我國城市飲用水源地環(huán)境問題及未來研究重點

張韋倩 楊天翔 王壽兵

(復旦大學環(huán)境科學與工程，上海200433)

隨著我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展、人口持續(xù)增長和城鎮(zhèn)化率逐步提高，城市集中供水需求逐年增大。然而，飲用水源所在區(qū)域的工業(yè)、生活和面源污染給水源環(huán)境質(zhì)量帶來了很大的威脅。2010年全國113個環(huán)保重點城市監(jiān)測的395個集中式飲用水源地，達標水量占取水總量的八成不到，從水源地取出的水量近24%不滿足三類水標準［1］。飲用水源地的環(huán)境保護受到了世界各國的重視，對此我國學者也開展了諸多的研究［2－5］。本文對我國城市飲用水源地面臨的環(huán)境問題進行了總結(jié)，提出了我國飲用水源地環(huán)境保護對策，為提高我國城市飲用水的水質(zhì)安全提供參考建議。

1 我國城市飲用水源地環(huán)境保護面臨的形勢

1.1 農(nóng)村面源污染已成為飲用水源地主要污染源

近20多年來，我國農(nóng)村的面源污染問題日趨嚴重，沿海發(fā)達地區(qū)尤為突出。我國化肥有效利用率僅為30%左右，農(nóng)藥的吸收率僅為30% －40%，未被吸收的氮、磷元素和農(nóng)藥大部分通過地表徑流、農(nóng)田排水進入地表和地下水，導致水體富營養(yǎng)化和其他水體污染。農(nóng)村生活污水和生活垃圾排放量逐年增加，由于普遍缺乏基本的排水和垃圾清運系統(tǒng)，污水大多不經(jīng)任何處理，直接排放或沉積在村邊溝渠和村莊地表，降雨時最終被沖刷進入水體。農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)固體廢棄物大多沒有經(jīng)過綜合利用，與生活垃圾一起四處堆放或沿河湖岸堆放，在降雨的沖刷下，其大量滲濾液排入水體或直接被沖入河道。此外，全國約有65%的污灌耕地遭到不同程度的重金屬和有機物污染。耕地中的有毒物質(zhì)，通過環(huán)境界面的交換和遷移，致使水質(zhì)惡化。農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展引起的飲用水源地污染將成為我國可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)。

1.2 傳統(tǒng)污染末端治理技術(shù)難以適應(yīng)面源污染控制的需要

發(fā)達國家在水源地面源污染治理上主要通過源頭控制，對農(nóng)田面源、畜禽場面源進行分類控制。我國農(nóng)業(yè)面源污染研究起始于20世紀80年代，近30年來，以流域治理為主線，開展了大量的研究工作，如有關(guān)太湖流域、滇池流域、巢湖流域等的研究［6－8］。這些研究盡管在有些流域或水體的修復方面已取得一些成績，但我國水源地整體惡化的趨勢并未根本好轉(zhuǎn)。首先，流域治理建設(shè)工程以末端控制為主體，不適應(yīng)面源污染控制的需要。國家水污染治理的財政投資主要用于污水處理廠及其配套工程建設(shè)，對農(nóng)業(yè)面源污染源頭的控制行動計劃投資甚少。其次，對我國湖泊農(nóng)業(yè)面源污染的治理，也主要按照點源污染的治理模式，試圖通過一些位于河口、河道地帶示范區(qū)的工程建設(shè)獲得成效，而沒有按照對農(nóng)業(yè)面源污染控制的基本規(guī)則，對整個流域各類型水源涵養(yǎng)地統(tǒng)一布局，進行源頭的總量控制。最后，無論是在重要的水源保護區(qū)，還是水體污染已很嚴重的流域和高污染風險地區(qū)，均無源頭控制的監(jiān)督體系和相應(yīng)的獎懲措施。

1.3 點源污染控制導向的管理技術(shù)政策不適應(yīng)面源污染控制的需要

在源頭污染上，沒有對點源和面源污染明確的分類和界定，更沒有按照這種分類，制定和采用分類控制的法規(guī)和技術(shù)標準，實行不同的管理控制。

在流域治污上，近年來雖然也制定了不少農(nóng)業(yè)環(huán)境方面的相關(guān)法規(guī)和技術(shù)標準，但這些標準主要是污水排放標準，依然為末端控制的體現(xiàn)。而在農(nóng)業(yè)面源污染嚴重的各大流域，即使在高污染風險的湖濱和河口地帶對高污染風險的菜果花種植仍然沒有任何限制和相關(guān)的技術(shù)標準。

1.4 飲用水源保護區(qū)建設(shè)與當?shù)剞r(nóng)村社會經(jīng)濟發(fā)展矛盾突出

為了保護集中式飲用水源地，各地區(qū)都相繼按照國家有關(guān)規(guī)定劃定了相應(yīng)的飲用水源保護區(qū)。飲用水水源保護區(qū)一般劃分為一級保護區(qū)和二級保護區(qū)，必要時增設(shè)準保護區(qū)［3］。但從各地飲用水源保護區(qū)的實際運行情況看，實施效果并不好。一方面，飲用水源保護區(qū)往往占地面積較大，區(qū)域內(nèi)原有的居民和生產(chǎn)設(shè)施較多，水源保護區(qū)的設(shè)定導致水源地保護與當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展之間的矛盾突出，對當?shù)匦罗r(nóng)村建設(shè)和和諧社會的構(gòu)建帶來較大困難。另一方面，水源地的行政控制式保護與管理體制與機制也由于市場機制的缺乏面臨著效率低下的難題。

2 未來研究思路和重點

我國城市飲用水源地環(huán)境保護面臨的難題實質(zhì)在于:飲用水源地保護重建設(shè)輕管理;重行政命令手段，輕社會制度力量的介入;重工程性污染控制與治理，輕市場機制的運作;重污染的末端治理，輕源頭保護的思路。因此，筆者認為未來城市飲用水源地研究的思路應(yīng)為:在對全國水源地進行調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，重點研發(fā)面源污染的綜合控制技術(shù)，同時運用經(jīng)濟學原理探討水源地的經(jīng)濟屬性以及經(jīng)濟保護與管理手段運用的理論必要性與可能性，并結(jié)合當前社會主義新農(nóng)村建設(shè)契機，探討水源地保護與當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)雙贏所需的技術(shù)支撐與保障機制。

基于上述思路，提出未來的研究重點如下:

(1)水源地的產(chǎn)權(quán)研究。在市場經(jīng)濟條件下，水源地的經(jīng)濟屬性如何?它生產(chǎn)的產(chǎn)品的供需情況如何?主要是從經(jīng)濟學角度來探討水源地保護、開發(fā)利用的可能性，市場機制能夠發(fā)揮作用的可行經(jīng)濟措施與手段有哪些?

(2)水源地面源污染的經(jīng)濟成因與治理手段研究。在對水源地面源污染進行經(jīng)濟成因分析的基礎(chǔ)上，探討水源地面源污染有效控制的適用技術(shù)、相關(guān)經(jīng)濟管理體制與機制的構(gòu)建，以及技術(shù)與經(jīng)濟手段如何有效結(jié)合，促進水源地保護的同時當?shù)厣鐣?jīng)濟得到可持續(xù)的發(fā)展。

(3)水源地保護與開發(fā)利用研究。著重從管理體制、機制創(chuàng)新上探討水源地保護與開發(fā)利用的流域管理體制與社會化、市場化管理機制的創(chuàng)建，以及技術(shù)與管理的集成，構(gòu)建具有代表性的水源地保護示范區(qū)并對其進行推廣性研究。

(4)水源地面源污染綜合控制技術(shù)研究。從研究開發(fā)飲用水源地農(nóng)田氮磷污染控制技術(shù)、農(nóng)村生活污水分散治理成套技術(shù)、土壤生態(tài)修復技術(shù)以及農(nóng)村固體廢棄物污染防治技術(shù)等4個方面出發(fā)，重點解決我國飲用水源地農(nóng)業(yè)土壤的生態(tài)修復技術(shù)、作物精準平衡施肥技術(shù)、農(nóng)田徑流匯集與緩沖的溝渠系統(tǒng)設(shè)計、高效富集氮磷耐水土植物篩選、去除氮磷的人工濕地生態(tài)工程技術(shù)、低耗、高效、易管理的無動力或小動力的農(nóng)村生活污水處理設(shè)備、以及農(nóng)村固體廢棄物的污染防治等方面的科技和管理問題，實現(xiàn)飲用水源地農(nóng)村面源污染從形成、遷移、輸出、管理的全過程控制。

3 城市飲用水源地環(huán)境保護重點研究內(nèi)容

3.1 飲用水源地環(huán)境污染調(diào)查與評價

根據(jù)我國城市飲用水源地性質(zhì)不同，選擇若干具有代表性的城市飲用水源地進行詳細的現(xiàn)狀調(diào)查:我國飲用水源地主要水體類型;不同水體類型目前所面臨的污染源和污染負荷大小，如農(nóng)藥、化肥的使用量，使用頻率、方式，灌溉方式等;不同地區(qū)使用量的空間分布，生活污水水量、水質(zhì)等。其次，系統(tǒng)評價各類污染對飲用水源地的環(huán)境影響，確定不同類型水源地面臨的問題及其嚴重性，了解水源地農(nóng)民、經(jīng)濟主體、政府主管部門等各方面的看法。以GIS為技術(shù)平臺進行綜合分析，找出水源地保護與開發(fā)利用各個環(huán)節(jié)存在的問題。

3.2 水源保護區(qū)的社會主義新農(nóng)村建設(shè)

3.2.1 城鄉(xiāng)統(tǒng)籌下水源保護區(qū)農(nóng)村價值的再認識

基于城市發(fā)展越來越受到水源地農(nóng)村環(huán)境的制約、農(nóng)民生產(chǎn)、生活方式的制約的認識，從城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的角度來探討水源地農(nóng)村對城市飲用水源地保護的價值。作為城市生態(tài)與環(huán)境保護的生態(tài)服務(wù)價值、水源地農(nóng)村的存在為農(nóng)民提供就業(yè)保障，社會穩(wěn)定、精神寄托和文化回歸的社會價值凸現(xiàn)。

3.2.2 水源地保護區(qū)農(nóng)村價值的實現(xiàn)及其路徑研究

主要針對水源地農(nóng)村現(xiàn)有的不同于傳統(tǒng)的生態(tài)與社會服務(wù)價值，探討其如何在城鄉(xiāng)統(tǒng)籌思想下實現(xiàn)，以及實現(xiàn)所依賴的路徑。擬通過城鄉(xiāng)間補償機制的建立、生態(tài)服務(wù)市場的構(gòu)建來促進水源地農(nóng)村社會經(jīng)濟發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)水源地保護的同時當?shù)厣鐣?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

3.2.3 水源保護區(qū)經(jīng)濟發(fā)展模式轉(zhuǎn)變的外部制度環(huán)境

主要研究水資源市場有效運轉(zhuǎn)所需的制度保障機制。包括水源地水資源有償使用價格體制、水資源稅等市場機制能夠發(fā)揮作用的市場構(gòu)建及其有效運轉(zhuǎn)的技術(shù)支撐與保障機制的建立;探討政府、市場與社會在水源地管理、當?shù)赝恋乩梅绞睫D(zhuǎn)變中的角色定位以及力量整合方式。

3.3 城市飲用水源地面源污染的經(jīng)濟成因與控制政策

3.3.1 城市飲用水源地面源污染的經(jīng)濟成因分析

將城市飲用水源地面源污染狀況的基礎(chǔ)性研究成果與水源地社會經(jīng)濟發(fā)展狀況相結(jié)合，根據(jù)水源地自然條件、土地利用方式等方面的特征差異，有針對性地分類研究導致我國城市飲用水源地面源污染的經(jīng)濟性成因。重點包括:城市飲用水源地的產(chǎn)權(quán)問題、城市飲用水源地的經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生活水平等經(jīng)濟性因素與面源污染之間的關(guān)系、現(xiàn)有面源污染防治技術(shù)與設(shè)施的投入、應(yīng)用現(xiàn)狀與經(jīng)濟可行性分析。

3.3.2 城市飲用水源地面源污染防治經(jīng)濟技術(shù)路徑研究

在城市飲用水源地面源污染經(jīng)濟成因分析的基礎(chǔ)上，從經(jīng)濟學角度探討污染綜合防治的解決思路，將總量控制下的排污權(quán)交易、有償使用的水價格體制研究、水資源稅研究、生態(tài)補償機制研究以及水源地土地利用方式的調(diào)整等經(jīng)濟技術(shù)路徑，與污染源頭控制、治理的生物和工程技術(shù)手段相結(jié)合，引入水源地面源污染防治綜合體系之中。重點包括:面源污染稅費/補貼制度、總量控制下的排污權(quán)交易、城市飲用水源地生態(tài)補償機制、以水源地產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與產(chǎn)業(yè)的生態(tài)化發(fā)展，推進土地利用方式的優(yōu)化、城市飲用水源地面源污染防治體系經(jīng)濟性分析。

3.4 城市飲用水源地面源污染治理與控制技術(shù)集成示范

3.4.1 飲用水源地農(nóng)田徑流氮磷污染控制技術(shù)

農(nóng)田徑流氮磷污染的控制擬從源頭、過程和末端全過程進行。在源頭控制上重點研發(fā)精準化施肥成套技術(shù)，包括典型作物種植及施肥狀況調(diào)查、主要作物品種需肥規(guī)律研究、農(nóng)村土壤養(yǎng)分組成及空間分異研究、平衡施肥技術(shù)研究、平衡施肥專家決策系統(tǒng)的建立等;在過程控制上重點研發(fā)生態(tài)攔截技術(shù)，包括生態(tài)田埂規(guī)劃設(shè)計、旱地系統(tǒng)生態(tài)隔離帶設(shè)計、生態(tài)排水溝規(guī)劃設(shè)計、生態(tài)聯(lián)接渠設(shè)計等;在末端控制上重點研發(fā)生態(tài)治理技術(shù)，包括人工濕地設(shè)計、新型強化凈化前置庫設(shè)計等。

3.4.2 飲用水源地農(nóng)村生活污水控制成套技術(shù)研究

針對不同地形條件，開發(fā)適合于不同規(guī)模村鎮(zhèn)和農(nóng)戶的低成本、低能耗、易管理的生活污水控制成套技術(shù)。具體包括厭氧生物膜強化技術(shù)、不同氧微環(huán)境中微生物分解、泥水分離以及硝化－反硝化作用強化技術(shù)、土壤滲濾強化技術(shù)、以及工藝運行的模型與模擬技術(shù)等。

3.4.3 飲用水源地受污染農(nóng)田土壤生態(tài)修復技術(shù)研究

結(jié)合野外監(jiān)測和室內(nèi)試驗?zāi)M相結(jié)合的技術(shù)重點開展重金屬和有機物兩大類污染的原位生態(tài)修復技術(shù)研究。考慮到有的土壤可能已受到重金屬和有機物的雙重污染，因此，開發(fā)的成套技術(shù)中既應(yīng)有能單獨適合重金屬或有機污染物治理的技術(shù)，又要有能同時進行兩種污染物治理的技術(shù)。具體研究內(nèi)容包括污染土壤生態(tài)修復中的植物配型技術(shù)、污染土壤的生態(tài)修復強化技術(shù)、重金屬污染土壤的固定劑選擇與開發(fā)、生態(tài)型土壤表面活性劑選擇與開發(fā)、以及農(nóng)田土壤生態(tài)修復模型與模擬等。

3.4.4 飲用水源地農(nóng)村固體廢棄物的資源化利用技術(shù)及示范研究

結(jié)合污染現(xiàn)狀與當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平，尋找適宜的、成本低、具有可操作性的防治技術(shù)與相應(yīng)的配套政策。通過制度創(chuàng)新，充分發(fā)揮市場機制來吸引相關(guān)技術(shù)與資本的進入，實現(xiàn)污染治理的長效管理。具體包括生活垃圾的資源化利用技術(shù)、農(nóng)作物秸稈的資源化利用技術(shù)等。選擇典型和重要飲用水源地，根據(jù)其農(nóng)村面源污染的分類情況，集成相關(guān)治理技術(shù)、工程與配套管理政策，形成若干飲用水源地農(nóng)村面源污染治理的示范模板。

3.5 城市飲用水源地環(huán)境管理體系建設(shè)與機制創(chuàng)新

3.5.1 水源地管理體制建設(shè)與機制創(chuàng)新

現(xiàn)有的水源地保護區(qū)制度下的行政控制命令保護手段、保護區(qū)管理手段不利于效率的提升，因此本文提出流域管理、管理與養(yǎng)護分離的水源地保護與開發(fā)利用模式。建立水源地保護管理委員會，對水源實施流域性管理，同時，通過招投標方式，在市場準入制的建立與運作下實施水源地開發(fā)利用的低贏利市場化運作。由政府負監(jiān)管職責，市場運作下保證稀缺水資源的生產(chǎn)與配置。水源地管理機制創(chuàng)新方面要求市場運作下專業(yè)化管理與社會化參與相結(jié)合。

3.5.2 法律保障機制

在梳理我國飲用水源法律法規(guī)建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，借鑒發(fā)達國家飲用水源地保護立法，研究我國飲用水源方面的立法前景，完善相關(guān)法律法規(guī)體系的可能性。重點要形成以下幾項制度:飲用水源地的流域管理制度、水源地污染排放許可證制度、總量控制制度下的排污權(quán)交易制度、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌下的生態(tài)補償制度、公民、企業(yè)和政府在水源地保護中的法律義務(wù)和責任制度。

3.5.3 市場運作機制

水源地保護可以在市場中實現(xiàn)，不必依賴政府的包攬。由于水源地保護具有很強的公益性質(zhì)，社會全體成員都能從中獲益，因此保護成本應(yīng)該由所有的獲益者承擔，為水源可持續(xù)性供應(yīng)高質(zhì)量水開拓多元化的投融資渠道。合理的水資源稅與有償使用水費制度是推進水產(chǎn)品市場化的關(guān)鍵，是生態(tài)服務(wù)業(yè)得以形成與完善的基礎(chǔ)。

3.5.4 社會參與機制

探討水源流域性保護的公眾參與機制建設(shè)。可以探討商會和行業(yè)協(xié)會在水源地保護中的作用和角色;農(nóng)村、社區(qū)和其他民間組織在水源地保護中的作用及其組織;以及公私伙伴關(guān)系如何建立。

3.5.5 政府管理機制

因地適宜地構(gòu)建水源地保護與開發(fā)利用的政府監(jiān)管體系。轉(zhuǎn)變政府職能，加強對運營公司的監(jiān)管，防范不規(guī)范的經(jīng)營。同時，加強流域管理與行政區(qū)管理的協(xié)調(diào)，通過政府間契約來明確各部門的管理責任，解決存在的多頭管理和空頭管理等問題。此外，還應(yīng)建立水源地保護與開發(fā)利用的信息公開制度，促進全社會參與管理。

(編輯:王愛萍)

［1］尋找最后水源地:上海成中國缺水城市縮影［EB/OL］.財經(jīng)國家周刊，2011－07－08［2012－10－07］.http://news.163.com/11/0708/16/78F1CGF200014LGV.html#.

［2］鄭丙輝，付青，劉琰.中國城市飲用水源地環(huán)境問題與對策［J］.水工業(yè)市場，2007，(10):31 －35.

［3］張建永，朱黨生，曾肇京，等.我國城市飲用水水源地分區(qū)安全評價與措施［J］.水資源保護，2011，27(1):1 －5.

［4］錢加忠，李如忠，汪家權(quán)，等.城市供水水源地健康風險評價［J］.水利學報，2004，(8):90 －93.

［5］朱黨生.中國城市飲用水安全保障方略［M］.北京:科學出版社，2008:15－69.

［6］王浩，王建華.對太湖流域綜合治理問題的探討［J］.中國水利，2007，(4):18 －21.

［7］郁亞娟，王翔，王冬，等.滇池流域水污染防治規(guī)劃回顧性評估［J］.環(huán)境科學與管理，2012，37(4):184 －189.

［8］董文濤，程先富.巢湖流域非點源污染研究綜述［J］.環(huán)境科學與管理，2011，36(8):46 －49.