地表水环境质量标准综述(四)<br/>——标准实施评估及修订工作建议

地表水环境质量标准综述(四)
——标准实施评估及修订工作建议

2022-06-23王以尧

四川环境 2022年3期

王以尧，佘佳，魏震，李君

(1.成都市环境保护科学研究院, 成都 610065；2.四川省长吻鮠原种场, 成都 610000)

前言

我国《地表水环境质量标准》以防治水污染，保护地表水水质，保障人体健康，维护良好的生态系统为目的。目前制订了4个版本，分别是GB3838-1983[1]、GB3838-1988[2]、GHZB1-1999[3]和GB3838-2002[4]。美国于1983年首次出版《水质标准手册》，是地表水环境质量标准制订颁布实施的指南。推动美国水质标准更新的是水质基准，水质基准每3年更新一次，最新更新是2017年[5]。另外，美国早在1914年就颁布了《公共卫生署饮用水水质标准》，分别于1925、1942、1946、1962年进行修订。1974年《安全饮用水法》颁布后，美国环保署于1975年颁布《国家饮用水一级标准》，1979年颁布《饮用水二级标准》，最近在2012年又进行了修订[6]。

世界卫生组织《饮用水水质准则》于1958年发布第一版，1976年、1983年、1997年、2004年、2011年、2018年分别进行了更新[7]。日本地表水质量标准的制定开始于1971年，后面根据人们对环境的认识、对各种化学物质性质的了解及环境中化学物质的存在状态，目前水质标准已经修订了16次[8]。

随着我国地表水环境保护形势的转变、地表水环境质量的改善以及国内外水环境领域科学研究的不断发展，修订《标准》的需求变得日益迫切[9]。然而，与发达国家相比，我国关于水环境标准制修订的方法学研究不足，对标准实施过程中产生的影响没有系统评估，缺乏能够指导、规范标准制修订过程中标准项目筛选和标准限值调整的健康基准方法指南[10]。

1 标准评估

水质标准实施的难易程度和产生的社会经济影响是水质标准制订考虑的重要因素。美国EPA从上世纪90年代起，在执行地表水水质标准的同时，同时开展了标准评估工作。评估工作包含三大类别：一是综述和修订标准；二是标准的污染物控制；三是经济评估[5]。

(1)综述和修订标准：涉及评估群众的意见、使用者的意见、水质基准和反退化政策四个方面。

(2)标准的污染物控制：涉及水质监测和达标程度评估、被污染水体识别和排序、污染承载能力确定、点源和非点源污染物控制措施确定、监测跟踪和方案验证。

(3)经济评估：一是评估对公共部门影响：包括项目经费预算和每年污染物控制费用、计算每个家庭每年的污染物控制承担经费；二是评估私营部门影响：包括项目经费预算和每年污染物控制费用、经济影响分析等；三是评估影响是否具有代表性：包括地理区域确定、代表性评估、经济倍增效应、经济收益效应和总结财政能力和确定影响的范围和代表性。

《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[4](以下简称“国标”)自2002年颁布实施后，由于没有建立起科学评估指标和框架，以及限于材料收集，没有开展系统评估，本文仅从水质改善程度和健康影响方面进行初步分析。根据《中国环境状况公报》[11]，国标颁布实施后的第一年(2003年)I～Ⅲ类水质达标比例仅38.1%，在余下15年中，水质逐渐转好，到2017年I～Ⅲ类水质达标率达到71.8%，比例升高了33.7%，即使在2016年水质断面数量从400个左右增加到1 617个的情况下也达标率也比较稳定，说明国标中24个分级常规指标(评价21个指标)实施后，为水污染防治制定了依据和标准[12]，加大了地方水污染防治力度(图1)。根据联合国统计数据[13]，中国在2003年以来，人民群众接触到改善水体的比例越来越高，从84%(2003年)上升到95.5%(2015年)，这也印证了水质指标达标率升高后带来水质的改善(图2)。根据世界卫生组织[14]提供的因水安全、卫生条件引起的死亡数据，2004年每10万人死亡人数为4.18人，2016年下降到0.58人，证明国标对大肠杆菌、有毒有害物质等的限定大幅降低了水污染引起的相关死亡事件概率。

图1 标准实施后十大流域国控断面I～Ⅲ类水达标比例Fig.1 The number of national controlled sections and proportion of class I to III water in the ten river basins

图2 中国接触到改善水质人口比例Fig.2 Proportion of people in China exposed to improving water quality

2 标准修订时机和原则

对于地表水环境质量标准的修订，目前我国还未建立起相应的修订机制。所以本文通过综述分析世界卫生组织对饮用水标准的修订工作[15]，来为我国《地表水环境质量标准》修订提供一定参考。

2.1 修订时机

标准修订是一个循序渐进过程，当出现以下情况时，可以开展修订工作：

(1)资料表明，目前的规章和标准显然不足以保护人体健康或确保可接受性。

(2)对现有法规和标准的评估表明它们不够或不合适。

(3)由于科学理解的提高，当前的法规和标准被认为是过时的(例如，关于当前监管的化学品对健康影响的新信息导致指南发生变化)。

(4)现有处理技术发生了重大变化，可以更好控制某些污染物。

(5)可用于测量污染物的分析方法发生了重大变化(例如允许使用远程监测技术代替现场监测)。

(6)影响公共健康风险的国家环境发生了重大变化(例如，农业或工业的变化增加了饮用水源微生物或化学污染的可能性，需要制定标准来控制污染)。

(7)由于法律的要求，有必要建立或升级标准。

(8)资源允许逐步扩大和/或加强标准(例如在包括的参数、设置的限值和/或所涉及区域)。

标准应多久修订一次的决定，取决于各个国家(地区)。随着标准的制定，列入“审查”条款将提供一种正式机制，确保定期进行审查。通过规定审查日期来定期(例如5年)进行审查，除非有关机构进行了较早的审查。

2.2 修订关键原则

(1)基于风险的管理：对参数进行优先性排序、制订基于风险管理的监测计划。

(2)修订具有现实意义：考虑实施的人员团队、实验室、立法和季节约束和监测监管费用。

(3)修订具有选择性：选择的指标能够反映特定的国家和地区水平。

(4)修订逐步改进：有一个实施步骤原则，最先解决影响较大的问题、参数，如病源微生物，逐步实现长期的水质目标。

(5)保持标准的有效性：建立修订机制，根据风险评估和现实资源做出必要的修订。

(6)标准修订得到广泛支持：重要的是寻求广泛参与，并与关键利益攸关方保持持续的沟通。设立负责制定和/或修订的规章和标准委员会，这一点尤其重要。同样重要的是，要从政策和立法上支持标准。

(7)需要注意的几个方面：实验室是否需要更多的支撑，是否需要新的水处理厂，监管是否需要更多人员，执法是否需要试点实践。

(8)考虑水质：有必要从其他部门转移更多资金用于水质改善。

(9)执行前宽限期：在新标准出台后，允许有一定的宽限期(如1年)，之后才能强制执行。

(10)临时豁免：豁免必须是特定参数和位置的，必须证明豁免的理由，并提供一个定时的改善方案，以纠正无法遵守国家标准的问题。这类申请如获监管机构批准，必须规定豁免终止的期限，豁免可述明获豁免的条件。

(11)临时减损：如欧盟爱沙尼亚面临着自然氟化物含量超过1998年欧洲标准，在进行了健康风险评估之后，该国被允许在两年内执行，并提供了工作方案和时间表，之后进行审查。

(12)关于参数范围：允许足够的时间来实现目标。如由于与铅有关的重大健康风险，欧洲采取了一系列行动，重点是全面减少人口接触铅。

(13)理想目标和强制目标：美国环境保护局为每种污染物设定了最大污染物浓度理想目标(MCLG)，在此浓度下，不会对人的健康产生已知或预期的不利影响，并有足够的安全边际。最大污染物浓度目标(MCLG)并不是为公共供水系统设定的法律限制，也不是强制性的。强制指标定义为每种污染物的强制目标(MCL):如无机污染物中的硝酸盐和砷；挥发性有机污染物;以及合成有机污染物，这些MCLs是可执行的。例如砷的MCL是10μg / l，而MCLG是零[16]。

(14)资源地区差异：不同地理分区、上下游关系以及不同产业、污染物排放情况是重要原则。尼泊尔[17]和斐济[18]的饮用水质量标准都列出了城市和农村地区的参数和参数限制。农村地区的名单比城市地区短。

3 标准修订程序

3.1 团队组成

通常，标准的制定或修订包括与众多利益攸关方的磋商或参与，以帮助确保标准得到良好的支持，利益相关者的协调、合作和沟通对成功尤为重要。筹备委员会组成：(1)、国家公共卫生部门；(2)、环境、农业和/或资源管理部门；(3)、饮用水供应机构；(4)、当地/区域环境卫生机构；(5)、地方政府；(6)、行业团体，包括运营商；(7)、专业团体(如工程师、毒理学家、微生物学家)；(8)、国家认证机构；(9)、研究机构；(10)、分析实验室；(11)、消费者代表；(12)、水、卫生和健康非政府组织(视情况而定)。

3.2 实施过程

具体步骤：一是确定领导小组；二是由领导小组明确团队角色；三是明确标准制定目标和适用范围；四是对现有标准的回顾综述：在修订现行标准时，应检讨现行标准的实际成效、优势和挑战；五是收集用于分析的基础数据；六是标准所包含独立单元的准备：大部分工作将在这个步骤中进行。具体内容将由标准的目录决定，但一般包括：(1)指定的责任;(2)规定供水商主动进行风险管理的要求(例如卫生检查或供水计划);(3)选择要包括的参数;(4)确定参数限值;(5)选择监测要求和方法(例如频率、地点、方法和报告);(6)指定额外的独立监管要求；(7)评审：建议由了解政策及行业情况的独立专家对草案进行审查，同时听取不同地方意见。

4 标准修订数据收集

(1)审查现有的水质数据和污染源是制订国家标准的重要筹备步骤。潜在的数据来源将包括供水商、监测机构、其他政府机构(例如卫生部、环境部)、可能排入水源的主要工业以及研发机构。风险评估也可以是一个有用的数据源。

(2)饮用水的微生物一直是最重要的。微生物数据通常以大肠杆菌(E. coli)结果的形式出现，作为粪便污染和潜在致病菌、原生动物或病毒存在的指标。在没有微生物数据的地方，应当假定病原体可能存在，特别是地表水供应。特别是新冠肺炎疫情出现后，国际水协成立了特别工作组用以关注新冠病毒疫情下的水行业[19]。

(3)带颜色或令人讨厌的水质问题(例如苦味或咸味、硬水、铜含量导致水体呈蓝绿色、生锈或腐蚀性水等[20]。因此，投诉记录可能是另一个数据来源。

(4)一些典型的化学品数据源。

(5)来源于《饮用水化学安全:评估风险管理的优先事项》[21]中的一些数据。可遵循《饮用水化学安全:评估风险管理的优先事项》中概述的基于风险的方法来确定优先化学品。这可以作为有针对性的抽样和测试方案的基础，以补充现有的数据。

(6)在资料来源中也可考虑来自类似及邻国的标准和监测数据。如现有数据有不足之处，可委托进行新的研究，以便实际取得有关数据。但是，在这种研究可能需要相当长时间的情况下，这样会拖延标准的制定或定稿。

5 标准修订的重点内容

5.1 参数

制定标准的关键和具有挑战性的步骤是选择要包括的特定参数。

5.1.1 相关性且简短

在国家标准中不需要或不希望包括所有参数。标准中包括参数，就意味着将对这些参数进行一些监测。在大多数情况下，这将是一个明确的要求。要求对所有化学品进行监测过于严格，不一定带来健康益处，而且成本高昂，耗费时间，还会损害法规和标准的可信性和有用性。重要的是，标准中所包括的参数只应是在该国已经或可能合理地检测到的参数。

5.1.2 公共卫生原则

(1)优先考虑最重要的公共卫生问题。控制饮用水中的微生物污染是当务之急。(2)对于大多数化学参数，对公众健康没有显著影响。(3)需要考虑到下垫岩石和土壤中的天然放射性核素水平很高的地区[22]。

5.1.3 成本因素

(1)参数的控制和监控需要财务资源。特别是在资源有限的地方，确保这些资源针对最优先的问题。(2)如果风险评估显示污染物很少存在，且/或远远低于指导值，则可能不适合将其包含在标准中。(3)即使一种物质的浓度接近或高于指导值，在设置参数限制时也应考虑控制成本，只要预期不会立即对健康造成影响即可。

5.1.4 微生物参数

为了减少水传播疾病的风险，确保不受微生物危害是标准的最重要优先事项。水传播的微生物疾病本质上是急性的，即使是一次接触也可能发生。评估粪便污染和验证饮用水微生物安全的建议方法是基于指标微生物的检测。选择的生物体是大肠杆菌，尽管大肠杆菌有一些缺点，特别是作为病毒和原生动物的指标，由于对失活和环境压力的敏感性较高，大肠杆菌仍然是粪便污染和相关病原体存在的一个重要指标。

5.1.5 化学物质

与微生物的急性和直接性相比，绝大多数化学污染物只有在长期(即多年)暴露后才会产生影响。在制定或修订法规和标准时，面临的挑战是在给定的环境中选择最重要的化学品。在下面情况中应该优先考虑：(1)有证据表明，通过接触化学品(例如砷、氟化物、硝酸盐、铅，可能还有锰)会对健康产生特别的影响[23]。(2)这种化学物质广泛存在于该国的水体中。(3)消费者有足够的机会暴露在关注浓度的化学品中，即高于或接近指导值。(4)农业来源，重要的化学品会因用途、降水、径流和浸出而有所不同，包括杀虫剂，除草剂等[24]。(5)人类居住区来源，使用氯化溶剂(例如三氯乙烷)等[25]。(6)水处理来源。由于加入用于水处理的化学品而产生的物质，包括混凝剂和消毒剂。由分配或管道使用的物料(例如铅、镍、铜或来自管道、焊料及配件的氯乙烯)对管道的腐蚀或渗滤所产生的物质[26]。

5.1.6 可接受度的参数

除了影响健康的病原体和化学物质外，影响消费者对水接受程度的参数虽是次要但重要的考虑因素。这些参数通常与水的味道、气味或外观有关。涉及参数包括铁、锰、铝、钠、硫酸盐、总溶解固体、pH值、氨、氯胺、氯化物、氯、氯苯、铜、溶解氧、硫化氢、锌。

5.1.7 放射性物质参数

与微生物或化学物质相比，与放射性核素相关的健康风险通常较低。但是，在某些情况下，天然放射性核素是重要的，并可能主导化学危害，例如一些较深的地下水来源。

5.2 参数限值

应当考虑与达到所设参数限值有关的健康效益和成本，也应当考虑与控制其他暴露来源，例如与食物或空气相比，控制水平的健康效益和成本。

5.2.1 微生物参数限值

理想情况下，大肠杆菌不应该出现在任何饮用水样本中。

5.2.2 化学物质限值

对于那些特别难以控制的物质，可以在保护健康的同时设置高于指南指导值的参数限值。如果指南中没有推荐限值，但可以根据国际毒理学评论、粮农组织/世卫组织食品添加剂和污染物，专家委员会或联合会议上农药残留，进一步确定适当的安全水平。

5.2.3 放射性物质限值

指南的筛查值和放射性核素指导水平基于0.1mSv/年的个人剂量标准(IDC)。在饮用水中不存在天然放射性问题的国家，应适当采用国际数据中心(以及相应的筛查值和指导水平)。但是，在难以实现国际数据中心的情况下(例如天然放射性核素是一个问题)，各国可能希望使用不同的剂量标准，并据此调整筛查值和指导水平。在这些情况下，监管当局可根据情况制定一个剂量标准，大于国际数据中心0.1mSv/年，但一般小于国际基本安全标准参考水平1mSv/年。无论如何，建议将国家参考水平定得尽可能低，以达到合理的目标。

5.3 监测规范

标准的一个重要功能是建立监测需求：(1)哪些单位负责监测；(2)监测哪些参数；(3)监测频率；(4)应在何处进行监测；(5)日常报告要求；(6)可接受的抽样和测试程序；(7)如果不遵守，应采取什么行动。

5.3.1 采样频率

采样频率需考虑水质好坏和变化程度、饮用水供应的人口数量、数据可用性等因素，同时，遵循以下重要原则：(1)参数稳定性:对于微生物指标或水处理中使用的化学物质等具有快速变化潜力的参数，要求的采样频率应大于较为稳定的参数。对于稳定的参数，每年抽样1次(甚至更少)可能就足够了。(2)关注超标的可能性:监测化学参数的频率应反映出可能超标的风险。例如，不应定期监测蓝藻毒素，而应只在有蓝藻明显生长时才进行监测[27]。(3)季节性影响:某些物质的存在可能受到季节性影响，例如农业活动造成的农药[28]，所需监测的时间和频率应考虑到任何季节变化。

5.3.2 采样点

进行监测的场址数目将影响资源(财政、抽样和测试)，需要与确保水环境质量的其他要求相平衡。

5.4 结果报告与审查

为了充分体现水质监测的目的，必须定期对监测结果进行审查。因此重要的是，标准规定了定期报告监测结果的要求。报告结果审查需考虑：(1)谁负责编写和提交报告？(2)应向谁提交报告?(3)应多久编写和提交一次报告?(4)结果将如何与公众共享?重要的是要考虑如何、多久以及可能以何种格式向公众提供监测结果。

5.5 分析要求

为了确保水质监测结果的准确性，标准应规定分析要求，其中可能包括使用的方法、实验室认证或认可的要求、质量保证和质量控制、抽样准则以及分析人员或抽样人员的培训和技能。

一些国家和国际机构出版了关于水分析的各种“标准”或“建议”方法的汇编。通常认为，只要所有实验室使用相同的标准方法，就可以达到足够的分析精度。然而，经验表明，情况并非总是如此，因为各种因素可能影响结果的准确性。可能导致不准确结果的问题包括:试剂杂质；使用的仪器种类；所使用仪器的性能、校正及一般保养；实验室所采用方法的修改程度；以及分析师的技巧和专注度。这些因素很可能在实验室之间以及在单个实验室内随时间而变化。此外，一种特定方法所能达到的精度和准确度往往取决于抽样的充分性和抽样的性质。

在指定分析需求时，考虑现场测试也很重要。许多类型的低成本便携式现场测试试剂盒可用于测量水中各种污染物的浓度，如大肠杆菌、氯残留、浑浊度、pH值和一些化学品。由于氯残留和温度等参数的不稳定性，必须在现场进行测量。现场测试包的优点是易于在非实验室环境中使用，而且通常价格相对较低，并且允许进行测试的人员(例如监视人员)在现场期间与操作员共享和讨论结果。建议根据参考或标准方法验证现场测试设备的性能，并批准使用。还需要定期校准测试设备。无论谁在进行这些活动，所有分析方法和测试的质量保证至关重要[29]。

5.6 应急措施

应在标准中包含应急事件响应和处理程序，以便在参数超标或发生其他事件(如重大故障)时保护公众健康[30]。如果超过了标准中规定的参数限值，或者发生了另一种可能损害安全的事件或污染事件，应尽快采取适当行动，防止对消费者造成不可接受的风险。向有关机构报告事件，这些机构应在条例和标准中加以确定，标准还可以规定报告时限。