地表水水质改善？标准是基石—中美水质标准分析
慧聪水工业网 摘要：水基因公众号曾在今年三月份邀请美国加州橙县水流域管理局水质规划处主任彭舰博士就美国水质标准制定进行了阐述，我们在这里继续讨论这个话题，并与中国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)进行比较，分析中美地表水水质标准的不同特点。
研究员介绍
黄新皓(中方研究员)
中国人民大学环境政策与管理硕士，目前就职于一家研究机构，从事国际环境政策研究工作。
王大伟(美方研究员)
河海大学环境工程专业博士，现为美国弗吉尼亚联邦大学博后，从事水处理新技术的开发工作。
中美水质标准分析
1法律法规支持
美国《清洁水法》(CleanWaterAct,CWA)第303条“水质标准与实施计划(waterqualitystandardsandimplementationplans)”和联邦法规(CFR)第40卷131章“水质标准(WaterQualityStandards，WQS)”建立了美国水质标准的基本框架。
CWA及其执行法规要求各州制定并适时修订适用于美国水体或州管辖内水体片段(segments)的水质标准。各州应至少每3年对水质标准进行一次审查，并在必要时对其进行修订。水质标准的制定以保护水环境质量为目标，提供对鱼类、贝类和野生生物的繁殖及水中和水上娱乐的保护(即“可渔可泳”的目标)。各州制定的水质标准可比清洁水法中的要求更为严格。比如加州早在2006年就将藻毒素列为克拉玛斯河的受损因子，而美国环保局两年后才用这一污染物指标。
为了更好地促进CFR第40卷131章的执行，美国环保局(EPA)汇编了一本水质标准计划指南——《水质标准手册》(TheWaterQualityStandardsHandbook)，包括了对各州审查、修订和实施水质标准的建议。《水质标准手册》一共有8章，于1983年首次发布，最新一次修订在2014年。
《环境保护法(2015)》(新环保法)和《水污染防治法(2008)》规定，国家环境质量标准由国务院环境保护主管部门制定;地方政府可以制定地方环境质量标准，且“地标”可以严于“国标”。
目前我国现行的国家水环境质量标准包括：《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)、《海水水质标准》(GB3097-1997)、《地下水质量标准》(GB/T14848-93)、《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)和《渔业水质标准》(GB11607-89)，共5大类。其中，“地表水环境质量标准”的前身为“地面水环境质量标准”，于1983年首次发布，在1988年、1999年和2002年经过三次修订之后，最新的《地表水环境质量标准》于2002年6月1日正式实施。此外，2015年出台的《水污染防治行动计划》(“水十条”)提出完善标准体系，制修订地下水、地表水和海洋等环境质量标准。
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历史发展
美国地表水质标准的发展有两个重要的时间节点。
☑️1972年——《清洁水法》颁布。在1948年颁布的《联邦水污染控制法》(FederalWaterPollutionControlAct)经过多年的完善和补充，在这一年被重新命名为《清洁水法》。《清洁水法》为水质标准构建了基本的法律框架，经过多次修订，最终变成上文中提及的第303条。
☑️1983年——《水质标准管理》(WaterQualityStandardsRegulation)的发布。其实早在1975年，美国环保局就发布了第一版的《水质标准管理》，不过当时的那个版本只包含了一些常规污染物。而1977年修订的《清洁水法》对《污染物排放控制系统》(NationalPollutantDisgeEliminationSystem，NPDES)进行了修改，将重点转移至有毒排放物的控制上。为了进一步强调对有毒污染物的控制，美国环保局在1983年对《水质标准管理》进行了修订，而这个版本的《水质标准管理》也就是上文中提到的《水质标准手册》的基本内容。
我国地表水质标准的发展，可以分为“1983年前”和“1983年后”两个阶段。1983年前，我国并没有单独的地表水质标准，只是对饮用水水源地的水质进行了规定，如在1956年通过的《集中式生活饮用水水源选择及水质评价暂行规定》。而在1983年颁布的《地面水环境质量标准》标志着我国地表水质标准的制定进入了新时期。
☑️1983年：在由当时的国务院环境领导小组提出，城乡建设环境保护部负责制定了《地面水环境质量标准》，即GB3838-83。该标准将地面水分为三级，分别是“水质良好”、“水质较好”以及“水质尚可”。该标准还制定了包含总氮、总磷和COD等在内的20项标准。
☑️1988年：由当时的国家环境保护局负责对上述标准进行第一次修订，制定了GB3838-88。该标准首次将地面水水域按使用目的和保护目的划分为I至V类。而水质标准项目从原来的20项增加到30项，比如将总氮细分为硝酸盐、亚硝酸盐、非离子氮和凯氏氮。
☑️1999年：由当时的国家环境保护总局负责对GB3838-88修订，制定了《地表水环境质量标准》(GHZB1-1999)。根据1997年通过的《中华人民共和国水污染防治法》，将原标准中“地面水”改称为“地表水”。基本标准项目增加到31项，项目标准共计75项。
☑️2002年：由当时的国家环境保护总局负责对GHZB1-1999修订，制定了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)。本标准项目共计109项，其中地表水环境质量标准基本项目24项，集中式生活饮用水地表水源地补充项目5项，集中式生活饮用水地表水源地特定项目80项。该标准为现行标准。
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水质标准体系
美国的水质标准主要由四部分组成：指定用途(DesignatedUses)、水质基准(WaterQualityCriteria)、反退化政策(AntidegradationPolicy)和一般政策(GeneralPolicies)。
《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)分为7部分，包括：范围、引用标准、水域功能和标准分类、标准值、水质评价、水质监测、标准的实施与监督。
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水体用途分类
美国水质标准的第一部分是水体分类系统，分类的依据是水体的预期用途，称为指定用途(DesignatedUses)或有益用途(BeneficialUses)。CWA将水体用途划分为7大类：公共供水(publicwatersupplies)、鱼类、贝类和野生生物的繁殖和保护(protectionandpropagationofFish,Shellfish,andWildlife)、水中和水上娱乐(recreationinandonthewater)、农业(agricultural)、工业(industrial)、通航(navigation)和其他(Others)。
各州在制定水体用途时，可设计比CWA中分类更细的用途，但是不能将废弃物运输和排放作为指定用途。例如，加州定义的标准化有益用途多达23类，包括接触性娱乐用水、非接触性娱乐用水、市政供水、寒冷型淡水生物栖息地等等。同时，CWA还规定各州必须考虑并确保可达到和保持下游水体的水质标准。一个水体往往具有多种指定用途，若州希望移除水体的某个用途，则必须通过“用途可达性分析(UseAttainabilityAnalysis，UAA)”提供证明材料，说明这些用途无法实现的原因。
《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)按照地表水水域环境功能和保护目标，将全国的水体按照功能高低依次划分为五类：
Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区;
Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;
Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区;
Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;
Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
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水质基准/标准限值
美国水质标准的第二部分是一套足够支持水体指定用途的水质基准(WaterQualityCriteria)。如果一个水体具有多种指定用途，基准必须支持最敏感的用途。美国水质基准分为定量(numeric)和定性(narrative)两种，定量基准的建立主要考虑对水生生物和人体健康的影响。EPA的水生生物基准同时强调对淡水(freshwater)和咸水(saltwater)物种的短期(急性，acute)和长期(慢性，onic)影响;人体健康基准旨在保护人类免遭食用鱼类或其他水生有机体的暴露影响，表达了污染物不会对人体健康造成重大长期风险的最高浓度。与定量标准不同，定性基准仅是对水体所需水质目标进行描述和说明。例如，定性基准可要求排放“没有反感的颜色、味道和浊度”。
淡水水生生物基准示例——镉(溶解性)
慢性基准：
4日平均浓度(单位：μg/L)超过给定数值的频率不得高于平均每三年一次。
地表水水质改善？标准是基石—中美水质标准分析
急性基准：
24小时平均浓度(单位：μg/L)超过给定数值的频率不得高于平均每三年一次。
地表水水质改善？标准是基石—中美水质标准分析
人体健康基准示例——二溴甲烷
为了保护人体健康免受从水中和被污染水生生物中摄取二溴甲烷的潜在致癌影响，水环境基准定为0.55μg/L;为了保护人体健康免受单独从被污染水生生物中摄取二溴甲烷的潜在致癌影响，水环境基准定为17μg/L。该标准基于17.5克/天的淡水鱼类摄入量这一默认值估算而得。
来源：NPDES许可证编写者指南(NPDESPermitWriters’Manual)
EPA在CWA第304条(a)款要求下制定了推荐基准(recommendedcriteria)，从1972年发布推荐基准蓝皮书(BlueBook)以来，经历了1976年红皮书(RedBook)、1986年金皮书(GoldBook)到2009年国家推荐水质基准(NationalRecommendedWaterQualityCriteria)等多次修订，目前联邦层面的水质基准包括126种优先有毒污染物(Prioritytoxicpollutants)、营养物(nutrients，氮和磷)、温度、pH、溶解氧(dissolvedoxygen)和细菌等污染物指标。各州在为其管辖的水体制定水质基准时，通常参考联邦出台的推荐基准，并结合水体的指定用途，为该水体制定一份满足其最敏感用途的水质基准。
《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中基本项目共包括24个污染物指标，以化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)为主要“抓手”。污染物的标准限值对应地表水五类水域功能分为五个等级，不同功能类别分别执行相应类别的标准值，功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。
相比而言，我国水质基准的制定过程相对缓慢。2015年新《环保法》第15条提出，国家鼓励开展环境基准研究;2017年《国家环境保护标准“十三五”发展规划》要求结合流域环境特征修订地表水环境质量标准，提高各功能水体与相应水质要求的对应性。2017年9月，环保部发布的《淡水水生生物水质基准制定技术指南》(HJ831-2017)、《湖泊营养物基准制定技术指南》(HJ838-2017)和《人体健康水质基准制定技术指南》(HJ837-2017)正式实施，首次规定了水质基准制定的程序、方法与技术要求，但相应水质基准目前还尚未出台。
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反退化要求
美国水质标准的第三部分是反退化政策。当水体水质现状比水质基准要求还要好时，反退化政策就发挥作用。这项政策旨在保护相对未污染的水生系统，以防止进一步的水质降低。
为了防止现有水资源质量恶化，反退化政策提供了三个级别的保护水平：
第1级(Tier1)：这一级要求现有用途以及保护现有用途所需的水质水平得到维持和保护;
第2级(Tier2)：水体质量超过支持水上和水中的鱼类、贝类、野生生物和娱乐的必要水平(有时被称为优质水体)，第2级要求这一水平的水质得到维持和保护;
第3级(Tier3)：这一级要求优质国家水资源(outstandingnationalresourceswaters，ONRWs)的水体质量得到维持和保护。
目前我国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中缺乏类似的要求。新《环保法》中有类似的要求，例如第28条规定“未达到国家环境质量标准的重点区域、流域的有关地方人民政府，应当制定限期达标规划，并采取措施按期达标”;第29条规定“国家在重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域划定生态保护红线，实行严格保护”。
讨论
从上面的比较可以看出，中美在水质管理领域还是存在很大差异的，理念不同导致最终的管理方式也很不一样。改善水环境质量、保护水生态环境和人体健康是共同的最终追求，那么对于这一话题您有什么想法?
研究员们辛苦啦，听听大牛们怎么说~
王子健
中国科学院生态环境研究中心研究员
我觉得比较理想的水质标准包括欧盟水框架指令EQS等相关标准和美国SDWA下的CCL-RT标准系列。美国地表水标准由于历史原因，尽管问题很多，也很难改了。作为补充措施，在1992年增加了一个NTR，一定程度上弥补了地表水标准的不足。这些标准指的是化学完整性指标，不包括其他类型指标及标准(基准)。而且只实际到标准的原则，不涉及标准流程问题。本世纪科学家和管理者提出的问题是：工业化以来有数万种化学品进入环境，过去我们只是针对“已经证明存在问题”的污染物制定标准。这种做法对吗?
宋国君
中国人民大学教授
现在看，比较的比较粗，没有明确指出我国可能存在的问题。例如，地表水质指标的标准值是否需要给出急性和慢性两个值?指定用途和水质类别差别在什么地方，会有什么问题?美国的水质基准也分了很多用途和自然条件(咸水、淡水)，我国不分，会有何问题等。
韩冬梅
河北大学副教授
水质标准的制定必须是要以保护受体健康为最终目标，并且必须保证能实现水体质量的不断改善。在水质标准体系的制定和表述上，我们能看到美国人的直白和较真。美国人很乐意把事情说的很直白，好像生怕你不懂似的。所以我们会在他们的法律文件中看到“可游泳，可钓鱼”的字眼。这让人想起前些年中国某地的公众要求他们的环保局长下河游一圈的事。美国人就敢把这个写到法律中，甚至能钓到什么鱼，都能给你说清楚。在水质基准的研究中，美国人也是较真的，所以会分成对生物和对人，对生物还分成急性和慢性，甚至包括咸水和淡水都有相应的基准值。而中国的水质标准缺少基准的研究，在指标值上是整齐划一，实际上就含糊的多。美国人在这方面的较真还体现在关于“反退化”这一重要的政策中。作为水质标准中特别重要的一部分，“反退化”毫不留情面。这根控制水质标准的“红线”死死拽住了任何试图导致水质退化的行为。为了实现“反退化”的目标，排污者在必要的情况下必须执行更严格的基于水质的排放限值，如此美国的地表水体才能确保一天比一天好。这点非常重要!尤其对于中国目前的水环境管理尤为重要!中国目前仅仅依靠五种水体划分以及各类定量指标为依据的环境标准，并不能遏制水质的持续恶化和水生态环境的持续破坏。《环境保护法》和《水污染防治法》在未来的修订中必须要写入“反退化”这条原则，这不仅是政府表明实现绿水青山的坚定决心，更是完善我国水质标准和污染物排放标准政策体系的重要一环。甭管是开奥运、世博还是APEC，只要水清了，就不允许倒退，只要水里的鱼活过来了，就绝不允许再枉死。这是科学，也是我们对于大自然万物生灵最基本的道义和责任。
张震
中国环境监测总站工程师
绿水青山就是金山银山，我国水环境保护的理念正在扭转。保护地表水质，保障人体健康，维护良好的生态系统，需要更加细致、明确、科学的水环境质量标准来约束水污染物排放。美国水质基准反映对应的生态特性和公众健康的要求，是科学管理的必然结果，值得借鉴
郑书海
美国林肯州自然资源局工程项目中心主任
这篇文章简要地比较了中美两国地表水标准的历史与现状。随着工业的发展，污染问题逐渐加剧。人们对环境健康的关注也促进了环保行业的快速发展。而现有的地表水质量标准显然已经落后于人们对水环境质量的要求。新标准的制定和实施将需要政府、工业界和普通民众的共同努力。
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