长江流域水环境监测发展及展望

娄保锋 张亦弛

摘要：回顾了长江流域水环境监测的发展历程。以美国和欧盟为例，分析了水环境监测工作的国际发展趋势。总结了当前形势下长江流域水环境监测现状及问题，提出了相关建议：应加强水环境评价基准和标准体系建设;加强水环境分析方法标准体系建设，制定或修订一批以微量有机污染物及新出现的激素、抗生素类为主的水环境监测急需的分析方法标准;加强微量有机污染物监测技术人员培训;加强水生态监测和评价技术与指标体系的研究，制定相关的技术标准或规范，将水生态监测纳入水环境监测体系统筹考虑;加强水体沉积物的相关标准和评价技术方法研究。

关键词：水环境监测，监测方法，微量有机污染物，指标体系，长江流域

中图法分类号：X832文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.02.011

长江水环境监测是长江水资源保护与管理、长江水污染控制及水生态文明建设的重要基础性工作。目前，长江流域水环境监测虽然有了很大发展，但离当前新形势的要求还有不小距离。及时对长江流域水环境监测的历史发展过程进行系统总结，以全球视角总结长江流域水环境监测所存在的问题，认清其发展方向具有重要意义。由此，回顾了长江水利委员会水环境监测工作历程，简述了美国、欧盟等发达国家或组织的水环境监测工作，针对长江流域水环境监测所存在的问题提出了相关建议。

1 长江流域水环境监测历史回顾

1.1 20世纪50-70年代

20世纪50年代开始以水化学为主进行水质监测。1956年，中共长江流域规划办公室（简称“长办”）在寸滩、北碚、宜昌、白渡滩、黄家港、新店铺、郭滩等水文站开始进行天然水化学成分的监测。到1959年，长江干支流已有90个水文控制站（其中长办所属有53个）开展水化学监测。1960年，长江水化学成分测验站发展到179个，其中长办所属60个。

1959年，水利电力部指定长办编制的《水化学分析规范（草案）》作为流域内统一的水化学分析方法;1960年，修订后改名为《水化学成分测验规范》。

从1972年起，对长江干流21个城市江段，每年枯水期和丰水期各进行一次水质调查。1973年5月，长办水文处根据工业“三废”排放量越来越多和水利电力部防止水源污染的指示，发文要求渡口（现为攀枝花）、李家湾、寸滩、宜昌、陆水、汉口、南咀、丹江口、襄阳、大通等站自1973年6月起先后增加酚、氰、汞、砷、铬等水质监测项目。

1.2 20世纪80～90年代

20世纪70年代末，国家成立了专门的环境保护机构，水利部门和环保部门都分别开展以地表水为主的水环境监测工作。

据资料统计，到1980年底，长江流域有221个水质监测站（点）（未包括上海市126个测点）。到1992年，长江干支流已有551个监测站，其中干流水质监测站27个，基本上覆盖了全流域地表水体，常规监测项目不断扩充，至20世纪90年代已有30多项，包括水化学指标、重金属、五毒指标（挥发酚、氰化物、砷、汞、铬）、有机污染指标、卫生学指标等。

1983年，我国首次发布了GB3838-83《地面水环境质量标准》，并于1988年、1998年、1999年进行了多次修订，但实际上1998年和1999年的两次修订均具有过渡性。简言之，GB3838-83《地面水环境质量标准》和GB3838-88《地面水环境质量标准》在历史上具有相对的重要性，其包含的水质项目分别为20项和30项。GB3838-83标准将水质按级别划分，将水质分为一级、二级、三级，每个标准项目均对应3個标准限值。而GB3838-88标准将水质分为I类、II类、III类、IV类、V类。

1.321世纪以来

21世纪以来，长江流域水环境监测取得了大发展，水质监测断面数已由1977年的156个增至2012年的2700余个，具有监测能力的监测参数也有了较大发展，水质参数由1977年的30多项增至2012年的195项。监测手段更加多样化，分别于2000年和2016年建造了“长江水环监2000”和“长江水环监2016”水质监测船，每年在长江开展移动监测;自动监测站的建设和运行初具规模，建有水质自动监测站14座。遥感监测开始应用，利用遥感监测技术对太湖、珠江口、海河、渤海湾、蓟运河、于桥水库、苏南大运河等相关水体的富营养化和石油类污染等进行了研究。

在监测对象方面，从单纯的水质监测发展至水质、底质、土壤、水生生物等的监测。水华和藻类及其他水生态因子监测，从无到有，发展迅速。

2002年对GB8383-88《地表水环境质量标准》进行了修订，并规定从2002年6月1日开始执行，目前仍是全国范围内普遍执行的标准。修订后，该标准的变化主要表现在以下方面：①水质项目显著增加。从饮水安全考虑，在基本项目之外增加了“集中式生活饮用水地表水源地项目”，总项目数增至109项。②对某些水质参数首次明确规定了水样处理方式，即“本标准规定的项目标准值，要求水样采集后自然沉降30min，取上层非沉降部分按规定方法进行分析”。另外，2002年国家环保总局发布了HJ/T91-2002《地表水和污水监测技术规范》，规定了地表水和污水监测的布点与采样、监测项目与相应的监测分析方法、流域监测、监测数据的处理与上报、污水流量计量方法、水质监测的质量保证、资料整编等内容。2013年，水利部颁布了新修订的SL219-2013《水环境监测规范》。

水生态监测越来越受到关注。在全国或长江流域范围多次举办藻类监测技术培训班、细菌学检验培训班。2005年，水利部在部分城市开展了水生态系统保护与修复的试点工作，对水生态监测进行了探索;2008年，水利部水文局启动了太湖、巢湖等水域的藻类监测试点工作。2016年1月，水利部批准发布了SL733-2016《内陆水域浮游植物监测技术规程》，标志着在水生态监测技术方面取得显著进步。但从世界范围来看，我国的水生态监测仍处于落后状态。

目前，我国水生态环境监测并不完善，具体检测指标、检测方法，以及根据检测结果进行水质评价等都没有明确的技术规范。

2019年1月，生态环境部与发展和改革委委员会在发布的《长江保护修复攻坚战行动计划》中明确提出，提升监测预警能力，开展天地一体化长江水生态环境监测调查评估，完善水生态监测指标体系，开展水生生物多样性监测试点，逐步完善水生态环境监测评估方法。

沉积物是水环境的重要组成部分，是污染物的源和汇，和上覆水体的水质密切相关，对水生生物的生存和水产品安全有重要影响。所以，近年来沉积物监测也开始得到重视。但现行的GB3838-2002《地表水环境质量标准》没有涉及沉积物监测;在HJ/T91-2002《地表水和污水监测技术规范》中的第6.1.2.3节（底质监测项目）中规定地表水体的底质监测项目分为必测项目（11项）和选测项目（8项）;SL219-2013《水环境监测规范》中列出了沉积物监测的相关技术规范。但沉积物质量监测和评价仍是一个薄弱环节。

2 国际水环境监测概况

2.1 美国

19世纪末，美国水质污染尚属早期，对环境并未构成明显危害;分析技术也比较落后，直到20世纪30年代，只采用化学法（重量法、容量法、比色法），20世纪40年代，逐步引入分光光度法、电化学法（玻璃电极法、电流滴定法、电解电导法、光电检测法），但仍以化学法为主。至20世纪40年代末，美国开展的水质监测项目有50余项，包括物理指标、有机物综合指标、非金属无机物、金属类等，但有害有机物少。

早在19世纪80年代末，美国有关专家就认识到水质分析方法需要统一。由此，1899年发布了《水的标准分析方法》，这就是《水和废水标准检验法》（以下简称《标准检验法》）第一版。这套标准方法不仅在美国具有权威性，在世界上也受到高度重视，基本5a修订1次，其演变和发展基本反映了不同时期美国水质监测的状况和水平。第一版仅包括水质物理化学检验、微生物和细菌学检验两部分。

20世纪50-70年代是美国水质污染最严重的时期。随着化工、石化、农药等工业行业的发展及城市人口的快速增长，生活污水和工业废水排放量持续增加，大量有毒有害物质未经有效处理进入地表水体，超过了水体的自净能力。当时水体污染的特征是耗氧有机污染，特别是氨氮、石油类、TSS、COD、BOD、酚类等水质参数。1965年的《水和废水标准检验法》第十二版已包含：放射性检验;含氯农药;铁细菌和硫细菌的鉴别;工业废水对鱼类的急性毒性评价。这一时期是紫外一可见分光光度法的全盛时期，分光光度法成为水质分析的首选方法;GC法已开始用于测定含氯农药，红外分光光度法用于测阴离子表面活性剂，极谱法用于测铜、铅等重金属。尽管原子吸收分光光度法尚未纳入正式标准，但在污水重金属的测定中已开始应用。

20世纪70年代是美国水质监测向高级阶段过渡的重要时期，根据国会要求，美国环境保护署（EPA）开发、研制与其配套的标准分析方法系列，出现了EPAl00～EPA600系列，是环境领域第一部纳入联邦法规的系统的标准方法系列。它的推出标志着美国水质监测逐步向法规化、标准化、规范化过渡。由此开始，美国水质监测逐渐向以EPA方法系列为主导的方向过渡。1972年，美国国会通过了著名的《联邦水污染控制修正法》（即后来的“清洁水法”），使美国水污染控制和水环境监测进入了新的历史时期。1972年的“水法”中提出了对废水中毒性污染物的控制，特别是1977年的“清洁法”，进一步强化了对废水中含量很低（一般在微量级、痕量级、甚至在超痕量级水平）但毒性大、特别是具有“三致”（致癌、致畸、致突变）的毒性污染物的控制。以此为导向，美国水质监测向更深的层次发展，即重點向以毒性有机污染物为主的毒性污染物监测的方向发展。这种情况充分显现《标准检验法》的局限性，促使EPA600系列的发展。特别是在有毒有机物监测领域，EPA600系列成为主导。20世纪70年代美国水质自动监测站发展很快，在全国范围内建成了上千个水质自动监测站，基本覆盖各大水系。自动监测项目包括水温、pH、浊度、电导、溶解氧、氨氮、BOD、COD等。

20世纪80年代之后，美国水质监测在标准化、规范化、程序化等方面继续推进，监测仪器进一步大型化和现代化，USEPA500和USEPA600等分析方法标准发挥越来越重要的作用。USEPA500系列应用了很多新的分析技术，使用GC分析的方法有16项，使用GC/MS和HPLC分析的方法各有5项。USEPA600有17项分析方法，可分析217种有机物，其分析手段主要是GC、GC/MS、HPLC等，其检测限在ug/L或ng/L级别。美国水质监测项目逐步向痕量、超痕量化发展，分析过程也更为迅速。

美国在水质基准和标准方面具有强大完备的体系，在理念和技术方面都处于领先地位。在1976年和1986年相继发布了具有广泛影响的水质基准“红皮书”和“金皮书”。至2019年11月底，美国仍在使用2009年美国环保局发布的《国家推荐的水质基准》。该基准中列出了190个水质项目的基准，其中包括120项优先污染物，47项非优先污染物的浓度限值及23项感观舒适度水质基准。从水体类型来说，包括淡水基准和海水基准;从保护对象来说，包括针对人体健康的水质基准和针对生物保护的水质基准。另外，美国大部分州有自己的水质基准和标准。

目前，美国的地表水环境质量监测指标依水体指定功能而确定。对于每一种功能，都分为核心指标和补充性指标。核心指标包括物理、栖息地、化学、毒性、生物等指标，主要反映了水体功能的需要;补充性指标是当核心指标显示水体功能受到了破坏、有迹象表明受到了特定污染物污染时所监测的指标，主要用于功能受到破坏的水体的污染原因和污染源调查，目标是为水污染控制措施的实施提供更为充分的信息。

美国在水生态系统监测方面处于领先地位，覆盖面大，而且监测技术、方法和手段先进，建有长期生态研究网络及在流域尺度上的密西西比河长期资源监测计划（LTRMP）等。在这些生态监测项目中，除部分陆地监测系统外，大部分监测系统均涉及到对水域生态的监测。同时，许多对河流、湖泊等水域的监测也往往包含对陆地生态系统要素的监测。