流域水环境问题

1.1.1　流域水环境问题

水污染是指水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，并进一步影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。流域水污染是目前我国面临的最主要的水环境问题^［1，2］，我国的环境污染问题是与工业化相伴而生的，20世纪五六十年代，工业化刚刚起步，环境污染问题尚不突出，但生态恶化问题经历数千年的累积，已经积重难返。20世纪80年代以后，改革开放带来了经济的高速发展，伴随着工业化的大规模展开，我国的环境污染渐呈加剧之势，特别是农业机械化和乡镇企业的异军突起，环境污染向农村急剧蔓延，生态破坏的范围也在扩大，环境问题与人口问题一样，已成为社会经济发展的重大难题。在过去很长的一段时间里，大众普遍认为造成水环境污染的罪魁祸首是如工业废水等的点源排污。目前，我国环境保护工作虽取得一定进展，但形势仍然非常严峻，即便点源污染控制技术日益成熟，但环境恶化问题并没有完全好转的趋势，水环境污染问题仍然较为突出，环境污染从城市向农村扩展，治理难点也由点源污染向非点源污染转化。根据国内外相关研究报道，即使全面控制点源污染，江河的水质达标率也只有65%，而湖泊的水质达标率仅为42%，某些物种灭绝、植被破坏、土地退化，以及全球性的环境问题正严重地威胁着我国经济的发展和环境的改善，中国水污染中面源污染的问题日益突出，富营养化所带来的水质恶化和生态破坏，直接影响并降低了水资源利用价值，如近年来太湖频繁发生“蓝藻大爆发”的污染事故，严重影响了区域经济发展，这就使得人们的关注焦点逐渐转向另一大污染来源——非点源^［3～6］。

通常所说的非点源污染（Non－point Source Pollution）是由于土地利用活动产生的溶解的或固体的污染物从非特定的地点随着降水产生的径流，进入受纳水体造成的污染。按照美国环保局的划分，可将非点源污染细分为农业、林业、航运、公路、城市等类型，其中尤以农业非点源污染所占比重最大。非点源污染由于分布广泛、监测难度大，并且受水文、土壤、植被、气象等因素影响而具有较大的不确定性，相对于点源污染更难以治理，尤其是农业非点源其污染程度和复杂度更高，所以国内外对非点源污染的研究主要集中于农业非点源污染的防治和农业最佳管理模式等方面^［7～11］。

近年来，水污染的一个重要特征是富营养化，特别是湖泊水系，由于大量的泥沙、营养物质以及有毒有害物质等进入江河湖库，在减少水体溶解氧的同时，造成水体的污染物浓度上升、有毒有害物质增加，引起水体发黑变臭，产生了严重的水体富营养化^［5］。欧洲对地表和地下水中氮、磷的研究表明，农业是磷和泥沙的主要来源^［11］。美国研究报告也指出，在进入地表水体的污染物中，46%的泥沙、47%的总磷和52%的总氮均来自于农业径流污染，农业已经成为全美河流污染的第一污染源^{［12～16］}。在中国，农业非点源污染造成的环境恶化现象更为突出，大部分水体富营养化进程加快，不少平原湖泊及水库富营养化趋势加剧。我国化肥年施用总量已远远超过发达国家为防止化肥对水体污染而设置的安全上限^［7］。据统计，目前我国化肥施用量约400kg/hm²，农药的年施用量也达到了50万～60万t，是世界上化肥施用量最多的国家之一。由于化肥农药的过量施用，其有效利用率低，使得大部分流失进入水体，成为水体富营养化的首要来源。我国污染较严重的流域如太湖、巢湖、滇池等已经呈现氮、磷等营养盐类引起的湖泊富营养化，鄱阳湖、洞庭湖目前虽然维持在中营养化水平，但磷、氮含量偏高，正处于向富营养化过渡的阶段。据粗略估算，目前水体污染物中来自工业、生活和农业面源污染的大约各占1/3^［7，11］。在国家评价的富营养化严重的11个湖泊中，巢湖总氮、总磷分别超标2.73倍和8.22倍，滇池总氮、总磷分别超标2.03倍和4.96倍（中国环境状况公报），导致富营养化的氮素和磷素，主要是通过面源输送的，其污染有很大一部分来源于农业非点源，如太湖总氮来自工业的只占33%，总磷来自工业的只占12%（中国环境报）；巢湖总氮的68%、总磷的74%来自面源；滇池由农田带入的氮、磷量分别为流域水体径流负荷的53%和62%。大型湖泊营养盐浓度上升，有的已出现极度富营养化状态，且农业非点源污染的比例在逐年上升，从世界范围来看，非点源污染已成为水环境污染的重要方式^［9，10］。

不仅如此，地表水污染已通过入渗殃及地下水，加之化肥、农药的不合理使用，使地下水水质每况愈下。我国是世界上水土流失最严重的国家之一，水土流失也加剧了流域水环境的污染程度，泥沙中所携带的氮、磷来是造成江河湖库面源污染的主要原因之一^［12］。据相关研究报道，全国水土流失面积367万km²，占国土面积的38%，其中水力侵蚀面积179万km²。每年流失土壤50多亿t，严重影响土壤肥力。全国每年因水土流失新增荒漠化面积2 100km²，土地利用价值和承载能力降低。每年因水土流失而损失的耕地面积达7万多hm²。黄土高原每年水土流失带走的氮、磷、钾就达4 000万t，相当于全国一年的化肥产量^{［17～23］}。

这些水环境问题产生的原因是随着经济社会的发展，城市规模的不断扩大，用水量的持续增大，造成排入江河湖库的废污水不断增加^［22］，而无节制地排放未经处理的废污水更是河湖污染的主要原因。据水利部门最新调查资料，目前废污水排放量已超过20世纪80年代初的一倍以上，年排废污水达600亿t，这些废污水80%以上未经处理直接排入江河湖库，成为主要的污染源，除此之外，水土流失以及化肥、农药的不合理使用也是造成河湖污染的重要原因^［21］。当前，我国水污染的一个重要特征是富营养化，特别是湖泊水系。据专家估算：近50%的氮、磷来自于水土流失造成的非点源污染。此外，水资源短缺与水污染互为因果，以及水土资源的不合理开发利用，加剧了水环境恶化，由于水资源短缺，水体稀释能力低，我国流域环境污染和生态环境更趋恶化，已到了岌岌可危的地步，解决目前突出的流域水环境污染问题及相关问题已备受关注^{［20，24，25］}。