洲理事会于1991年颁布实施了《硝酸盐指令》。要求明确硝酸盐敏感水域，并针对这些水域制订行动计划，包括按照土地及农作物最小需求施肥等：非敏感区域则在自愿的基础上鼓励采用最佳农业实践(GoodAgriculturalPractice)耕作方式。欧洲理事会于1996年颁布实施的《综合污染防治指令》在最佳可行技术(BestAvailableTechnology,BAT)的基础上提出污染物排放的控制标准，主要对大型工业设施对水体、大气及土壤的污染进行控制。3(3)2000年《水框架指令》的颁布实施标志着欧盟水政策进入了综合和全方位管里的新阶段。上述各项指令的实施并没有很好地解决水资源及环境问题，而且新的问题也随着社会经济的发展不断出现。1995年开始，欧洲委员会(Europeancommittee)、欧洲议会(EuropeanParliament)、环境委员会及欧洲理事会环境理事就水管理的改革达成共识，认为水管理和保护的改革应涉及流域的综合管理、涉水政策的综合、排放限值的设定、质量及排放标准的使用、水质管理及公众参与等主要方面，要将这些方面及各种水立法的目标综合到一个集成且简约的政策框架中，并在该框架内开发综合的、可持续的、一致的水管理及保护政策。于是，欧洲议会和理事会于2000年颁布实施了《水框架指令》。WFD指令是从流域区域(RiverBasinDistrict)尺度，强调水管理要综合所有水资源、水利用方式及价值、不同学科及专家意见、涉水立法、生态因素、治理措施、利益相关者意见和建议及不同层次决策等诸多因素，要加强政策、措施制定及实施的透明度，鼓励公众参与，并给出了流域水管理的基本步骤和程序。相比前两批水立法，WFD指令的总体目标是保护水生态良好，进而从根本上满足动植物保护及水资源和环境的可持续利用。因此WFD指令比以前的欧盟水立法有了显著改进，标志着欧盟水政策进入了综合和全方位管理的新阶段。WFD指令共包含26条和11个附件，明确了水资源及环境保护的目标，规定了各项任务的完成期限，对各项措施的实施方法给出了基础性解释，为水环境及水资源的管理提供了一个基本框架，并要求各成员国及技术指导组报告各阶段的指令实施结果。(二)美国总量控制计划美国的总量控制计划的推广实施大体分为三个阶段。第一阶段前期阶段——以技术为基础的总量控制(排放标准)20世纪70年代，美国联邦环境保护局提出水污染物总量控制，但是此时是实行以技术为基础的总量控制技术，目标是工业点源和城市生活源的控制。从1972年开始在全国范围内实行水污染物排放许可证制度，并使之在技术路线和方法上不断得到改进和发展。1972—1976年实施第一轮许可证制度阶段，主要采用以判断为依据的方法，即最佳专业判断方法。它是在充分收集工业行业可利用的数据和资料的基础上，经过技术分析做出的判断。当时，在确定污染物削减量中使用这种方法所占的比例高达75%,它得到美国水法的承认，在历史上作出了贡献，与此同时，美国亦采用以技术为依据方法，即针对工业行业及其子行业实施排放限值准则的方法。这种方法在以后的阶段很快得到推广，陆续颁布了各行业的排放限值准则，逐步代替了以判断为依据的方法。在这一阶段，美国同时提出了TMDL(TotalMaximumDailyloads)的概念，在TMDL的理论、方法、模型、基准、标准、实例方面进行了大量的研究，为全面推行总量控制计划，打好理论基础，完成了一系列的技术准备。第二阶段全面推广阶段以水质限制为基础的总量控制这一阶段可大致认为是1983—1996年，美国于1983年12月正式立法，实施以水质限制为基点的排放总量控制，同时制定了TMDL的立法，为TMDL总量控制计划的实施奠定了法律基础。1984年前后，美国环境保护局推出系列的总量分配技术支持文件“总量负荷分配技术指南”(共9册)，及推广了相当多的水质计算软件1992年提出了制定总量分配计划的规则，为各州及地方政府的总量分配工作提供了明确的技术指导。使总量分配的工作在全国各地全面开展。其主要的控制对象为BOD/DO、氨氮等。4第三阶段总结提高深入发展阶段——以生态系统健康为目标的总量控制该阶段为1997年至今，对总量技术进行全面总结，随着水质基准的完善和发展，总量控制目标更加体现了生态系统健康的保护，污染控制对象更加全面。在实施前两个阶段的总量控制计划之后，EPA于1996年开始对各州EPA的执行情况检查评价，1997年对TMDL计划进行了详细的指导性说明，出版指南，对前期工作产生的问题进行了分析。在此基础上，EPA广泛咨询了各方面的专家、政府各部门官员意见的基础上，于1999年8月起草了TMDL的新法则，在分析研究了34000条意见之后，经修订后2000年7月13日颁布。此后，美国各地TMDL计划快速增加，不断实施，1999年批准的TMDL约500个，而在200l年和2002年两年，批准或实施的TMDL计划超过5000多个。美国许多州已对受损水体实施了TMDL计划。在这一阶段，实施总量控制的污染物种类不断增多，如对各类重金属，PCBs，粪大肠菌群等多种指标；便总量控制的范围逐步扩大。与此同时，美国实施了以生态分区为基础的水体富营养化基准的制定工作，完成了湖泊、河流等水体的营养化基准制定工作。对氮磷等物质的以控制富营养化为目标的总量控制，开辟了分区分级控制的新道路，使得总量控制向以生态系统健康为基础的管理目标进行转变。在美国，现在是基于技术和基于水质的总量控制技术共同实施，主要是要求污染源首先达到排放标准，然后判断水质是否达标，在此基础上再对本达标区域实行总量控制，这种采用多种总量控制方法可大大减少污染控制的费用。应该说从单纯采取基于技术的排放总量控制至今，美国的水环境污染控制取得了明显的成效。三、我国水污染总量控制的理论与技术体系(一)我国流域总量控制的发展1.研究进展我国的水环境容量与总量控制技术研究始于20世纪70年代，并逐步应用于环境管理之中，形成了涵盖总量控制、排污许可证等的环境管理基本制度。（1）初期启动阶段此阶段从20世纪70—80年代初期。在此期间，在北京东南郊环境质量评价、黄河兰州段、图们江、松花江、漓江以及渤海、黄海环境质量评价等项目中，研究者应用了不同的水质模拟的数学方法分析水体污染物自净规律、制定水质排放标准，从不同角度提出了水环境容量的概念。（2）大规模研究阶段此阶段为“六五”期间，水环境容量研究被列入国家环保科技