蘇海磊,李信茹,陶艷茹,時(shí)迪,魏源,沈亞琴,陳艷卿,孫福紅
中國環(huán)境科學(xué)研究院/環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100012
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是國家水生態(tài)環(huán)境管理的基石與標(biāo)尺,是水環(huán)境污染治理與生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)與方向,是水質(zhì)監(jiān)測、質(zhì)量評(píng)估、排放許可、考核監(jiān)管、政策法規(guī)的重要依據(jù),是引領(lǐng)水環(huán)境質(zhì)量提質(zhì)增效升級(jí)的發(fā)令槍與指揮棒??茖W(xué)合理的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)保護(hù)人體與生態(tài)環(huán)境健康、綠色產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步都起到十分重要的作用。目前,中國已經(jīng)建立了比較完整的水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系,包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)(國家環(huán)境保護(hù)總局,2002)、《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3097—1997)、《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 11607-89)、《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084—2005)、《地下水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—2017)、《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)以及各種工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等,在中國的環(huán)境保護(hù)工作中起著極其重要的作用。尤其是《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》在中國水污染防治和水生態(tài)安全保障以及地表水體水質(zhì)改善中發(fā)揮了無可替代的作用(張遠(yuǎn)等,2020)。但是,由于中國現(xiàn)行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)主要參考國外的水質(zhì)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn),具有一定的局限性,比如缺乏專門保護(hù)水生生物的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、污染項(xiàng)目和部分標(biāo)準(zhǔn)限值對(duì)水生生物保護(hù)不足、標(biāo)準(zhǔn)值全國統(tǒng)一沒有考慮區(qū)域性差異等。另外,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)具有時(shí)效性,應(yīng)根據(jù)科學(xué)技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展適時(shí)更新完善。因此,中國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)面臨著迫切的修訂需求(Sun et al.,2021;鄭丙輝等,2014)。
美國的水質(zhì)基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)研究經(jīng)歷了幾十年的歷程,形成了一套較為完善和系統(tǒng)的體系,為國家的水質(zhì)改善起到了積極重要的作用,也為世界其他國家和地區(qū)的水質(zhì)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)研究提供了借鑒和幫助。為了學(xué)習(xí)和借鑒美國的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),中國學(xué)者很早就開始研究美國的水質(zhì)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)(夏青等,1990;夏青等,2004;聶蕊,2005;霍守亮等,2011;席北斗等,2011),并通過對(duì)比分別國內(nèi)外水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),提出中國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)研究的緊迫性和研究思路(Zhao et al.,2016;李會(huì)仙等,2012),嘗試性制定了中國部分污染物的標(biāo)準(zhǔn)值(Su et al.,2017)。同時(shí),作為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制訂的科學(xué)依據(jù),中國水質(zhì)基準(zhǔn)的研究工作也逐步開展起來(Wu et al.,2010;吳豐昌等,2011;鄭欣等,2016;劉征濤,2018),取得了一系列成果。盡管如此,鑒于當(dāng)時(shí)的歷史局限性,對(duì)于美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及其部分關(guān)鍵術(shù)語的理解和認(rèn)識(shí)還不夠準(zhǔn)確和完善。同時(shí),美國的水質(zhì)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)研究也在不斷更新進(jìn)步。因此,有必要回過頭來再次對(duì)美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)法律法規(guī)、實(shí)施和應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)全面的整理和梳理,分析總結(jié)美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)和應(yīng)用。本文對(duì)美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定的理念、目標(biāo)和相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,包括《清潔水法》、《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》、及《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》等重要內(nèi)容,凝練了它們對(duì)中國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)研究的啟示,以期為中國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)研究及環(huán)境管理提供更好的學(xué)習(xí)和借鑒。
《清潔水法》(2002)作為美國水污染控制的主要法律,是美國水質(zhì)基準(zhǔn)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的法律基礎(chǔ),為美國各州制定和實(shí)施水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)奠定了法律依據(jù)。最新版《清潔水法》,共6章94條,確立了美國水域污染物排放管理和地表水質(zhì)量管理的基本法律要求,規(guī)定了國家水污染控制的目標(biāo),即恢復(fù)和維護(hù)國家水體化學(xué)、物理和生物完整性,及實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的配套法律措施。同時(shí),《清潔水法》中“標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施”這一條款對(duì)排放限值、水質(zhì)相關(guān)的排放限值、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施計(jì)劃、信息和指南、水質(zhì)清單等內(nèi)容做了詳細(xì)規(guī)定,包括水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)定義、制定、審批等條款,為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施提供了指導(dǎo)?!肚鍧嵥ā?04(a)(1)條款要求美國環(huán)保局(EPA)利用最新的科技知識(shí)來建立水質(zhì)基準(zhǔn),旨在保護(hù)水生物安全和人體健康;《清潔水法》303(c)條款規(guī)定各州制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),包括指定水體用途和制定保護(hù)該用途的水質(zhì)基準(zhǔn)。目前,美國各州與部落均制定并發(fā)布了適合本州水質(zhì)參數(shù)和生物區(qū)系特征的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
美國聯(lián)邦行政法典(code of federal rule,CFR)第40主題的第131部分法規(guī)條款(USEPA,1995)對(duì)美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)做出了更詳細(xì)規(guī)定,稱為《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》(USEPA,2021)。最新版《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》共有四部分內(nèi)容:(1)一般條款,給出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的范圍、目的、定義、州權(quán)限、EPA權(quán)限、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提交的最低要求、爭議解決機(jī)制、以及印第安部落管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃的要求;(2)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制訂,包括指定用途、基準(zhǔn)、反退化政策和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施方法、通用規(guī)則、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)特殊許可、以及授權(quán)基于水質(zhì)的排放限值的使用計(jì)劃等;(3)審核和修訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的程序,包括各州對(duì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的審核和修訂、EPA對(duì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的審核和修訂、以及EPA發(fā)布水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等;(4)聯(lián)邦發(fā)布的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
該法規(guī)明確指出,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是州或聯(lián)邦法律的條款,包括水體的指定用途和基于該用途的水質(zhì)基準(zhǔn),旨在保護(hù)公共健康和福祉,改善水質(zhì),和服務(wù)清潔水法。而水質(zhì)基準(zhǔn)是州水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的元素,以水質(zhì)參數(shù)或污染物項(xiàng)目的濃度、水平或敘述性陳述表示,表明水體的質(zhì)量可以支持指定用途。各州負(fù)責(zé)審核、制訂和修訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),而EPA負(fù)責(zé)審批各州制訂的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。如果EPA認(rèn)為州或部落的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)符合《清潔水法》的要求,則批準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn);反之則駁回該標(biāo)準(zhǔn)并發(fā)布聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)。
為了執(zhí)行《清潔水法》和《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》的規(guī)定,美國環(huán)保局發(fā)布了《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》(water quality standards handbook),作為指導(dǎo)各州執(zhí)行并制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指南?!端|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》第一版于1983年發(fā)布(USEPA,1983),1994年修訂為第2版(USEPA,1994)。之后,該手冊(cè)作為在線版本,各章節(jié)內(nèi)容單獨(dú)更新。最新的《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》共有七部分內(nèi)容,包括一般規(guī)定、指定用途、水質(zhì)基準(zhǔn)、反退化、一般規(guī)則、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定和審核程序、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和基于水質(zhì)的污染控制方法(https://www.epa.gov/wqstech/water-quality-standards-handbook)。
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)《清潔水法》制定各種水質(zhì)管理計(jì)劃的基礎(chǔ)。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)可用于設(shè)定特定水體或其部分的水質(zhì)目標(biāo),提供基于水質(zhì)的排放限值的管理基礎(chǔ)。另外,還可以作為受損水體最大日負(fù)荷(TMDLs)等恢復(fù)行動(dòng)的目標(biāo)。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的定義:水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)包括指定用途、水質(zhì)基準(zhǔn)、反退化和一般規(guī)則等 4個(gè)元素,用于恢復(fù)和保持國家水體的化學(xué)、物理和生物完整性;達(dá)到為魚類、貝類和野生生物提供保護(hù)和繁殖功能,以及提供娛樂功能的水質(zhì)條件。
2.1.1 指定用途
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)通過指定水體的用途定義了水體或部分水體的水質(zhì)管理目標(biāo)。《清潔水法》規(guī)定了水體的指定用途,主要分為六大類:公共供水;魚類、貝類和野生生物的保護(hù)和繁殖;娛樂;農(nóng)業(yè)和工業(yè);航運(yùn);其他用途??偟膩碚f,美國水體指定用途全面,分類明確。其中,魚類、貝類和野生生物的保護(hù)和繁殖用途體現(xiàn)了對(duì)水生態(tài)保護(hù)的重要理念。中國現(xiàn)階段也提出加強(qiáng)對(duì)水生態(tài)健康保護(hù)的重大需求,生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《重點(diǎn)流域水生態(tài)環(huán)境保護(hù)“十四五”規(guī)劃編制技術(shù)大綱》,明確提出要突出水資源、水生態(tài)、水環(huán)境“三水”統(tǒng)籌,實(shí)現(xiàn)“有河有水,有魚有草,人水和諧”的目標(biāo)。中國的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838—2002)也劃分了較為全面的功能類別,包括五類(見表1)。但是可以看出,不同功能類別有交叉,如II類水體,一方面是水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)(起保護(hù)人體健康作用),另一方面又是珍稀水生生物的棲息地、魚蝦類的產(chǎn)卵場、索餌場等(起水生生物保護(hù)的功能),不同功能采用同樣的水質(zhì)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)限值,會(huì)對(duì)水生生物造成欠保護(hù)和過保護(hù)。另外,美國還引入了季節(jié)性用途的概念,用于有限的季節(jié),可以在特殊季節(jié)內(nèi)保護(hù)易受傷害的生物體或生命階段??梢哉f指定用途決定了水體的保護(hù)目標(biāo),是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定的基礎(chǔ)。
表1 中美水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中水體用途(功能)對(duì)比Table 1 Water uses (functions) of water quality standards in the USA and China
2.1.2 水質(zhì)基準(zhǔn)
作為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的核心要素之一,水質(zhì)基準(zhǔn)主要包括人體健康基準(zhǔn)、水生生物基準(zhǔn)、營養(yǎng)物基準(zhǔn)、生態(tài)基準(zhǔn)、野生生物水質(zhì)基準(zhǔn)、優(yōu)控污染物基準(zhǔn)等。水質(zhì)基準(zhǔn)有敘述性和數(shù)值型兩種形式,其中數(shù)值型水質(zhì)基準(zhǔn)又包括基準(zhǔn)量級(jí)、持續(xù)時(shí)間和最大允許超過頻率等3個(gè)要素。滿足基準(zhǔn)時(shí),水質(zhì)一般可以保護(hù)指定用途;超過水質(zhì)基準(zhǔn)時(shí),水質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致人體健康風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),需要采取保護(hù)和恢復(fù)措施。美國環(huán)保局發(fā)布的國家推薦基準(zhǔn),根據(jù)最新科學(xué)知識(shí)、文獻(xiàn)綜述、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序、EPA政策、同行審議、和公眾參與制定,表示可以充分保護(hù)指定用途的水中污染物水平,但不具有法律效力。州和授權(quán)部落可以使用特定區(qū)域條件校正的水質(zhì)基準(zhǔn)(改變物質(zhì)生物有效性和毒性物理和化學(xué)特征,物種敏感性差異),但是必須科學(xué)合理,包含保護(hù)指定用途的充分參數(shù)和成分,支持水體的最敏感指定用途。對(duì)生物累積性物質(zhì),基于生物組織的基準(zhǔn)更合理,而基于水相的基準(zhǔn)可以由基于生物組織的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化獲得。
2.1.3 反退化
反退化也是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的核心元素之一。反退化要求和執(zhí)行這些要求的方法是州水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的最低條件。各州必須制定、采用和保留一個(gè)全州的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的反退化政策,并建立水質(zhì)管理過程中執(zhí)行該政策的程序。反退化的內(nèi)容已有學(xué)者進(jìn)行解讀(席北斗等,2011),這里不再進(jìn)行詳細(xì)討論。
2.1.4 影響水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和實(shí)施的一般規(guī)則
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)除指定用途、水質(zhì)基準(zhǔn)和反退化政策等3個(gè)核心要素外,還包括影響水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和實(shí)施的一般規(guī)則。州和授權(quán)部落可以在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中采取一般規(guī)則,它們會(huì)影響如何使用和執(zhí)行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。這些一般規(guī)則包括混合區(qū)、低流量條件和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)特殊許可。
(1)混合區(qū)
混合區(qū)是一個(gè)有限區(qū)域或一定體積的水域,排放物在這里進(jìn)行初始稀釋且可能超過某些數(shù)值型水質(zhì)基準(zhǔn)。美國環(huán)保局認(rèn)為,在有限的明確水體區(qū)域中水生生物的暴露短時(shí)間內(nèi)超過基準(zhǔn),可能不會(huì)影響整個(gè)水體指定用途的維持。這種情況下,可以允許某污染物的環(huán)境濃度超過基準(zhǔn)值。需要指出的是,水體的敘述型和/或數(shù)值型基準(zhǔn)仍然是混合區(qū)邊界內(nèi)的適用基準(zhǔn),即混合區(qū)是可以超出基準(zhǔn)的區(qū)域,而非不適用基準(zhǔn)的區(qū)域?;旌蠀^(qū)通常適用于發(fā)生不完全混合的水體類型,雖有助于稀釋廢水排放中的污染物濃度,但也會(huì)增加水體污染物的負(fù)荷量。如果應(yīng)用不當(dāng),混合區(qū)可能會(huì)對(duì)通過混合區(qū)的移動(dòng)物種以及排放口附近移動(dòng)性較小的物種(如底棲生物群落)產(chǎn)生不利影響。所以,混合區(qū)的使用應(yīng)謹(jǐn)慎,以免損害整個(gè)水體的指定用途。盡管州或部落有權(quán)選擇是否授權(quán)混合區(qū),但美國規(guī)定了一些不適用混合區(qū)的情況,例如排放廢水含有生物累積性污染危害時(shí),污染物濃度可能導(dǎo)致重大人體健康風(fēng)險(xiǎn)時(shí),或可能危及繁殖場、產(chǎn)卵場、瀕危物種棲息地等重要區(qū)域時(shí)等。
(2)臨界低流量
為確保所采用基準(zhǔn)能夠保護(hù)指定用途,州和部落通常建立臨界低流量值,以支持通過國家污染物排放清除系統(tǒng)(NPDES)許可證計(jì)劃實(shí)施基準(zhǔn)。臨界低流量條件對(duì)水生生物群落的完整性和人體健康的保護(hù)提出了特殊挑戰(zhàn)。因?yàn)榈土髁繒r(shí)可用于稀釋的水較少,從而導(dǎo)致污染物的流內(nèi)濃度較高,加劇廢水排放的影響。因此,為了確定基于水質(zhì)的排放限值(WQBEL),可用稀釋量應(yīng)確保在臨界低流量值下保護(hù)基準(zhǔn)。美國環(huán)保局歷來鼓勵(lì)各州和部落直接在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定應(yīng)使用哪種臨界低流量值來確定可用稀釋量。這些臨界低流量值已作為新的或修訂的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過EPA審批,對(duì)它們的修訂也必須經(jīng)由EPA審批。EPA推薦了兩種方法計(jì)算臨界低流量值:美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)開發(fā)的基于傳統(tǒng)水文學(xué)的方法和美國環(huán)保局開發(fā)的基于生態(tài)學(xué)的方法。前者通過概率和極端值統(tǒng)計(jì)確定臨界低流量值,后者根據(jù)基準(zhǔn)相關(guān)的特定持續(xù)時(shí)間和頻率經(jīng)驗(yàn)確定臨界低流量。表2給出了EPA推薦的臨界低流量值。其中,1Q10代表平均每10年預(yù)計(jì)發(fā)生一次的最低一天平均流量事件,7Q10代表平均每10年預(yù)計(jì)發(fā)生一次的最低7天連續(xù)平均流量事件;1B3表示平均每3年發(fā)生一次的最低一天平均流量事件,4B3表示平均每3年發(fā)生一次的最低4天連續(xù)平均流量事件。
表2 美國環(huán)保局建議的水生生物和人類健康基準(zhǔn)的臨界低流量Table 2 EPA-recommended Critical low flows for aquatic life and human health criteria
(3)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)特殊許可
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)特殊許可(WQS variances)是指特定污染物或水質(zhì)參數(shù)的有時(shí)限的指定用途和基準(zhǔn),反映了水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)特殊許可期間可達(dá)到的最高條件。有學(xué)者將variance譯為“變量”或“差異”,筆者認(rèn)為該詞應(yīng)理解為特殊許可,是指無法達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的情況下,州所批準(zhǔn)的有時(shí)限的特殊許可。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)特殊許可適用于國家污染物排放清除系統(tǒng)允許的排放者或水體/水體段。特殊許可須被納入水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)并經(jīng)EPA批準(zhǔn)。特殊許可旨在作為一種機(jī)制,為州、部落和利益相關(guān)者提供時(shí)間,以便在當(dāng)前指定用途未得到滿足的情況下,在確定的時(shí)間段內(nèi)采取行動(dòng)改善水質(zhì)。當(dāng)使用特殊許可時(shí),州或部落保留當(dāng)前的指定用途作為長期目標(biāo)。
《清潔水法》要求州和授權(quán)部落定期審核、適當(dāng)時(shí)采取新的或修訂的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),而EPA負(fù)責(zé)審批?!肚鍧嵥ā泛汀端|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》要求各州和授權(quán)部落至少每3年一次舉行公開聽證會(huì),審查適用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),并酌情修改和采納水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。修訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的方式包括增加和修訂指定用途、水質(zhì)基準(zhǔn)、反退化政策等。各州和授權(quán)部落采用新的或修訂的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)需要提交給EPA審批,EPA區(qū)域辦公室審查州和部落提交的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),區(qū)域管理者負(fù)責(zé)批準(zhǔn)或否決水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。如果EPA確定提交的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)符合《清潔水法》和《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》的要求,須在60天內(nèi)通批準(zhǔn);當(dāng)提交的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)僅有部分內(nèi)容符合要求時(shí),只能批準(zhǔn)符合要求的部分;如果提交的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不滿足要求則否決,同時(shí)指出需要作出的修訂。
雖然 EPA傾向于各州和授權(quán)部落采用自己的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但存在下列情況之一時(shí),必須立即提出并頒布聯(lián)邦水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn):(1)EPA認(rèn)定由州或部落提交的新的或修訂的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不符合《清潔水法》和《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》的要求,且未在90天內(nèi)采用可接受的替代水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);(2)EPA認(rèn)定需要新的或修訂的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來滿足《清潔水法》和《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》的要求。
《水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》規(guī)定,制定、實(shí)施和變更水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的過程中,在不同的環(huán)節(jié)需要考慮經(jīng)濟(jì)因素。美國環(huán)保局發(fā)布了《美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中臨時(shí)經(jīng)濟(jì)分析指南》(UAEPA,1995),幫助各州和申請(qǐng)人了解應(yīng)該考慮的經(jīng)濟(jì)因素,決定是否達(dá)到指定用途、是否授權(quán)“水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)特殊許可”、和是否批準(zhǔn)降級(jí)高質(zhì)水體水質(zhì)。經(jīng)濟(jì)分析主要有兩個(gè)目的,一個(gè)是為取消指定用途或獲得“水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)特殊許可”,必須證明達(dá)到指定用途可能造成嚴(yán)重和廣泛的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響;二是計(jì)劃降低高質(zhì)水體的水質(zhì),必須證明降低水質(zhì)是滿足重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展所需要的。有學(xué)者研究了美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定中的經(jīng)濟(jì)分析的主要流程(席北斗等,2011),這里不再詳細(xì)敘述。但是需要指出的是,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)分析僅涉及為達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)而改善水質(zhì)的成本或?yàn)榱吮3指哔|(zhì)水體水質(zhì)的成本;且 EPA使用成本-效益分析作為確定水質(zhì)基準(zhǔn)的一個(gè)因素,收到了很多質(zhì)疑。EPA沒有使用經(jīng)濟(jì)分析作為確定保護(hù)性水質(zhì)基準(zhǔn)的基礎(chǔ)?!端|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)》,明確指出,基準(zhǔn)必須根據(jù)可靠的科學(xué)原理且必須保護(hù)指定用途。EPA也強(qiáng)調(diào),盡管指定用途時(shí)可能考慮了經(jīng)濟(jì)因素,但不能用于證明基準(zhǔn)不能保護(hù)那些用途;另外,基準(zhǔn)只根據(jù)污染物濃度與環(huán)境和健康效益之間關(guān)系的數(shù)據(jù)和科學(xué)判斷,而不反映經(jīng)濟(jì)因素的考慮。
基于水質(zhì)的污染控制方法是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要應(yīng)用,該方法強(qiáng)調(diào)水體的總體水質(zhì),基于水體的固有條件和確定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),為州和授權(quán)部落提供了進(jìn)入水體污染物數(shù)量的控制機(jī)制?;谒|(zhì)的污染控制方法主要包括:制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);監(jiān)測水質(zhì)并評(píng)估達(dá)標(biāo)程度;識(shí)別受損水體并排序;確定污染負(fù)荷能力和分配;制定點(diǎn)源和非點(diǎn)源控制;監(jiān)測和確保遵守;測量過程。所以說,除了監(jiān)測水質(zhì)并評(píng)估達(dá)標(biāo)程度外,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的另一重要應(yīng)用就是制定基于水質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)。最初階段,美國一些州根據(jù)《1965年水質(zhì)法》制定了適合州內(nèi)水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)污染控制效果并不理想?!?972年聯(lián)邦水污染控制法修訂版》將水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃擴(kuò)展到了州際水體,并規(guī)定通過制訂排放許可來實(shí)施水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。美國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)歷程表明,僅制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于水污染控制和水質(zhì)改善的效果很不明顯,需要通過水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定基于水質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)才能更好的實(shí)施和應(yīng)用,發(fā)揮水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的作用。
美國環(huán)保局和各州需要全面的水質(zhì)監(jiān)測和評(píng)估信息,以了解環(huán)境狀況和隨時(shí)間變化的情況,從而幫助設(shè)定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)水平,支持水質(zhì)問題的管理決策。EPA建議州水質(zhì)監(jiān)測和評(píng)估計(jì)劃包含10個(gè)要素,分別為監(jiān)測計(jì)劃、監(jiān)測目標(biāo)、監(jiān)測設(shè)計(jì)、核心水質(zhì)指標(biāo)和補(bǔ)充水質(zhì)水質(zhì)指標(biāo)、質(zhì)量保證、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析評(píng)估、報(bào)告、計(jì)劃評(píng)價(jià)、及支持和基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃等(USEPA,2003)。州的監(jiān)測計(jì)劃是一項(xiàng)長期實(shí)施計(jì)劃,應(yīng)包括一個(gè)不超過 10年的時(shí)間表,涵蓋溪流、河流、湖泊、胡庫、河口、濕地等所有水體類型。監(jiān)測目標(biāo)一般包括:幫助制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、確定水質(zhì)狀態(tài)和趨勢、實(shí)施水質(zhì)管理計(jì)劃、評(píng)估計(jì)劃有效性等;監(jiān)測計(jì)劃需要提供滿足管理決策需求的數(shù)據(jù)。
各州通過分析化學(xué)、物理、生物、土地使用等各類數(shù)據(jù),為州所有水體評(píng)估水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)標(biāo)程度。然后,及時(shí)完整的將形成的報(bào)告和清單提交給EPA。報(bào)告需要包括監(jiān)測計(jì)劃、評(píng)估方法、評(píng)估結(jié)果、趨勢分析、公共健康問題等方面的內(nèi)容(USEPA,2005)。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)程度的評(píng)估結(jié)果有五類:(1)支持所有指定用途,沒有用途受到威脅;(2)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和/或信息表明,部分指定用途得到支持;(3)可用數(shù)據(jù)和/或信息不足,無法確定用途是否得到支持;(4)可用數(shù)據(jù)和/或信息表明至少有一個(gè)指定用途未被支持或受到威脅,但不需要確定最大日負(fù)荷量;(5)可用數(shù)據(jù)和/或信息表明至少有一個(gè)指定用途未被支持或受到威脅,需要確定最大日負(fù)荷量。
通過前文對(duì)美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定的理念、目標(biāo)及相關(guān)法律法規(guī)和指南進(jìn)行分析討論后,凝練出了美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的重要特點(diǎn),并提出其對(duì)中國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂的借鑒意義和參考價(jià)值。
(1)水體的功能與用途決定了水體的保護(hù)目標(biāo),是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制訂的基礎(chǔ)。中國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》劃分的五類水體功能雖然全面,涵蓋了飲用水、水生生物用水、娛樂用水、農(nóng)業(yè)與景觀用水等,但不同功能類別有交叉,可能會(huì)造成過保護(hù)或欠保護(hù)問題。因此,可借鑒美國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制訂經(jīng)驗(yàn),依據(jù)水體的不同使用功能制訂對(duì)應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),不同使用功能水體在關(guān)注的水質(zhì)參數(shù)和污染物項(xiàng)目方面具有差異。
(2)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定要以水質(zhì)基準(zhǔn)為科學(xué)依據(jù)。美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作為一個(gè)法規(guī)而非具體的數(shù)值,水質(zhì)基準(zhǔn)是其核心要素之一。《清潔水法》中水質(zhì)基準(zhǔn)(criteria)的使用有兩處:一是用于 303(c) 中表示州水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)組成部分;一是用于304(a) 中表示國家推薦水質(zhì)基準(zhǔn)(USEPA,1991)。各州可以直接采用 EPA制定的國家推薦水質(zhì)基準(zhǔn)作為本州的水質(zhì)基準(zhǔn),也可以依據(jù)本州的生物區(qū)系特征與水化學(xué)特征制訂區(qū)域的水質(zhì)基準(zhǔn)。中國近年來也加強(qiáng)了水質(zhì)基準(zhǔn)研究,并陸續(xù)發(fā)布了鎘、氨氮等幾種物質(zhì)的保護(hù)水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)值及其制定文件(生態(tài)環(huán)境部,2020a;生態(tài)環(huán)境部,2020b),為中國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂和水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理提供了強(qiáng)有力的科學(xué)依據(jù)。中國未來的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制訂須以中國水質(zhì)基準(zhǔn)研究為依據(jù),才能科學(xué)地服務(wù)于中國水環(huán)境管理。
(3)水質(zhì)基準(zhǔn)值必須根據(jù)可靠的科學(xué)原理且必須保護(hù)指定用途。EPA強(qiáng)調(diào)水質(zhì)基準(zhǔn)僅根據(jù)污染物濃度與環(huán)境和健康效益之間關(guān)系的科學(xué)數(shù)據(jù)和專家判斷,而不考慮經(jīng)濟(jì)因素和達(dá)標(biāo)的技術(shù)可行性(USEPA,1999;USEPA,2000)。盡管經(jīng)濟(jì)分析是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的重要內(nèi)容,用來評(píng)估水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定所帶來的成本和預(yù)期取得的經(jīng)濟(jì)效益,但并不是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定的必需程序,也不能影響水質(zhì)基準(zhǔn)的數(shù)值確定。美國環(huán)保局沒有將經(jīng)濟(jì)分析作為制訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù),分析方法和檢測限也不能影響水質(zhì)基準(zhǔn)的制定(USEPA,2000)。美國的1985指南也指出,基準(zhǔn)不能基于分析方法的敏感性,設(shè)定可以提供足夠保護(hù)的水質(zhì)基準(zhǔn)會(huì)成為改進(jìn)分析方法檢測限的強(qiáng)制機(jī)制(UAEPA,1985)。因此,在現(xiàn)階段,考慮到中國的發(fā)展階段和技術(shù)水平,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定可能會(huì)受經(jīng)濟(jì)因素和分析方法檢測限等因素限制,在制修訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)過程中需要考慮經(jīng)濟(jì)分析,分析水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的成本和效益。但未來水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)該主要以水質(zhì)基準(zhǔn)作為科學(xué)依據(jù),以生態(tài)環(huán)境和人體健康為主要保護(hù)目標(biāo),水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)根據(jù)成本和效益的大小、分析方法檢測限的局限性進(jìn)行調(diào)整。
由于生物累積性物質(zhì)(如甲基汞、DDT、PFOS)可在水生食物鏈中進(jìn)行生物累積或生物放大,即使水中含量很低也可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng),尤其是高營養(yǎng)級(jí)生物造成嚴(yán)重的危害作用(Hung et al.,2006;Hinck et al.,2009;Han et al.,2017)。這種情況下,如果使用基于水中濃度表示的毒性數(shù)據(jù)推導(dǎo)水質(zhì)基準(zhǔn),很可能會(huì)導(dǎo)致“欠保護(hù)”的問題。因此,對(duì)于生物累積性物質(zhì),美國認(rèn)為需要制定基于生物組織的基準(zhǔn),基于水相的水質(zhì)基準(zhǔn)要從基于組織的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化而來,才能科學(xué)的保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)。美國EPA于2016年發(fā)布了硒的保護(hù)水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)文件(USEPA,2016),制訂了硒基于魚類組織的保護(hù)水生生物水質(zhì)基準(zhǔn),并通過基于魚類組織的基準(zhǔn)來推導(dǎo)基于水相的基準(zhǔn),且規(guī)定并推薦優(yōu)先采用基于魚類組織的水質(zhì)基準(zhǔn)。中國目前的水質(zhì)基準(zhǔn)制定技術(shù)指南中,尚未對(duì)累積性物質(zhì)的水質(zhì)基準(zhǔn)做特殊規(guī)定和說明。因此,需要針對(duì)累積性物質(zhì)(如硒、甲基汞等)制定水質(zhì)基準(zhǔn)制訂技術(shù)指南并推動(dòng)相關(guān)研究。
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的重要應(yīng)用之一是制定基于水質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)。美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)告訴我們,僅制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于水污染控制和水質(zhì)改善的效果有限,通過水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定基于水質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)才能更好的實(shí)施和應(yīng)用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),有效發(fā)揮其在污染控制和水質(zhì)改善中的作用。另外,將水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與排放標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來,也是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析的前提。通過水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定排放標(biāo)準(zhǔn),才能有效分析并計(jì)算為了達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)而產(chǎn)生的污染控制的成本,包括污染控制成本、運(yùn)行和維護(hù)成本,以及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的效益分析。中國目前尚未將水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)充分聯(lián)系起來,未來可能需要依據(jù)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),通過模型模擬、污染源總量控制、污染負(fù)荷分配等措施科學(xué)合理地制定排放標(biāo)準(zhǔn),從而真正的將水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)落地,充分發(fā)揮水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的“指揮棒”作用。
一方面,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)具有區(qū)域性,不同區(qū)域的水生生物優(yōu)勢物種與代表性物種差異較大,且由于地質(zhì)成因或者背景值等因素造成不同區(qū)域水體的 pH值、DOC濃度等差異也較大。因此,應(yīng)根據(jù)區(qū)域特征(水生生物物種分布特征和水化學(xué)特征如 pH、DOC等)制定和應(yīng)用適合本區(qū)域的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。另一方面,不同季節(jié)(豐水期、枯水期)由于流量差異較大等原因,可能導(dǎo)致部分指標(biāo)季節(jié)性超標(biāo),也需要進(jìn)行特殊考慮。對(duì)于目前不能達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域,可以參考美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)特殊許可,制定一定期限內(nèi)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),并在此期限內(nèi)采取相應(yīng)措施改善水質(zhì),最終實(shí)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
美國水質(zhì)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)研究經(jīng)過了幾十年的歷程,經(jīng)過不斷完善和修改,形成了比較完善的體系,為美國的水質(zhì)改善和水生態(tài)健康保護(hù)做出了積極的貢獻(xiàn)。相對(duì)來說,中國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)特別是水質(zhì)基準(zhǔn)研究起步較晚,尚不成熟。美國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有許多先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)值得我們學(xué)習(xí)借鑒,有助于中國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)研究跟國際接軌,少走彎路。中國未來水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂應(yīng)該以中國水質(zhì)基準(zhǔn)研究為依據(jù),針對(duì)不同水體功能制定相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),重視累積性物質(zhì)的水質(zhì)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)研究,加強(qiáng)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與排放標(biāo)準(zhǔn)的銜接,考慮區(qū)域性差異和季節(jié)性變化等因素。但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,美國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)體系是個(gè)龐大完善的系統(tǒng),非常有必要進(jìn)行全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、研究和總結(jié);同時(shí),還應(yīng)該結(jié)合中國區(qū)域環(huán)境和生物區(qū)系特征,加強(qiáng)適合中國國情的水質(zhì)基準(zhǔn)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)研究,為中國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂和水生態(tài)環(huán)境管理提供科學(xué)支撐,助力中國水生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善,早日實(shí)現(xiàn)美麗中國的美好愿景。