经济发展影响下我国海洋环境污染压力变化趋势及污染减排对策分析

张志锋, 韩庚辰, 张 哲, 王 燕

（国家海洋环境监测中心, 辽宁 大连 116023）

经济发展影响下我国海洋环境污染压力变化趋势及污染减排对策分析

张志锋, 韩庚辰, 张 哲, 王 燕

（国家海洋环境监测中心, 辽宁 大连 116023）

对 20世纪90年代以来我国经济发展影响下的海洋环境污染变化趋势进行了分析, 指出近年来我国海洋环境污染防治工作取得了一定成效, 但近岸海域污染的总体形势依然严峻, 并可能随着经济总量的增长而再次恶化, 氮磷营养盐超标导致的海水富营养化是近岸海域的主要污染问题。讨论了我国现行的污染物减排策略对海洋污染防治的局限性, 并以国家“十二五”发展规划、沿海区域社会经济发展规划为依据, 综合分析“十二五”期间我国海洋环境污染防治面临的压力和主要入海污染源的排污特征, 建议应对农业非点源开展源头污染控制、对沿海地区点源加强末端治理, 实施流域-河口-海域联动的入海污染物减排策略。

经济发展; 海洋环境污染; 营养盐; 流域-河口-海域联动

海洋是人类社会可持续发展的战略资源基地,海洋资源存储巨大, 为社会经济特别是沿海经济和海洋经济发展提供了重要的资源条件和物质基础。改革开放以来, 我国经济发展迅速, 2010年国内生产总值（GDP）已接近 40万亿元, 超过日本成为全球第二大经济体; 其中, 沿海地区11个省（自治区、直辖市）的GDP之和占全国GDP总量的60.8%[1]。但在我国社会经济快速发展的同时, 局部海洋生态环境也遭到了破坏, 近岸局部海域污染的总体形势持续严峻, 由污染导致的富营养化、赤潮灾害频发。

据初步统计, 进入海洋的全部污染物中有 80%以上来自陆地污染源, 海洋环境污染与沿海地区以及入海河流流域范围内的全部社会经济活动都可能相关[2-3]。秦怀煜等[4]使用全国海洋生产总值和全海域未达到第一类海水水质标准的海域面积（简称“劣一类水质海域面积”）为指标, 对我国海洋经济增长与海洋环境的库兹涅茨曲线（EKC）进行了实证分析,结果显示我国海洋经济增长与海洋环境污染之间的EKC关系并不显著, 表明海洋经济活动并不是导致我国海洋环境污染的主要原因。柯东胜[5]在分析珠江口海域污染成因时指出珠三角地区流域社会经济活动所产生的陆源污染贡献率最大。国家发改委编制的《渤海环境保护总体规划》中明确提出“从山顶到海洋”一体化规划治污工作思路, 将环渤海 40余条主要入海河流的流域范围均纳入污染治理范围内,充分考虑了流域社会经济发展对近岸海域环境污染的贡献。

综上所述, 影响我国近岸水质的主要污染来源应是陆源排污, 但目前对于陆源排污和近岸海域水质的响应关系的研究较少。本文根据我国劣一类海域面积与我国GDP增长的EKC曲线拟合结果, 分析了我国海洋环境污染与经济总量的关系, 以及我国海洋环境污染压力的主要来源及变化趋势, 并由此提出了我国入海污染物的减排对策, 对我国未来海洋环境保护具有一定的指导作用和意义。

1 我国海洋环境污染状况

20世纪90年代, 我国近岸海域的污染问题已经相当严重, 全国劣一类水质海域面积从1992年的10万 km2上升到 1999年的 20.2万 km2, 平均每年以14.6%的速度增加[6-7]。进入 21世纪以来, 我国海洋环境污染加重的趋势得到了一定程度的遏制, 劣一类水质海域面积总体呈逐年下降趋势, 如图1所示。其中, “十一五”期间, 我国劣一类水质海域的年平均面积约15.1万km2, 比1999年降低了约25%, 但仍比1992年增加了约50%。近十年以来, 近岸劣于第四类海水水质标准的海域面积居高不下, 均保持在2.5 万 km2以上[8]。

总体而言, 虽然我国海洋环境污染控制工作取得了一定成效, 但是近岸海域污染总体形势仍然严峻。污染严重的区域相对集中在主要河流入海口附近海域（如长江口和珠江口及邻近海域）, 以及经济发展较快、人口密度较大的海湾沿岸（如辽东湾、渤海湾、莱州湾、杭州湾海域）和部分大中城市近岸局部水域。海水中的主要污染物多年来一直是无机氮、活性磷酸盐和石油类, 2009年无机氮和活性磷酸盐所导致的近岸海域劣一类水质面积约占全国近岸劣一类水质总面积的 60%, 石油类约占 5%, 我国近岸海域污染的核心问题是水体富营养化[6-8]。

图1 2000～2010年我国劣一类水质海域面积变化趋势Fig. 1 Interannual variation of sea area proportions with water quality worse than 1ststandard from 2000 to 2010

2 海洋环境污染与经济总量的关系

根据我国海洋环境质量公报和经济发展公报[6-9]的统计数据, 对1992～2010年全国GDP指数（以1978年为基期, 即1978年GDP指数=100）与我国近岸海域劣一类水质海域面积进行 3次函数的回归分析检验（置信度P=0.95）[10], 结果如图2所示。我国劣一类水质海域面积与全国GDP指数之间总体呈现N形的曲线关系, 显著性检验结果R2值为0.759, 下降拐点GDP指数所对应的时间为 2000年左右; 但在 2000年之后, 随着 GDP指数的增加, 劣一类水质海域面积再次出现增长。

进一步分析2000年以来各类海水水质的海域面积与我国 GDP指数的相关性, 结果表明, 第二类海水水质的海域面积与GDP总量之间呈显著的三次函数关系, 拟合曲线为 U型, 显著性检验结果R2值为0.884, 其拐点出现在2006～2007年所对应的GDP指数, 如图3所示。对于污染更为严重的第三类、第四类和劣四类海水水质的海域面积, 其与全国GDP总量之间并无显著相关性。

图2 我国GDP指数与劣一类水质海域面积的回归分析Fig. 2 Regression analysis between the national GDP exponents and the sea area proportions with water quality worse than 1ststandard

图3 我国GDP指数与第二类水质海域面积的回归分析Fig. 3 Regression analysis between the national GDP exponents and the sea area proportions with water quality worse than 1ststandard

综合以上结果可以初步判断: 自 2000年以来,影响我国海水水质的主要污染物入海总量得到了一定程度的削减, 这与长江、珠江、黄河等河流CODMn、氨氮入海污染物的降低是一致的[8], 入海污染物减排的效果主要表现为第二类海水水质的海域面积显著减小, 并带动全海域劣一类水质海域总面积的持续降低, 从而有效遏制了20世纪90年代以来海洋环境污染形势持续恶化的势头。但全海域第三类、第四类和劣四类海水水质的海域面积一直维持高位,并无明显降低趋势, 表明我国近岸局部海域环境严重污染的形势并未得到根本改善。并且, 自“十一五”以来, 主要由于第二类海水水质的海域面积再次增加, 导致全国劣一类水质海域总面积也于2008年开始由降变升。需要说明的是, 受20世纪90年代之前我国近岸海域海水水质监测数据可获得性的限制,上述结论的得出仅基于约20年左右的GDP和劣一类水质海域面积的数据。

“十二五”期间, 全国和沿海地区的经济总量还将进一步增长, 对海洋环境的污染压力也将进一步增大。以国家“十二五”规划纲要确定的经济增长速率（7%）来计算, 未来五年内, 我国沿海地区 GDP将达到31万亿元左右, 而全国GDP更将达到55万亿元。从每亿元GDP对应的劣一类水质海域面积的变化情况来看, 如果要使我国劣一类水质海域面积维持在“十一五”期间的平均水平（15.1万 km2）, 到 2015年,需要将每亿元GDP对应的劣一类水质海域面积减小到2009年的68%左右, 如图4所示; 而如果要使海域污染状况恢复至 1992年的水平（10万 km2）, 到2015年, 每亿元GDP对应的劣一类水质海域面积则须降至2009年的45%。因此, 在社会经济高速发展的形势下, 我国海洋环境污染防治工作未来将面临更大的压力。

图4 我国劣一类水质海域面积与沿海地区GDP和全国GDP的关系Fig. 4 The correlationship between the sea area proportions with water quality worse than 1ststandard and the national and coastal provinces GDP

图 5 2006～2010年 23条主要入海河流的流量污染物入海量Fig. 5 Annual water flux and pollutants flux of the main 23 rivers into the sea from 2006 to 2010

图6 2006～2010年300个陆源入海排污口的污水及污染物排放量Fig. 6 Annual waste water flux and pollutants flux of the 300 drain outlets from 2006 to 2010

3 海洋环境污染压力的主要来源及变化趋势分析

我国近岸海水中的主要污染物是氮和磷, 局部海域也受到石油类等的污染, 但海水中氮和磷的含量过高是导致我国近岸局部海域水质劣于第三类海水水质标准的主要原因。并且, 由于海水中的氮和磷主要来自于陆源输入, 其中入海江河的输入量占陆源输入总量的大部分, 因此也造成了我国近岸海水中营养盐含量高值区主要集中分布于大型河流入海口及邻近海域, 一些大型海湾受到的营养盐污染也主要来自于入海河流, 并表现出海水中的营养盐含量从靠近陆地向离岸方向呈梯度减小的空间分布态势。

另一方面, 我国自“十五”以来所实施的水体污染物减排战略主要以控制生活污水和工业废水排放、改善陆地地表水环境质量为目标, 并在“十一五”期间将化学需氧量（CODCr）这一综合指标作为水体污染减排的控制指标。CODCr反映了水体受到还原性物质污染的程度, 水体中部分含氮营养盐污染物因属于还原性物质也被包含在这一综合指标内。因此,对污水中 CODCr排放总量的削减, 会在一定程度上降低污水中营养盐物质的排放总量, 这种削减作用主要体现在通过点源排入地表水环境或直接排入海洋的营养盐物质。

根据国家海洋局近年来的监测数据, 对江河和陆源入海排污口这两类最主要的陆源入海污染源的主要污染物排放量的年际变化趋势进行分析, 如图5和图6所示。由图5可以看出, 2006年至2010年, 我国 23条主要河流（其入海径流量总和占全国多年入海径流总量[11]的80%以上）排放入海的CODCr、氨氮和总磷均呈逐年降低的趋势, 但2008年以后均呈增大趋势, 至2010年为“十一五”期间的最高值。由图6可得, 2006年至2010年我国监测的300个陆源入海排污口排放入海的污水量显著增加, 表明随着我国沿海地区经济总量的增长, 工业和生活用水量也不断增大; 但排污口排放入海的CODCr、氨氮等污染物量均呈下降趋势。

综合图 5和图 6的结果, 可以得到如下主要结论:

其一, 近年来实施的水体污染物减排策略对于控制沿海地区向海直排的污染物总量发挥了积极作用, 经由点源排放入海的CODCr、营养盐污染物总量呈明显下降趋势。但由于点源排放入海的污染物量所占比例相对较小, 现有的减排成果对改善我国近岸海洋环境污染状况的作用有限。

其二, 河流是最主要的陆源入海污染源, 但是由于河流携带入海的营养盐物质有自然本底输入、农业非点源输入、生活污水和工业污水输入等多种形式, 因此我国现行的主要针对点源 CODCr排放总量的污染物减排策略对于河流携带的多源营养盐入海量的减排能力已达瓶颈, 随着经济总量的持续增大将很难有效控制河流入海的营养盐污染物总量。

其三, 总体而言, 由于江河入海污染物总量比排污口入海污染物总量要大得多, 因此我国近年来经由陆源输入海洋的 CODCr、营养盐污染物总量均呈先下降后上升的趋势。在我国对点源污染物排放总量控制取得一定成效的情况下, 流域污染物的输入对近岸海域的污染日益凸显。

此外, 根据全国第一次污染源普查结果[12], 全国及沿海 11个省（自治区、直辖市）不同类型污染源所占比例如图7所示。就全国而言, 农业污染源的污染物排放量最大, 其次为工业污染源; 并且, 因高氮磷废料用量的农田面积大幅增长、流域农村地区畜禽养殖业密集发展、基础设施差的城乡结合部地带城镇建设快速扩展等而导致的农业非点源污染物排放量呈显著增长趋势[13]。就沿海地区而言, 上海市以工业和生活污染源为主, 浙江省、广东省以工业污染源为主, 其他省（自治区、直辖市）均以农业污染源为主。这也进一步表明, 对海洋环境污染防治而言, 陆地点源 CODCr排放量的削减不足以显著改善我国近岸海域的污染现状, 必须高度重视入海江河流域内农业非点源排放的氮磷营养盐。

图7 全国及沿海各省（自治区、直辖市）污染源所占比例Fig. 7 Percentages of different pollution sources of the entire country and coastal provinces

近年来, 国家不断加强统筹谋划人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局, 对产业结构的调整优化力度尤为突出。根据近年来国务院批准实施的我国沿海区域社会经济发展战略、我国农业发展战略格局[15], 我国农业主产区将主要聚集于辽河、黄河、长江中下游和珠三角地区, 这些河流的河口区将面临流域农业非点源污染物输入的压力; 而沿海地区社会经济发展战略已基本覆盖了全部海岸带区域,高污染产业进一步向沿海聚集, 并将同时带来人口数量的剧增。

综上所述, 在我国经济总量持续增长、工农业布局向主要江河流域中下游和沿海地区聚集的形势下,“十二五”期间我国入海污染压力将呈现如下特点:一是随着我国经济总量的持续增长, 海洋环境承受陆源输入污染物的压力将越来越大; 二是经由流域入海的农业非点源氮磷排放量居高不下, 沿海地区因经济区聚集发展而导致的人口增长也将产生更多的富营养化生活污水排入海洋, 导致海水富营养化问题及所带来的污染和生态效应仍将长期存在; 三是根据沿海发展规划, 石化、冶金、造纸、纺织等高污染产业向沿海地区进一步聚集, 可能对近岸海洋环境带来重金属、持久性有机污染物等的污染新问题。

4 入海污染物减排对策分析

当前, 我国海洋环境污染状况正处于由逐步好转向开始变差的转折点, 第二类海水水质的海域面积已开始增长、劣于第三类海水水质的海域面积居高不下, 而江河入海污染物总量也呈增长态势; 随着全国经济总量的持续增长, 沿海地区各类产业开始高密度布局, 未来海洋环境还将承受“从山顶到海洋”的更大纳污压力。在我国已基本实现点源排放COD总量削减目标的形势下, 影响我国海洋环境的主要陆源污染物是氮磷营养盐, 主要污染来源是经由江河入海的农业非点源。

因此, “十二五”期间, 国家层面的水体污染物减排策略应充分考虑海洋环境污染防治的需求, 将氨氮和总磷也纳入污染物减排的控制指标体系中; 沿海地区在制定入海污染物减排计划时, 除了氨氮和总磷以外, 还应结合区域产业结构和经济布局情况,设定区域特征的入海污染物控制指标, 以防止近岸局部海域受到重金属、持久性有机污染物等的污染。

“十二五”期间, 我国入海污染物总量减排的主要对象仍将是包括江河流域、陆源入海排污口等在内的陆源污染源, 分为点源和非点源两种排污类型。并且由于农业污染源所占份额较大、所排放的氮磷营养盐是影响我国海洋环境质量的主要污染物, 为在有限的农田上实现农民增收和污染减排的和谐发展模式, 应借鉴欧美发达国家的经验, 对农业非点源实行源头控制策略, 推动多部门合作的流域-河口-海域污染综合治理工程, 通过对主要入海流域范围内和沿海地区农田的轮作类型、施肥量、施肥时期、肥料品种、施肥方式等的规定, 实现氮磷营养盐的源头减排[13-14]; 针对农村畜禽养殖业引起的非点源污染, 应以在较低成本下促进畜禽粪便还田为目标,通过加强技术革新和基础建设削减氮、磷污染物的排放量; 在城镇建设的快速扩展进程中, 也要进一步加强基础设施建设, 以控制农村生活污水带来的氮磷污染物排放量。

“十二五”期间, 我国点源污染源的末端治理力度也仍待进一步加强, 污染处理设施、处理能力和处理深度等还有待提高。据第一次全国污染源普查结果统计[12], 我国污水处理设施年处理污水量仅占污水总排放量的 10%, 其中有 90%以上是城镇污水处理厂处理的生活污水; 其他工业废水、生活废水和农业非点源污染物等基本未经过处理就直接排放到海洋或通过流域内的入海河流进入海洋。特别是沿海11个省（自治区、直辖市）的工业、农业和生活污染源占全国污染源总数的 53.44%, 但是集中式污染治理设施仅占全国49.23%。未来高污染产业向沿海地区的进一步聚集将产生大量的化学需氧量（CODCr）、氮磷营养盐等常规污染物, 以及重金属和持久性有机污染物等, 只有必须通过加强污染处理设施对多种污染物的处理能力和处理深度, 才能有效防治近岸海域的富营养化问题以及其他有毒有害污染物可能引起的新的环境问题。

5 结语

21世纪以来, 在国家污染减排总体战略下, 我国海洋环境污染防治工作取得了一定成效, 但近岸海域污染的总体形势依然严峻, 并可能随着经济总量的增长、产业结构的调整等而再次恶化, 氮磷营养盐超标导致的海水富营养化是近岸海域的主要污染问题。我国现行的以水体化学需氧量削减为控制指标的污染物减排策略已不能完全适应经济发展影响下海洋污染防治的要求。流域-河口-海域联动的治污机制应成为我国海洋污染防治的主要策略; 各大入

海流域的农业非点源排放的氮磷营养盐, 以及沿海地区的点源和非点源污染物排放, 都将是我国未来入海污染物减排的重点控制对象。

[1] 国家统计局. 国民经济和社会发展统计公报[R]. 北京: 国家统计局, 2010.

[2] 付青, 吴险峰. 我国陆源污染物入海量及污染防治策略[J]. 中央民族大学学报（自然科学版）, 2006, 15（3）:213-217.

[3] 沈颖. 海洋环境污染与环境保护[J]. 环境科学进展,1997, 5（1）: 67-75.

[4] 秦怀煜, 唐宁. 海洋经济增长与海洋环境污染关系的EKC模型检验[J]. 当代经济, 2009, 158-159.

[5] 柯东胜. 珠江口海域污染及其防治对策[J]. 海洋开发与管理, 2005（6）: 88-91.

[6] 国家海洋局. 中国海洋环境年报[R]. 北京: 国家海洋局, 1992～1998.

[7] 国家海洋局. 20世纪末中国海洋环境质量公报[R].北京: 国家海洋局, 1999.

[8] 国家海洋局.中国海洋环境质量公报[R]. 北京:国家海洋局, 2000～2009.

[9] 国家统计局. 国民经济和社会发展统计公报[R]. 北京:国家统计局, 1992～2009.

[10] 张成, 朱乾龙, 于同申. 环境污染和经济增长的关系[J].统计研究, 2011, 28（1）: 59-67.

[11] 程天文, 赵楚年.我国主要河流入海径流量、输沙量及对沿岸的影响[J]. 海洋学报, 1985, （04）: 460-471.

[12] 国家统计局. 第一次全国污染源普查公报[R]. 北京:国家统计局. 2010.

[13] 张维理, 武淑霞, 冀宏杰, 等.中国农业非点源污染形势估计及控制对策I. 21实际初期中国农业非点源污染的形势估计[J]. 中国农业科学, 2004, 37（7）:1008-1017.

[14] USEPA. Non-Point Source Pollution from Agriculture.2003. http://www.epa.gov/region8 /water/nps/npsurb.html.

[15] 全国主体功能区规划.2011. http://wenku.baidu.com/view/12b4f70eba1aa8114431d961.html.

Received: Mar.,29,2011

Key words:economic growth; marine environmental pollution; nutrients; from river basins to coastal zones

Abstract:The marine environmental pollution trend and the effects of economic growth from 1990s were analyzed and we found the pollutant discharge reduction strategy had acquired some good effects on marine environmental pollution control, but the situation is still very serious and will be deteriorated with the increasing economic growth in the coming future. Eutrophication caused by excess nutrients in sea water will be the main problem of our coastal environment. The limitations of total maximum discharge control strategy of Chemical Oxygen Demand （COD）were discussed. According to the perspective of society and economy development in coastal areas and the main pollution sources and their sewage characteristics, it was proposed that new pollutant discharge reduction strategy,covering from river basins to coastal zones, should be considered for the prevention of marine environmental pollution, including on-site control of agricultural non-point source pollution in main river basins, enhanced wastewater treatment of point sources in coastal zones.

（本文编辑:康亦兼）

Analysis of marine environmental pollution trend under the influence of economic growth, and proposal for pollutant discharge reduction strategy

ZHANG Zhi-feng, HAN Geng-chen, ZHANG Zhe, WANG Yan
（National Marine Environmental Monitoring Center, SOA, Dalian 116023, China）

X5

A

1000-3096（2012）04-0024-06

2011-03-29;

2011-07-12

国家海洋局908项目集成（908-ZC-I-14）

张志锋（1977-）, 男, 湖南株洲人, 研究方向: 环境化学,电话: 0411-84782732, E-mail: zfzhang@nmemc.gov.cn