“一带一路”沿线中欧国家地表水环境污染状况分析

冯亚坤,张 伟,3,4,左其亭,3，李佳璐，郝明辉，韩淑颖

(1.郑州大学水利与环境学院,河南 郑州 450001; 2.郑州市水资源与水环境重点实验室,河南 郑州 450001;3.河南省地下水污染防治与修复重点实验室,河南 郑州 450001; 4.河南省水体污染防治与修复重点实验室，河南 平顶山 467036)

位于“一带一路”沿线的中欧国家有波兰、捷克、斯洛伐克和匈牙利。这4个国家经济结构和发展模式既有共同点，又各有明显差异：工业均较发达，采矿、冶金和机械制造等重工业占比较大，同时农业、啤酒产业和林业等也在国民经济中占重要地位，而此类行业的发展均高度依赖于良好的水质。以捷克为例，其最具特色的啤酒业具有较大的生产和消费能力，所生产的啤酒远销德国和美国等国家，而每生产1 L啤酒需要5 L干净水。同时，4个国家的首都华沙、布拉格、布拉迪斯拉发和布达佩斯均依河而建(华沙位于维斯瓦河两岸、布拉格位于伏尔塔瓦河两岸、布拉迪斯拉发和布达佩斯位于多瑙河两岸)，其他许多大城市也均坐落在河畔，如维斯瓦河上的克拉科夫、格但斯克等。因此，系统了解中欧国家地表水资源和水环境现状具有重要意义，可促进自身水资源的可持续性利用、各行业发展以及“一带一路”的建设。

目前，对“一带一路”沿线国家水资源与水环境的研究多集中于主体水资源区划分、自然地理特征[1-4]、水资源利用与管理[5-6]等方面，已经确定11个水资源一级分区，也对沿线国家的自然地理特征有了较为系统的梳理。此外还有一些关于虚拟水、社会政策方面的研究[7-9]。关于水环境污染，尤其针对中欧国家的地表水环境研究还相对较少。水环境污染会加剧“一带一路”沿线国家的水资源短缺矛盾，影响工农业生产，制约国民经济发展。同时，水环境污染会影响饮用水、地下水和农产品的品质，对人类健康构成严重威胁。本文对中欧沿线国家的水环境污染状况进行系统总结，并对未来治理的方向提出建议。

1 研究区概况

研究区位于东经12°05′～24°09′、北纬 45°44′～54°50′之间，北部地区地势平坦，平均海拔为173 m，其中大部分地区位于低矮的波德平原；东部地区大部分位于捷克-摩拉维亚高原，海拔较高，平均海拔可达500～600 m，而拉贝河平原和比尔盆地的海拔低于500 m；中部地区位于喀尔巴阡山脉西部，地势最高，平均海拔超过1 000 m；南部地区地势平坦，属于多瑙河中游流域，80%地区的海拔不足200 m。研究区域内主要河流有维斯瓦河、奥得河、拉贝河、伏尔塔瓦河和多瑙河等。维斯瓦河是波兰第一长河，发源于贝斯基德山脉，长1 047 km，流域面积占波兰国土面积的2/3，最后注入波罗的海；奥得河为国际河流，发源于捷克，流经波兰西北部，最后注入波罗的海；伏尔塔瓦河为捷克第一长河，长435 km，流经捷克西部地区，在梅尔尼克附近汇入拉贝河；拉贝河是国际河流，发源于捷克-波兰边境的苏台德山脉，流经捷克北部地区，之后进入德国；多瑙河是世界上最为国际化的河流，发源于德国西南部，从布拉迪斯拉发附近进入斯洛伐克境内，沿斯洛伐克和匈牙利边界向东流动，在布达佩斯北部折向南流，之后流经匈牙利全境。研究区域及河流分布如图1所示。

相关学者对研究区的测试指标主要集中于氮、磷、重金属等常规污染物以及药物等新兴污染物，而这些污染物也被认为是影响水环境的重要污染物，属于研究的热点和难点。本文主要对研究区的氮、磷、重金属以及药物等污染物指标进行分析。

图1 研究区域及河流分布

2 地表水环境污染状况

2.1 维斯瓦河流域

波兰经济体制转变后，众多企业和工厂关闭，在此背景下，维斯瓦河的水质从20世纪70年代开始有显著的改善，部分污染物，如N和P的排放得到有效控制，在水体中的浓度趋于稳定。1985—2005年，河流中COD和NH3-N浓度整体上呈下降趋势[10]；2009—2015年，河流的平均TN排放量为 140 597 t/a，TP排放量为10 676 t/a[11]，较2009年，2015年的TN排放量下降了约20%，TP排放量下降了约26%。河流中的N、P主要来源于地下水、管网排水和污水处理厂，所占比例分别为40%、30%和10%。同时，河流中Hg浓度在升高。2006年7月检测到维斯瓦潟湖鸬鹚肾脏和肝脏中Hg质量比分别为13.1 μg/g和7.71 μg/g[12]，呈升高趋势。由于检测的鸬鹚主要以维斯瓦湖为栖息地，所以可以间接反映出维斯瓦河中Hg浓度也在升高。Hg有剧毒，可在人体内累积并造成巨大伤害，如水俣病就是由Hg污染引起的，所以对维斯瓦河水体中Hg浓度的升高要有足够的重视。

从相关数据中得知，维斯瓦河流域中N、P等的污染程度基本得到控制，但近年来由于抗生素等药物的广泛使用和大量排入流域环境，抗生素等新兴污染物对流域水体造成的污染已不可忽视。在华沙市Czajka污水处理厂维斯瓦河排放处下游的 10 m 处检测到呋塞米和氢氯噻嗪(心血管药物)(2014年)，质量浓度分别为2 670 ng/L和 1 270 ng/L[13]。在维斯瓦河上游华沙市生活用水取水处附近检测到了阿奇霉素(抗生素)和霉酚酸(免疫抑制剂)，质量浓度分别为53 ng/L[14]和1.5～5.5 ng/L[15]。水体中的药物会引起较为严重的后果，如抗生素会引起抗生素污染，即导致敏感菌耐药性的增强以及耐药基因在环境中的扩展和演化，对其他生物也可能产生一定的毒性[16-19]。在城市以及大型污水处理厂下游水体中检测到抗生素等的浓度要远高于河流水体中的平均水平，所以生活污水等的排放是河流中抗生素等药物[20]的主要来源。

2.2 奥得河流域

奥得河干流和支流流经西里西亚地区，两岸坐落有拉齐布日、弗罗茨瓦夫、什切青等重要城市。西里西亚地区属高度污染区域，主要产业为煤炭开采、金属采矿和金属冶炼等，有许多石油炼制、钢铁铸造等工矿企业。奥波莱市属于奥得河洪泛区，2010年，在奥波莱市南部所取土壤样品中检测到的重金属Zn、Cu、Cd、Pb、Cr、Hg质量比分别为 50.51 mg/kg、17.41 mg/kg、0.09 mg/kg、9.41 mg/kg、5.36 mg/kg和0.04 mg/kg。土壤中重金属可能会通过降雨和地表径流等方式进入水体，从而对奥得河造成污染。Biaa Przemsza河流经西里西亚地区，主要受重金属污染，2014年监测到的Pb和Cd平均质量比分别为56.6 μg/g和1.62 μg/g[21]。上述重金属元素在自然界中较难降解，可通过生物链进行富集，从而引起高血压，甚至导致肾功能衰竭。该地区的重金属污染主要由西里西亚地区石油化工等工业造成。矿化岩石的风化会导致水环境中重金属浓度升高，现在该地区的采矿和冶炼活动大大加快了重金属向环境中的排放。与维斯瓦河相似，虽然经过波兰经济转型后，西里西亚地区的采矿和冶金等工业活动有所减少，也针对重金属污染进行了一定程度的治理，但奥得河干流及支流的重金属浓度依然较高。工业活动中较大量的重金属排放，以及重金属在该地区的迁移和二次污染，可能是造成重金属污染的原因。

过去近50年，人类活动的加剧对奥得河水环境产生了较大影响。2009—2015年，流域内平均TN和TP的排放量分别达94 550 t/a和5 051 t/a[11]，2014年奥得河和奥得河潟湖存在富营养化，该流域中甘醇二甲醚(工业溶剂)质量浓度较高(二甘醇二甲醚0.056 μg/L；三甘醇二甲醚0.219 μg/L，四甘醇二甲醚0.786 μg/L)。工业溶剂可通过皮肤或呼吸系统进入人体，从而对人体产生危害。奥得河中甘醇二甲醚的重要来源为莱格尼察市的污水处理厂[22]，此外靠近河流的众多印刷厂、木材工厂以及化工企业也造成了奥得河水环境的污染，是奥得河及支流中甘醇二甲醚等有机污染物的重要来源。

2.3 拉贝河-伏尔塔瓦河流域

表1 2004—2007年比利纳河重金属含量

2.4 多瑙河流域

3 地表水环境污染的影响与未来治理对策

“一带一路”沿线波兰、捷克、斯洛伐克和匈牙利等4个中欧国家的水环境污染物主要有氮、磷、重金属、多环芳烃等常规污染物，以及药物等新兴污染物。虽然部分河流(如维斯瓦河)中氮、磷污染由于经济转型、工业活动等减少而得到了有效控制，但仍存在富营养化的风险，奥得河流域的重金属和有机污染物含量依然较高，所以还需要进行进一步治理。抗生素等新兴污染物由于近年来大量使用抗生素，且社会以及政府环境部门等对其关注和治理的力度很低，所以其在河流中的含量正在逐年上升，对人体以及环境的危害将更加深远，严重程度并不亚于氮、磷等常规污染物。水资源是工农业发展不可或缺的基础资源，保证水资源的清洁程度具有重要意义，而目前中欧4个国家地表水环境的污染会严重阻碍其发展，进而将对“一带一路”倡议“五通”(政策沟通、设施联通、贸易畅通、资金融通、民心相通)的构建产生不利影响。针对中欧地区国家特点和“一带一路”的政策需求，未来可针对以下方面进行重点治理：

a. 在水体中氮、磷等营养物质含量有所下降但仍存在富营养化风险的基础上，继续坚持相关的政策和措施，使水体中营养物质含量进一步下降，水质持续改善。

b. 针对造成水体中重金属污染的采矿、冶金等工业活动进一步进行治理，并对重金属元素在水环境中的迁移和二次污染进行重点研究。

c. 有机污染物的治理比重金属污染的治理难度更大，未来可在科学使用农药、化肥以及加强污染物无害化处理等方面采取有效措施。

d. 规范抗生素、免疫抑制剂等药物的使用，并加大对大型城市生活污水以及污水处理厂处理过程中抗生素等药物的监测和处理力度，从源头上减少排放到水环境中的药物。由于抗生素等药物属于新兴污染物，与常规污染物不同，目前对其在水体中质量浓度的测定以及不同地区分布情况的检测均处于初始阶段，未来要加强这方面的工作，并完善相关法律。

e. 由于“一带一路”沿线中欧4个国家中涉及多条国际河流，所以国家之间关于水环境污染治理的合作将变得尤为重要。如东南亚地区的湄公河流经中国、老挝、缅甸等6个国家，近年来各个国家之间不断加强河流治理的交流与合作，达成了一些有效的协议与机制。未来波兰、捷克、斯洛伐克、匈牙利之间也应在现有基础上(如由14个国家组成的多瑙河保护国际委员会等)进一步加强国家之间环境部门的高层互访，为跨界河流制定统一的水质标准等，并协商建立关于河流污染信息的共享、沟通、反馈机制。这既可以加强对跨界河流水体污染的治理，又能促进“一带一路”倡议“五通”的构建。

4 结 语

“一带一路”沿线波兰、捷克、斯洛伐克和匈牙利4个中欧国家水环境中氮、磷、重金属等常规污染物的污染程度近几十年来有了一定的改善，但仍存在一定的问题，而且抗生素等新兴污染物污染程度不断加剧，已经日渐成为另一个水环境污染重点。未来应该巩固好目前治理成果，使常规污染物的污染程度进一步减轻，并加强关于新兴污染物监测、研究、法律法规制定等方面的工作。国家之间还应该针对跨界河流进行共同治理，使水环境在整个流域不断改善，避免只对部分河段进行治理，之后却又遭受其他河段水体污染情况的出现。“一带一路”合作倡议提出时间较短，针对中欧地表水环境污染的研究还相对较少。水环境污染是“一带一路”实施亟须解决的问题。本文对“一带一路”沿线中欧4个国家地表水环境污染的分析涉及范围较广，在具体问题上的分析深度不够，今后可针对具体的污染物进行深入研究。