前言
水是生命之源、生产之要、生态之基。近年来水生态环境的重大变化,对人类的生存和社会经济的发展构成了严重的威胁,使全球水生态环境成为世界各国共同关注的问题。我国是一个水资源短缺的国家,虽然淡水资源总量为28000亿m3,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2300m3,在世界上名列121位,是全球13个人均水资源量最贫乏的国家之一。2011年中央1号文件和中央水利工作会议对加快水利改革发展做出了全面部署,从战略高度提出要实行最严格的水资源管理制度,为水环境监测工作建立了制度框架,指明了工作路径和研究方向。
水环境监测是水资源保护和管理最重要的支撑性工作。当前,开展水环境监测工作的部门较多,涉及水利、环保等在内的多个部门。尽管我国的流域水环境监测在近些年得到了很好的发展,但依然存在以下水环境问题:(1)主要污染物总量尚未得到有效控制,地表水和地下水污染严重;(2)重金属污染依然是我国水环境面临的主要污染问题;(3)我国湖库水环境面临严重的富营养化问题;(4)新型污染物及其复合污染正成为影响我国水环境和水生态安全的重要因素;(5)水资源过度开发、全球气候变化等问题使得我国水环境问题变得更为复杂;(6)水环境监测项目缺乏针对性,出现对某些污染程度较轻的项目进行反复地、重复监测等问题。
松辽流域沿岸是我国重要工业(机械、石油、化工、制药等)基地和粮食主产区。与我国其他流域相比,松辽流域地处我国寒冷的东北部,具有自身的流域特点,如化工产品污染突出,农业面源污染严重,且流域冰封期长。随着东北老工业基地振兴战略和国家粮食安全战略的实施,针对松辽流域的特点进行水环境监测工作,对于松辽流域水资源保护具有重要意义。然而,由于技术条件、社会发展和认识水平等多方面条件的限制,松辽流域水环境监测的实践工作仍然面临很多难题。因此,系统开展松辽流域水质监测相关工作,对进一步加强流域水资源管理具有重要的现实意义。按照水利部要求,松辽流域片2013年重要水功能区监测覆盖率要达到60%以上,2015年达到80%以上(列入国家考核的功能区全部实现监测),全部省界和重要饮用水源地监测率达到100%。但根据2012年的调查结果,松辽流域片重要江河湖泊水功能区监测覆盖率只有50%左右。要实现水利部提出的监测覆盖目标,近期工作压力将非常大。按照相关法规和水利部要求,松辽流域要在2014年实现43个省界缓冲区等重要水功能区的89个断面全覆盖监测。不同于我国其他流域,松辽流域地域广大,受交通条件和采样条件制约,囿于流域机构现有的人力(无分中心)、物力条件,全部省界断面直接由流域机构监测将十分困难。
流域尺度的水环境管理应从目前的单要素分散管理转向以生态系统为对象的综合管理。从未来技术发展趋势和松辽流域水环境监测现状分析,在现有监测体系的基础上,建立多级监控体系,结合水环境常规监测,构建水环境监测信息化系统,完善现有监测体系,切实做到更为全面有效的水环境管理,为快速、准确地掌握水环境信息提供技术支撑。作者在参阅了大量的文献资料并结合水环境监测实际工作后,从以下几方面对松辽流域水环境监测的理论和技术方法进行论述:
(1)在描述流域的概念、内涵和特征的基础上,介绍了国外水环境监测的框架体系,分析了我国水环境监测技术面临的问题,进而论述了松辽流域水环境监测的现状及主要对策。
(2)结合水资源管理与保护、水功能区管理的要求,根据松辽流域水质站网运行的客观情况,针对站网中存在的问题,从实际出发,分析松辽流域水质监测站网的布设情况。
(3)水环境监测是水资源管理的重要组成部分,水环境监测从原来的点源、区域监测转变到全流域统一监测,结合国内外流域水环境监测现状,针对松辽流域地表水、地下水监测技术应用进行系统分析。
(4)水生生物是生态环境的重要部分,直接反映了环境变化对河湖健康的危害程度。河湖健康通过对物理、化学、生态等方面进行监测来描述河湖功能,因其研究领域宽、内容多、影响因素复杂,从而指出现有的水环境监测技术理论有待完善。
(5)通过引入入河排污口的内涵和特点,阐明我国对入河排污口的监测现状,提出对入河排污口监管的必要性。结合入河排污口在国内外的研究进展,开展松辽流域入河排污口调查及监测等工作。
(6)基于近年来松辽流域水环境省界监测的主要成果,结合松辽流域开展的自动监测工作,基于物联网进行水环境自动监测系统设计等相关研究内容。
(7)从松辽流域水环境监测的工作实际出发,解析水环境监测实验室质量保证与控制关键技术,推动监测中心对水样的分析与管理,有利于提高监测中心的质量管理水平。
本书由郑国臣、张静波统稿,魏利、郭静波主笔。其中第1、第4章由郑国臣、张静波编写,第2章由张继民、杨帆、魏利编写,第3章由郭静波、石岩、冯吉平编写,第5章由魏利、李环、张继民编写,第6章由郭静波、张琪、冯吉平编写,第7章由杨帆、张琪、石岩编写。
本书在撰写过程中,得到了水利部松辽水利委员会党连文主任、松辽流域水资源保护局李青山总工等领导的关心、支持和指导;同时得到了吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室董双石副教授、哈尔滨工程大学航天与建筑学院官涤博士、黑龙江省环境保护科学研究院王强博士、水利部海河水利委员会周绪申工程师、吉林省水文水资源局刘适搏工程师的帮助,特别是哈尔滨工业大学市政环境工程学院刘淑丽、刘崇等博士研究生,东北电力大学建筑工程学院陈微、姜丽杰、付欣等硕士研究生为本书的编写也做了大量而繁琐的工作,在此一并深表感谢。
为了系统梳理水环境监测的理论与实践工作,加快完善松辽流域水环境监测体系,作者结合近年来开展的相关课题及工作积累撰写本书。经过三年的艰苦努力,在完成科研项目的同时,也顺利完成了此书的撰写工作,并得到了部分专家、学者和管理人员的宝贵建议,在此也对给予过我们无私帮助的所有人表示衷心的感谢。
本书得到国家水体污染控制与治理科技重大专项“基于水环境风险防控的松花江水文过程调控技术及示范”课题(2012ZX07201006)和948项目“水生态风险监控系统技术引进”(201416)的资助。
由于作者水平有限,书中谬误难免,望广大读者给予批评指正。
作者
2013年11月