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亚洲水质现状评估

2013-04-09斯里兰卡埃文斯

水利水电快报 2013年1期
关键词:河流亚洲水体

[斯里兰卡] A.埃文斯 等

清洁用水、新鲜空气及纯净环境在亚洲已逐渐成为一种奢望。过去50 a里,人口增长、工业化加剧以及农业发展深刻改变了自然生态环境和水质。尽管与社会经济变化相比,气候变化对水量和水质的总体影响相对微小,但是,即便到2100年,该地区所面临的挑战会进一步加剧。随着亚洲工业化和城市化加快,社会变革与技术革新趋势将给地方、区域及全球环境带来严重后果。亚洲许多国家正采取积极主动的政策和策略来加强环境监管,同时结合制度创新,有希望开创污染较少的新的发展和城市化路径。

本文从水质状况及生活、工业和农业等主要污染源着手,对亚洲水质现状进行了评估,并对前景进行了展望。同时对该地区各地的水质监测和报告进行了比较,并介绍了各地水污染防治战略及社会经济激励机制的执行状况。由于水质领域涉及面广,本文主要讨论内陆水资源,主要是地表水,不包括含砷水体。

1 总体情况

就地理面积、人口数量、灌溉面积及灌溉程度而言,亚太地区年取用水量居全球之首,因此生活及农业回归水量巨大。还有一个特点是,在全球缺乏卫生设施的人口中,亚洲人口所占比例高达72%。

全球有2/3未经处理的城市污水排放到湖泊、河流及沿海水域,而发展中国家这一数据上升到90%,亚洲也不例外。全球死于不安全饮用水或缺少供水和卫生设施的总人数中有40%集中在亚洲。

目前在东南亚及南亚地区,由于很多排污管道和废水处理设施年久失修,使用下水道设施的人数极少,造成废水污水未经彻底处理而直接排放。

亚洲灌溉面积超过全球总灌溉面积的一半,加上大量施用农药,由此产生的非点源污染对水质产生巨大威胁。亚洲独特的地形造成湄公河这样的流域泥沙含量较高,从而成为非点源污染的另一来源。

亚洲国家正在采取强有力措施以实现千年发展目标并解决水质问题,越来越重视对环境立法的强制执行。由于水污染仍然是影响亚洲水安全的关键问题,因此这些举措显得非常必要。

2 污染源

2.1 生活污染

城市生活污染问题不仅仅只指产生污水,还包括污水处理不彻底及管理措施不得力。亚洲每年产生污水量达144 km3,其中,37%产自中国,27%产自南亚,20%产自日本,6%产自东南亚,3%产自中亚。据估计,亚洲污水处理率仅为33% ~35%,其中东南亚为14%,南亚最低,仅为7%。合格处理则更为罕见。

卫生设施不足、废水处置不当,以及动物粪便等产生的微生物污染对人类健康影响最大。微生物污染测量标准是每10万居民死于水相关疾病的人口数量。中国这一数据为15例以下,但是亚洲某些地方,包括阿富汗,这一数据为100~200例,而整个南亚地区这一数据为30~300例。

许多地区的河流中人类粪便细菌含量(大肠杆菌)是世界平均水平的3倍,若按经济合作与发展组织(OECD)制定的指导标准则超过10倍。据报导,亚洲河流中大肠杆菌以中位数计算达到世界卫生组织(WHO)指导标准的50倍。

污水管理和处理不当成为影响水质的主要因素。亚洲许多主要城市缺乏足够的过水下水道系统,粪便处置很大程度上依赖于化粪池及公厕。有下水道的地方则经常出现渗漏,导致地下水污染。当人们总在关注大城市时,人口不超过50万的中心城区将快速增长,产生了新的管理问题,废水管理和处理方面投入少是原因之一。通过对中国60多个主要城市调查,结果表明,43%有废水处理系统,而在人口少于20万的城市,这个比例下降到16%。从污染排放量、化学需氧量(COD)和氨氮方面讲,这种状况使得未经处理的城市生活废水成为中国自1999年来最重要的污染源。

2.2 农业污染

农业一直被认为是全球地表地下水主要非点源污染源。受到补贴的化肥是一种主要污染物。整个亚洲农业系统中,如印度河-恒河平原的水稻种植区及一些蔬菜种植区,活性氮损失是一种较为严重的原因,对地下水水质产生潜在影响。

与发达国家相比,许多亚洲国家虽然对农药使用有一定限制,但随着人口增长及加强农业生产的需要,农药使用率会出现增长。由于加大了灌溉用水量并增加了农药的使用,1990~2002年,亚洲农业生产增长约为62%,每公顷农田无机肥料用量增长约15%,与此相反,全球其他地区在1991~2001年无机肥料消耗量呈下降趋势。据监测,在欧洲河流中持续发现流入海洋环境的硝酸盐负荷最高,但其水平尚处于合理的稳定状态,而在亚洲有些地方的主要河流流域硝酸盐含量则在增加。该地区约有50%的河流营养盐水平极高,另外25%的河流问题较为平和,处于可接受水平,偶有超出。有些地区,如中亚,化肥、除草剂、杀虫剂、脱叶剂等的过度使用以及由此造成的水质下降是造成健康问题的罪魁祸首。一些国家开始减少化肥使用,但其他国家如印度、巴基斯坦、斯里兰卡及孟加拉国则不减反增。

水质数据表明农业是印度水体最大的污染源。其原因是20世纪下半叶农药的使用量增长了750%,化肥使用量从1991~1992年的每公顷70 kg增长到2006~2007年的每公顷113 kg。印度几个最重要的水域,如海德拉巴的侯赛因萨加尔湖及北方邦的奈尼塔尔湖,出现水体富营养化与过度使用化肥不无关系。同时在恒河也发现HCH、DDT、硫丹、甲基马拉硫磷、马拉硫磷、乐果及乙硫磷等化学物含量超出了国际建议标准。

相反,巴基斯坦政府则认为,尽管目前农业灌溉取用水量巨大(占总取水量96%),但农业,尤其在肥料施用方面产生的污染与工业及生活污染源相比显得微不足道。

与印度河流域大型灌溉系统一样,排水及土壤的含盐量已成为巴基斯坦的严重问题。巴基斯坦水电发展署2004年的一份研究表明,除一些排水因残余碳酸钠(RSC)、COD、生化需氧量(BOD)含量过高外,就溶解总固体(TDS)与钠吸附比(SAR)方面而言,所有排水及河水是可利用的。最新资料显示即使在印度河上游地区也依然存在严重的水质问题。旁遮省所有排水沟渠含有盐碱水,其COD与BOD指标值极高。同时地下水的含盐量也限制了农业与生活用水的使用。据估计,约有4000万居民生活用水来自地表灌溉水,尤其是在那些含盐地下水地区。

过去40 a以来,由于农业灌溉取用水及回归水量不断增加,使中亚河流湖泊,如阿姆河及锡尔河含盐量增高,已成为一个新的问题。另外,农药、除草剂及化肥的残留物也是个问题。荒谬的是,尽管由于严格监管目前农药的使用已大幅减少,但是,由于缺少标准,使用、储存及处置不当,未曾使用过的少量农药的无序进口,比以前的威胁更大。斯里兰卡也面临同样问题。

目前亚洲出现了一些积极的迹象,中国实行农药禁令后,一些河流水质有了显著改善。但营养负荷仍未得到合理控制,化肥及牲畜粪便将大量营养盐带到了水体下游。来自农业的营养物负荷,以及工业和生活废水,是湖泊加速富营养化的主要原因。据估计,太湖、滇池及巢湖的总氮非点源负荷分别达59%、33%与63%。非点源总磷负荷分别为30%、41%与73%。通过对422个农业区进行监测,结果表明超过一半(256个)农业区的水质未达标。

2.3 工业污染

一些亚洲国家已经完成了农业经济到工业经济的转变。发展最快的行业有餐饮业、电气设备、水泥、金属、化工、塑料及橡胶品,纺织业生产也扩大到20%~45%。至少有30个亚太国家的GDP总量20%以上是通过工业实现的。尽管工业部门的环保意识有所提高,然而由于这些地区中小型企业占主导地位,使监管执法面临重重困难,导致污染无法得到有效遏制。

整个亚太地区,以每1000美元GDP产生的BOD排放强度计算,工业污染程度最高的是中亚及东北亚如蒙古、吉尔吉斯斯坦及阿塞拜疆(10 kg),其次是南亚的孟加拉与尼泊尔(8 kg)及斯里兰卡与柬埔寨(5 kg),其他东南亚国家均低于4 kg。

在该地区中,东南亚水体重金属及有毒化学物质污染最为严重。其中采矿为主要污染源,亚洲是大气汞人为排放最严重的地区,约为全球总排放量的一半。

巴基斯坦的工业增长给水资源带来了巨大压力。在西北边境省,每天有高达80000 m3含有高超标污染物的工业废水排入喀布尔河。制革业、食品加工业、药业及纺织业均为主要污染源,这些污染包括高浓度BOD、酸类、氨、重金属及碳氢化合物。尽管有相关法律法规,但仅有5%的国有企业(跨国企业为91%)提供了环境评估报告,许多企业并没有遵守污染负荷限排标准。

印度工业耗水量虽然相对较小(年取用水量的3%),但其水质污染却相当严重。据估计,每日工业废水达55 km3,其中未经处理流入水体的工业废水达6850万m3,大部分废水只经过最低标准的中和或沉淀处理。印度水污染防治委员会已确定全国有1532个企业属于“严重污染”。

越南全国约有70个工业园及1000家医院,每天产生未处理的废水达100万m3。据自然资源与环境部(MoNRE)透露,约有4000家排污企业需要关停并转或采用净水技术及污水处理。另据越南热带技术与环境保护研究所(ITTEP)调查显示,许多城市河流污染物严重超标。同时,南方重要经济区的工业园及出口加工区每日排入同奈河、提瓦河及西贡河的废弃物达93 t。仅有少数工业园/出口加工区引入了废水处理设施,胡志明市12个,同奈省3个,平阳省2个,而这一数据在巴地头顿省为零。要解决这一环境污染需投入资金8.67亿美元。

中亚土库曼斯坦的工业在GDP总量中所占比重高达51%。与农业相比,工业取用水量虽然较低但其造成的污染最为严重,这些高污染行业主要集中在建筑、矿业及炼油。值得庆幸的是,中亚的工业废料从1998年最高1.68亿t正在逐步下降,其中一半以上产生于哈萨克斯坦,1/3产于吉尔吉斯斯坦。在这一地区,矿业一直是工业废料及有毒废弃物的主要来源(有超过130个采矿废料点)。

3 亚洲水质状况、趋势及报告

本章重点讨论该地区不同水体水质条件以及数据的收集与分享情况。中国与印度看起来已有相对全面的监测报告系统,能合理地查明重大水质恶化区域及其污染源,这样,它们比其他许多国家处于更为有利的地位。其他大多数国家尽管意识到该问题的重要性但缺乏相应的数据支持。

3.1 南亚

据印度水资源部透露,近70%的地表水和越来越多的地下水受到污染。62项指标水质定期检测点从1977年的18个大幅上升到目前1700个。监测结果每年发布在中央污染控制委员会的网站上。2009年监测结果显示有机物污染仍为主要污染源。经观测,按洗浴用水3 mg/L标准,近36%的水体BOD超标,19%水体处于3~6 mg之间,17%的超过6 mg,50条河流中有6条超过100 mg/L。若按洗浴用水500 MPN/100 mL总大肠杆菌标群(TC)标准,51%的取样点超标。同时30%的监测点发现粪大肠杆菌(FC)数超标,这意味着自1995年以来状况略有好转。废水采集方面取得了进展,这是很重要的一步,但未必就会进行污水处理,也无法转化为“清洁”河流。

1996~2009年观测数据表明,印度河流整体水质恶化并不严重。BOD<3 mg/L的河流从57%上升到64%,其中2005年该比例最高达68%。BOD>6%的河流数量稳定在16% ~17%之间。实际上,TC污染还略有改善,大于5000 MPN/100 mL的河流从22%下降到15%,小于500 MPN/100 mL的河流比例有所上升。FC污染发展趋势类似,小于500 MPN/100 mL的河流从55%上升到70%。

巴基斯坦仅有1%的废水在排入河流及下水道前经过了处理。2003年第1次在全国范围内对21座城市、6条河流、10座水库及湖泊开展了水质调研。17座城市水体细菌污染超过50%,其中4座城市所有受检水样不适合人类饮用,其大肠杆菌水平超过16 MPN/100 mL。同时,水体无机物污染也相当严重,尤其是萤石、铁及硫酸盐污染。水体浊度分布范围为2~774 NTU,TDS为46~5318 mg/L。按国家环境质量标准(NEQS)350 mg/L,1∶10稀释度计算,有30%的水体超标。2004年的第2次调研表明情况并没有明显改善。

斯里兰卡地表水监测情况参差不齐,数据尚未进入通用数据库。过度施肥引起的水体富营养化是问题的关键,如康堤湖与格雷戈里湖。许多小型灌溉水库和灌渠也发现高营养物水平。

3.2 东南亚

印度尼西亚30条河流水质监测结果表明,若按国家标准大多数河流不能作为饮用水源。以BOD指标测算,仅有21%的水样达到一类标准,大多数水样 BOD值超过 10 mg/L,有些甚至高达 100 mg/L。COD数据与溶解氧(DO)类似,都应用于湖泊水质。

2004年马来西亚环境部记录了近18000个水污染点源,主要包括污水处理厂(54%)、制造业(38%)、牧场(5%)及农业为基础的产业(3%)。2006年对146个流域的1000多个监测点进行检测,结果显示55%的流域未受污染,44%属轻度污染,受污染流域仅占5%。主要污染物为来自下水道以及农产业和制造业的BOD(22个流域)、来自下水道及家畜的氮(41个流域),以及土方工程与土地清理造成的悬浮固体物(42个流域)。

泰国污染控制部(PCD)监测数据表明,68%的水体适合农业及一般生活用水(良好或中等水质),但没有任何水体可归为优质地表水(经常规处理后适合水生动物及人类饮用的极清洁水质)。地表水水质地域差异很大,中北部与南部地区水质极差,东部水质一般,而东北地区水质良好。

与上述3个国家相比,老挝与越南水质监测有限或者采用特定监测。两国在水质监测问题上面临着重重困难,尤其是中央各部委及省级各机构之间的职责范围模糊不清。然而,随着湄公河作为跨界河流,重要性越来越大,湄公河委员会支持开展该地区的水质监测。研究结果证实了大多数河流上游水质良好,下游水质受到生活及工业污染。趋势表明,两个主要污染指标铵态氮(NH4-N)与BOD5差异很大,都超出了NEQS的A类水质标准。旱季河流流量减少时问题最为严重。

根据水质监测指标DO、NH4、BOD5及TP,将水质划分为对人类无影响的A类,有轻微影响的B类,有影响的C类及有严重影响的D类,若按此标准衡量,则可以说湄公河水质正在下降。2000年75%的抽样水质为B类,25%的为C类,而到2008年,31%的抽样水质为B类,38%为C类,25%为D类。

3.3 中亚

随着整个中亚地区灌溉农业的集约发展,农田排水以及工业及生活用水需求上涨,导致水体淡水抽取及污水回排量不断增加。农药及处理不达标的生活污水与工业废水为主要污染源。同时一些国家还注意研究因生活与工业(尤其是矿业)垃圾场管理不严而增加的对地下水的污染。综合看,1995~2001年,8%~15%的水样未达到细菌学安全要求,20%~40%水样低于物理化学标准。该地区各国专家对60%~70%污水处理设施不能有效处理污水的现状表达了关切。生活与工业垃圾污染最严重的水体为额尔齐斯河、努拉河、锡尔河、伊犁河与巴尔喀什湖。中亚许多国家,包括哈萨克斯坦与乌兹别克斯坦,农业排水的盐度与化学污染同样是令人担忧的问题。

3.4 趋势

尽管在印度、中国及湄公河地区水质数据搜集已有多年,但仍然难以确定水质发展趋势。总体看来水质在下降,但有些国家水质趋势并不明朗。对1976~2008年水体DO及碱度数据进行了粗略统计,结果显示亚洲水质有所改善,但并不明显。1990~1999年与2000~2007年间,亚洲地区河口硝酸盐含量除印度部分地区出现显著下降外整体上保持相对稳定。亚洲地区水体磷含量除印度有些地方出现增减外整体变化似乎不大。中亚水体氮磷含量有所增长。

伴随人口不断增长及城市化、工业化进程不断加快的明显趋势,针对水体水质问题若不采取大量有效的治理措施,则意味着水质下降问题将长期存在。

4 水质管理

4.1 监测

人口变化、工业化及农药使用量的增加对亚洲水质产生了严重影响。管理这些问题需要有合理的监测规划,而目前为止亚洲地区缺乏系统的规划。针对水质及污染物排放问题,大多数国家会有法律规定,根据具体污染物的浓度及稀释要求加以控制。然而,比斯瓦斯与西塔拉姆在2008年的一份亚行综合报告中指出:“撰写《亚洲水资源开发展望》面临最大的问题是缺乏相应的数据。即使有数据可用,也常常不确定其是否可靠。而由于各国数据集不统一或相同参数的数据来源不同,或者各国数据集与国际数据集之间在多种情况下存在着很大差异,使这一问题更加复杂化”。水质监测部门对此最有体会,因为他们正面临如何建立水质物理、化学及微生物等指标体系的挑战。尽管通过水体的物理、化学及生物指标体系可实现跨界水质标准化评估,然而数量繁多的国内国际水质评价标准使得要在流域内达成一致将会是一个缓慢的过程。

据报道,印度、中国、巴基斯坦及东南亚等国家在这一领域取得了重大进展。

4.2 政策与战略

亚洲正在采取积极主动的政策以努力改善水质环境,尽管许多政策还处于初级阶段,要达成统一框架仍需进一步完善。一些国家目前正在推行宏伟规划以恢复日趋恶化的水资源环境。这些规划通常有法律效力,如泰国“国家水质法”,菲律宾“水质法”,印度“环境保护法”,中国“水法”,韩国“水质保护法”等都对此赋予了法律效力。亚洲全面开展了针对河流、渠道、湖泊及其他水体的水质净化活动。

因为体制和经济手段(如税收及取消化肥补贴)无法赶上快速发展的城市化步伐,且与其他发展目标发生冲突,在新兴经济体国家水质执法尤为困难。此外,水质监测成本高,自觉遵守规定的力度不够。

许多国家通过职能下放来加强地方行政管辖。1991年菲律宾颁布“地方政府法”,使地方政府在提供服务上有更多自主权和更多职责,获得更多财政资源。马尼拉市政府因此大幅增加该市的开发活动。韩国同样将排污企业的管理及污水采集监管的权限下放到地方政府。

支持可持续环境管理的经济手段有多种,包括用户使用费及排污费。普遍认为成功的关键是引入“谁污染,谁付费”原则。对生活污水及工业废水按体积收费是最有效的方法,坚持在排入污水处理系统前按生活垃圾处理标准实行就地处理的原则。然而,放眼许多亚洲城市的传统污水工程系统,没有一个综合性系统,要改建不仅造价昂贵而且会造成混乱。收取环境服务费用,也许对那些影响下游用户的农业非点源污染来说是一种解决途径。

5 结语

尽管亚洲目前尚缺乏一种全面、切合当前需要的或类似的水质数据库,各国通过系统监测活动或各种项目评估获取的数据也表明目前形势依然严峻,但同时也取得了一些积极进展,有好转的迹象。

的确,亚洲各国水污染问题差异很大,仅从一个小区域很难发现某一特定问题。各国政府当务之急是改善卫生条件以规避健康风险。许多亚洲国家正在大力发展以实现千年目标计划,但在污水收集及处理上所做甚少。

从积极的一面讲,水质监测工作在加强,有些国家已有了相应系统,这可对本地区其他国家指引方向。像MRC这样强有力的流域机构有利于跨界监测工作,可起到带头作用。

虽然有很多解决问题的监管及经济手段,但受到机构能力、社会压力、政治意愿等方面的影响,造成财政投入不够,从而制约了这些手段的实施。如果不采取措施,水体污染还将是影响水安全的重要问题。预计到2030年亚洲有一半以上人口将生活在城镇。未来几年内,亚洲将面临人口增长、城市化、废水管理及粮食的挑战,将继续影响该地区水质,亚洲国家需要齐心协力应对这些威胁。

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