我国主要水体环境污染现状 与毒理学研究 孟 伟 主 要 内 容 主要水体环境污染研究现状 水资源的环境安全性与毒理学问题 水体环境污染防治对策探讨 一、水资源的环境安全性问题 目前，我国主要水系流域中，湖泊水资源总量达 6380亿m3，地下水可开采量2900亿m3，占我国城 镇饮用水水源的70%以上，国民生产总值占全国 的80%以上； 我国沿海海水资源也非常重要，我国海岸线长达 18000多公里，全国人口的1/3集中在沿海省市， 工农业总产值达到了全国的60%以上； 我国主要水资源的保护直接涉及我国今后人口健康 素质的变化和国家经济的发展状况，有必要从国家 安全性的战略角度重视水资源的环境保护问题。 水环境污染形势严峻 我国人均水资源占有量只有2300立方米，约 为世界平均水平的1/4，排在第121位，是世 界上13个贫水国家之一。地表水污染普遍， 特别是流经城市的河段有机污染严重，湖泊 营养化问题突出，地下水受到点源和面源污 染，近岸海域水污染加剧； 有关专家甚至预测，中国解决水环境污染问 题比解决缺水问题更加困难和艰巨。 我国主要七大流域水质类别比例现状 (共监测264个断面) 我国七大流域 综合污染指数变化比较 我国水生态环境的现状 进入大范围生态退化和 复合性、叠加性环境污染的阶段 老债新帐叠加共存 粪便污染 1900194019802000 微生物污染 耗氧有机物 SO2、颗粒物 光化学烟雾 酸雨 重金属 氮磷富营养化 垃圾 温室气体 黑碳、气溶胶 有机金属污染物 持久性有机物污染 二次污染、微污染 核废料 工业危险废弃物面临全球最严峻、最复杂的环境问题 流域水污染 七大重点流域地表水普遍受到有机物污染。 按综合污染指数排序，全国七大流域污染程度 由重到轻的顺序为：辽河、海河、淮河、黄河 、松花江、珠江、长江。 较突出的问题是水系中开始出现有毒化学品 的污染。 松花江水系中已探查出上百种有机毒物。 我国湖泊（水库）富营养化的我国湖泊（水库）富营养化的 急剧恶化趋势急剧恶化趋势 例如：云南滇池在80年代初期还处于三类水体，十几年 后的90年代后期全湖范围已急剧恶化到劣五类水体，陷入重 富营养状态。 按照上述急剧恶化趋势分析：我国本世纪前十年内不仅 是湖泊富营养化面积进一步增加，可能将出现全国大范围的 富营养化灾害。 70年代后期80年代后期90年代后期 富营养27 富营养61富营养85 中营养69 中营养35 中营养15 贫营养4 贫营养4 贫营养0 1991-2000年“三湖”营养状态指数年际变化 比较 中度富营养状态：60 轻度富营养状态：50 重度富营养状态：70 营养状态指数 营养分级 50 富营养 5060 轻度富营养 6070 中度富营养 70 重度富营养 我国湖泊（水库）我国湖泊（水库） 富营养化的严峻现状富营养化的严峻现状 我国是世界上湖泊富营养化最严重的国家之一！ 城市湖泊都已处于重富营养或异常营养状态 ，几乎丧失使用功能； 绝大部分大中型湖泊均已具备发生富营养化 条件或处于富营养化状态。 1996年调查的26个国控湖泊（水库）中，总体 处于富营养化的高达85%。 滇池80年代初为类水体，90年代后期全湖为 劣类类水体，陷入重富营养化状态。巢湖、太 湖也处于重富营养化。 19991999年全国近岸年全国近岸368368个监测站位数据表明：个监测站位数据表明： 我国近岸海域水质以劣四类和二类为主；我国近岸海域水质以劣四类和二类为主； 主要污染因子是无机氮和活性磷酸盐；主要污染因子是无机氮和活性磷酸盐； 总体上东海污染最重；总体上东海污染最重； 其次是渤海、其次是渤海、 南海、南海、 黄海黄海 近岸海域污染 渤海、黄海海岸带历年无机氮平均浓度趋势渤海、黄海海岸带历年无机氮平均浓度趋势 渤海、黄海海岸带历年无机磷平均浓度趋势渤海、黄海海岸带历年无机磷平均浓度趋势 赤潮赤潮 1984年以后赤潮频率加 快、次数增多 1998年发生赤潮频率最 高，达22次 赤潮发生的范围扩大 赤潮持续的时间延长 在我国腹泻性、神经性 、麻痹性藻类均存在 陆源排放氮、磷、有机 物引起近岸水域富营养 污染，是赤潮发生的物 质基础。 环境污染触目惊心 七大江河水系的741个监测断面的水质： 29% I类， 30% 、类， 41% 劣类 东部和西南200余湖泊中80富营养化 近一半城镇饮用水源地水质不符合标准 据343个城市调查，仅1/3达二级空气质量标准 1/3 国土受到酸雨污染 垃圾围城普遍，有毒有害废弃物影响开始显现 环境污染造成的损失相当GDP的3-8% 环境健康问题日渐突出 11个大城市，水与空气污染估计每年使5万多人 夭折，约40万人染呼吸系统疾病 华北某大城市约40%儿童血铅含量超标 (2000年) 二恶英类化合物已在市售牛奶、母乳（华东、南 一些省市）中检出 华北某大城市严重污染的蔬菜地土壤中汞含量超 标98倍 城市地下水污染与饮用水安全 针对我国44个城市地下水的调查表明，有42个城市地下水已 受到污染，并已发现数百种有害有机污染物。全国地下水水 质超标面积大于200平方公里的城市占11.1%，超标面积在100 -200平方公里的占18.5%，超标在20-100平方公里的占48.2% 。饮用水安全问题目前受到极为广泛的注意。据对长江下游 沿江城市自来水浓缩物的细胞染色体试验，多呈阳性反应， 提示了城市饮用水确实潜在安全性问题。 目前常规给水工艺中产生的多种微量有机污染物（生态微污 染），具有免疫或内分泌干扰毒性、遗传毒性和致突变活性 ，因而饮用水的安全性以及微污染水的净化处理研究，不但 对保护人体健康有积极的意义，而且将带动一大批与水相关 产业的发展。 水资源紧缺与水资源浪费 我国是世界上水资源最为匮乏的13个国家之一，在全国640个 大中城市中，有300个城市缺水，其中100个严重缺水。1997年 调查，全国仅有123个城市建成307座不同处理等级的污水处理 厂，日处理能力仅在1292万M3，污水处理率仅为13.4%；我国 目前5万多个小城镇、370多万个乡村，9亿多人口居住地基本 没有污水处理实施，从而直接导致了地表水的广泛污染，使水 资源匮乏的矛盾更加尖锐；而目前我国城市工业用水重复利用 率也只有50-60%，远低于发达国家的90%以上的水平。 近年来的检测还表明，我国水域环境污染物主要以总氮、活性 磷酸盐、石油类、有机芳烃类及某些水生微生物等有害藻华污 染为主。因此，研究控制我国水资源的污染灾害的发生及失衡 水环境的修复机理仍属于我国目前迫切需解决的重大环境安全 性基础问题。 中国水资源总量地区分布 二、水资源的环境安全性与毒理学 国外对水资源中污染化学物质对环境生物和人体的 危害极为关注。欧、美、日等一些发达国家相继制定了 化学物质的审查与管理法规，我国对地下水做过一些调 查，发现有数百种有害有机物污染，且全国约有三分之 二的大中型城市的水源已受到不同程度的环境污染。我 国系统的水环境微污染的环境安全性研究正在起步，尚 未有通用的标准化测试评价方法。但在污染物化学、生 态毒理学研究方面已有一定成果，部分研究测试方建立 或正在建立水体有害化学物质的环境安全性研究技术体 系，加强分子毒理学和生态效应机制的研究，如近年国 际上从分子水平上应用定量分子结构/活性相关（QSAR ）的方法来筛选大量化合物已取得一定成果。如美国在 水清洁法中列出了129种优先控制的污染物质，饮用水 中需重要控制的痕量有害有机物达50多种。 相关环境毒理学现状 我国对一些局部地面水法如BCF、Kow测定 及多种健康毒理学试验指标( LC50、LD50、 EC50、LOEC、AMES试验、SCE试验、微核试验 等 )和一些特效研究技术（如DNA碱基测定技 术、PCR扩增技术、质粒基因片段分子克隆技 术、原生质与细胞的酶融合技术、印迹分子杂 交鉴定技术及同位素原子示踪电镜观测等技术 ）已基本掌握，当务之急是尽快充分利用现有 条件，建立适合我国国情的化学品环境安全性 体系，通过相关机制及处置对策技术的研究和 开发，尽快解决水质的污染问题。 水体有毒化学品环境污染 饮用水源水有机物污染数量多，对人体健康 有不利影响 据长江口门段对25个水源及水厂出水监测（ 1999-2000），共检出有机污染物504种，能确 切定性213种，准确定量56种，其中PAHs22种 ，苯系物27种，酚类17种。 近岸海域痕量有机物污染不容忽视 渤海近岸海域共检出有机化合物220余种，其中 PAHs53种，有39种属我国优先控制污染物， 有45种为致癌物或可疑致癌物。 * *25 Seafood Seafish shellfishseaweed DMA(二甲基砷)、DMM( 二甲基汞）、POPs等有 机代谢物,存在于海产 品中.有毒 鱼中存在大量的 As、Hg-betaine 蓝藻毒性 在生态系统中，在生物（特别是微生物）的作用下， 存在着毒性小的污染物或无毒的化学物质，转化为毒性 大或有毒性的污染物，或者生物利用低毒的低分子化合 物合成高毒的高分子化合物。 目前发现的有毒藻类主要有： 铜绿微囊藻、鱼腥藻、束丝藻等，藻毒素具有麻癖性 毒素、腹泻性毒素及神经性毒素，也可能是一种致癌物 （可以引起肝癌）。所以必须抓紧进行有关藻毒素的环 境毒理学研究及饮用水源的脱毒技术与工程设备的开发 。 长江水中有机物提取组中出现人血淋巴 细胞 DNA损伤的细胞（40） 水体污染毒理学研究 水体污染毒理学研究 铜绿微囊藻毒素MC-LR染毒后出现凋亡小体 水体污染毒理学研究 MC-LR染毒荧光染色非细胞体系的小鼠肝细胞核 藻毒素结构 蓝藻灾害爆发 与除藻技术研究 产毒藻类及其毒性研究、饮用水源脱 毒技术与工程设备开发 高效、安全、经济除藻剂研制和市场化 抑藻、除藻的物理化学和生物学技术 研究和工程设备开发 我国湖泊中水华藻类组成与时空分布 的调查研究 湖泊蓝藻灾害突发性诱因研究 各类湖泊富营养化限制因素与蓝藻灾 害发生研究 食物链的复杂性食物链的复杂性 点源污染控制 l城镇生活污水治理 l除磷脱氮 l禁用含磷洗涤剂 l分散性生活污水治理 l工业废水治理 l含氮工业废水治理 l含磷工业废水治理 面源污染控制 l农村村落污染控制 村落废水控制 村落固体废弃物处理 村落环境管理 l农田污染控制 田间污染控制 坡耕地改造 水土保持农业 生态农业 l小流域生态治理工程 l前置库工程 l强侵蚀区污染控制 湖内污染源治理 l网箱养鱼控制 l污染底泥疏浚与处置 l湖内旅游控制 l船舶污染控制 l湖内藻类控制 生态工程治理 l湖内水生生态修复工程 l陆生生态恢复工程 湖泊富营养化治理的长期性复杂性 湖滨防护带 粮食 生活排水 人类生活 太阳光 旱地 粮 食 肥料 畜舍 风能 太阳能 可再生能源的 有效利用 居民、行政部门的循环 利用体系 石化能源 配合饲料 监测系统和水环境 改善的评价 根据氮磷自动监 测系统的评价 环保型施肥管理体系 通过水生植物栽 培法对氮磷进行 资源回收 河流 水处理系统 评价法 高温好氧发酵装置 情报网络 湖泊治理技术的确立 节能、小型、省资源、经济性 适合地球环境、地域特性 创造未来的