劉暢 林紳輝 焦學(xué)堯 沈小雪 李瑞利,

粵港澳大灣區(qū)水環(huán)境狀況分析及治理對策初探

劉暢1林紳輝2焦學(xué)堯2沈小雪1李瑞利1,?

1.北京大學(xué)深圳研究生院環(huán)境與能源學(xué)院, 深圳 518055; 2.中交天航南方交通建設(shè)有限公司, 深圳 518000; ?通信作者, E-mail: liruili@pkusz.edu.cn

通過梳理粵港澳大灣區(qū)河流、水庫、近岸海域的水體污染現(xiàn)狀, 分析城市內(nèi)澇、河流及入海口水量變化問題, 發(fā)現(xiàn)灣區(qū)水體污染主要由大城市密集的人口和工業(yè)活動造成, 不完善的污水處理系統(tǒng)和管理體系使水體污染進一步加劇; 對生態(tài)用水的過度侵占是水量問題產(chǎn)生的主要原因。通過總結(jié)國際先進灣區(qū)完善立法、提高標(biāo)準(zhǔn)、控制排放和保護生態(tài)的水環(huán)境治理經(jīng)驗, 對粵港澳大灣區(qū)水環(huán)境的進一步治理提出對策: 1)提升水資源利用效率, 加強污水處理; 2)加強海綿城市建設(shè); 3)控制圍墾, 加強生態(tài)保護; 4)加快推進社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。

粵港澳大灣區(qū); 水環(huán)境; 生態(tài)問題; 治理措施

粵港澳大灣區(qū)由廣東省的廣州、深圳、珠海、中山、佛山、東莞、肇慶、惠州和江門 9 個城市及香港、澳門兩個特別行政區(qū)組成, 在“一帶一路”倡議和國家“十三五”規(guī)劃中有重要的戰(zhàn)略地位[1]。良好的水環(huán)境對于打造藍色生態(tài)灣區(qū)至關(guān)重要, 是建設(shè)粵港澳大灣區(qū)優(yōu)質(zhì)生活圈的重要保障。

粵港澳大灣區(qū)坐落在河網(wǎng)密布、海河交匯的珠江三角洲, 自然水資源豐富, 人均水資源量遠(yuǎn)高于全國人均水平[2]。近年來, 隨著灣區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展, 落后的基礎(chǔ)設(shè)施及管理制度無法滿足灣區(qū)污水處理的需求, 導(dǎo)致廢水不合理排放, 灣區(qū)水環(huán)境遭到破壞。灣區(qū)各類水體普遍被污染, 污染物類型多樣[3-12], 水質(zhì)性缺水問題逐漸突顯[13-15]。同時, 對水資源的過度開發(fā)利用, 使得河流碎片化; 入?？谒畡恿l件改變, 原本平衡的水生態(tài)環(huán)境被打破[16-17]?；仡櫴澜缦冗M灣區(qū)的發(fā)展經(jīng)歷, 其水環(huán)境大多經(jīng)歷先污染后治理的過程, 并已恢復(fù)至較好的狀態(tài)[18-20]?；浉郯拇鬄硡^(qū)水環(huán)境目前亟需整治, 總結(jié)先進灣區(qū)的治理經(jīng)驗, 對粵港澳大灣區(qū)水環(huán)境的治理具有指導(dǎo)意義。

關(guān)于粵港澳大灣區(qū)每個城市的水環(huán)境問題均有研究報道, 但由于“大灣區(qū)”這個區(qū)劃概念較新, 對灣區(qū)水環(huán)境的綜合研究目前較少。從整體上分析有利于總結(jié)各城市水環(huán)境問題的共性及差異, 進而整合區(qū)域資源, 加強城市聯(lián)動, 進行綜合治理。本研究基于文獻調(diào)研法, 從水質(zhì)污染和水量變化角度, 總結(jié)粵港澳大灣區(qū)目前存在的水環(huán)境問題。同時, 系統(tǒng)地梳理并對比國際、國內(nèi)及粵港澳大灣區(qū)的治理措施, 借鑒先進灣區(qū)經(jīng)驗, 提出粵港澳大灣區(qū)水環(huán)境治理對策。

1 粵港澳大灣區(qū)的主要水環(huán)境問題

1.1 水環(huán)境污染

1.1.1 河流污染

珠江三角洲人口增長迅速, 城市常住人口由1980 年的 1500 多萬增至 2016 年的 5720 多萬[7], 城市居民生活污水量增加。隨著廣東省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型以及污水處理和回用技術(shù)的進步, 珠江流域廣東省段廢污水總排放量近年來逐步減少[16,21](圖 1)。然而, 城市快速建設(shè)發(fā)展導(dǎo)致的管網(wǎng)缺失、產(chǎn)業(yè)人口密度高以及布局分散等歷史遺留問題尚待解決, 河流截污手段單一粗放, 治理措施急于求成, 未能形成系統(tǒng)的治理體系, 即使投入大量的人力物力, 污水排放量的減速仍然十分緩慢, 水質(zhì)改善效果甚微[22-23]?？傮w上, 粵港澳大灣區(qū)的河流污染并未減輕, 大城市周邊的河流污染最嚴(yán)重, 新型污染引起廣泛關(guān)注[3,4,24-25]。

灣區(qū)河流有機污染存在明顯的人為污染特征, 黑臭水體問題在部分地區(qū)依然嚴(yán)重。東江流域上游的有機質(zhì)成分以自然來源的類腐殖質(zhì)為主, 由東江中游至下游, 有機質(zhì)成分中人為活動帶來的類蛋白質(zhì)成分逐漸增加[3], 總體上呈現(xiàn)由上游到下游有機質(zhì)污染逐漸惡化的趨勢。這與上下游經(jīng)濟發(fā)展水平的差異性一致, 說明污染物排放、河岸帶生境破壞等人類活動是東江流域有機質(zhì)污染的主要原因。茅洲河是珠三角污染最嚴(yán)重的河流之一, 自 2005 年廣東省開始治理以來, 污染情況已有所好轉(zhuǎn)。2018 年1—4 月, 部分?jǐn)嗝娴陌钡?、總磷濃度比去年同期下?20%~80%, 大部分?jǐn)嗝嬉堰_到不黑不臭的標(biāo)準(zhǔn), 但是整體上水質(zhì)仍然劣于地表水 V 類, 底泥淤積嚴(yán)重[24,26-27]。

圖1 2006—2016年珠江流域廣東省段廢污水排放量[16,21]

河流的重金屬污染呈現(xiàn)明顯的城市來源特征。珠江干流表層沉積物中的各種重金屬濃度明顯高于國內(nèi)其他城市或城市群河段[25,28-34](圖 2), 將采樣點重金屬濃度與可能效應(yīng)濃度的比值作為評價指標(biāo), 則生態(tài)毒性呈現(xiàn) As>Pb>Ni>Zn>Cr>Cu>Cd 的規(guī)律, 且大部分地區(qū)各重金屬毒性單元總和處于中等毒性水平[25]。經(jīng)濟發(fā)展程度存在差異的不同城市河段重金屬污染存在明顯差異, 經(jīng)濟最發(fā)達的廣州河段表層沉積物中重金屬污染最為嚴(yán)重[6]。

灣區(qū)河流中鹵素阻燃劑、內(nèi)分泌干擾物及抗生素等新型污染物普遍被檢出, 污染區(qū)域集中在工業(yè)密集的東莞和廣州等城市(表 1)。其中, 鹵素阻燃劑和內(nèi)分泌干擾物的污染水平較重, 抗生素則較輕。珠江流域內(nèi)分泌干擾物污染從廣州市區(qū)段至河口三角洲逐漸減弱, 且水體和沉積物中的趨勢一致[38]。廣州河段和東莞河段的污染較為突出, 以酚類雌激素為主[36]; 深圳市主要河流中雙酚 A 類雌激素檢出率高達 96.4%[37], 農(nóng)藥類環(huán)境激素 15 種被檢出, 以有機氯農(nóng)藥和二硫代農(nóng)藥為主[39]。鹵素阻燃劑的污染則以溴代阻燃劑多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)為主。以東江部分工業(yè)密集河段為例, 水體中 PBDEs含量(低溴代阻燃劑(∑LPBDE)多為 196.8~394.5pg/ L, 高溴代阻燃劑(∑HPBDE)含量高達 750.9~3268.9pg/L)[5],與香港鄰近海域 PBDEs 濃度相近[40], 明顯高于舊金山河口水體中的 PBDEs 總含量[41]。灣區(qū)抗生素污染程度較輕, 東江流域上游的抗生素濃度(nd~69.9ng/L)相較于其他地區(qū)河流處于中等偏低水平, 但是被檢測出的抗生素種類, 檢出率都較高[4], 說明抗生素殘留的現(xiàn)象十分普遍, 應(yīng)當(dāng)引起重視。

圖2 國內(nèi)主要城市河流表層沉積物重金屬平均含量[25,28-34]

1.1.2 水庫污染

粵港澳大灣區(qū)天然湖泊面積僅 13km2, 天然蓄水能力不足, 灣區(qū)城市及周圍地區(qū)的水庫是重要的供水來源。灣區(qū) 11 座城市共有 11 座大型水庫和119 座中型水庫, 這些水庫在灣區(qū)的灌溉、防洪、供水和娛樂等方面發(fā)揮著巨大作用。其中, 香港的18 座飲用水水庫可為香港提供 150 日的用水量, 另外一些水庫用做供應(yīng)灌溉水、咸水和供市民娛樂。因此, 灣區(qū)水庫良好的水質(zhì)對確?；浉郯拇鬄硡^(qū)的供水安全、生態(tài)保障以及區(qū)域經(jīng)濟穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

水庫水體流動性差, 富營養(yǎng)化是其最常見的污染問題, 引發(fā)的藍藻水華危害也是最復(fù)雜難以解決的環(huán)境問題之一[42]。富營養(yǎng)化不僅會嚴(yán)重地破壞水庫生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu), 減少生物多樣性[43], 所產(chǎn)生的有毒物質(zhì)還會影響水質(zhì), 威脅飲用水安全[44],影響供水保障。近年來, 粵港澳大灣區(qū)區(qū)域水庫中富營養(yǎng)化和藍藻水華事件頻發(fā), 成為水庫日常管理中的主要問題, 灣區(qū) 11 座大型水庫大部分處于中營養(yǎng)水平至富營養(yǎng)水平(表 2)。流域范圍內(nèi)氮、磷等營養(yǎng)元素的排放已大大地超過水庫的自凈能力[48-49], 按照目前的氮、磷排放模式, 富營養(yǎng)化將持續(xù)加劇。如大沙河水庫 2000 年處于中營養(yǎng)水平, 2011 年已接近富營養(yǎng)水平[47]。水庫周圍農(nóng)業(yè)種植及規(guī)?；菪箴B(yǎng)殖造成的肥料、農(nóng)藥流失以及上游河流生活污水排放等人為污染是造成水庫富營養(yǎng)化進程加劇的主要原因, 水庫水質(zhì)監(jiān)測力度不足、管理工作落實情況差等也是重要的因素[45,50]。

大灣區(qū)水庫水體還存在重金屬污染問題, 周圍土地利用方式是重要影響因素。在廣東省的 44 個大型水庫底泥中, 重金屬 Cr, Cu, Zn, Pb 和 Cd 的濃度均明顯高于土壤背景值, 表現(xiàn)出明顯的富集特征, 潛在生態(tài)風(fēng)險較低[12], 但仍需引起重視。許多大中型水庫周邊存在不同程度的開礦、挖路、種植和養(yǎng)殖等活動, 是向水庫水體輸入重金屬, 帶來重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險的主要原因[12]。

表1 珠江流域河流污染相關(guān)研究匯總

說明: “—”表示研究中未給出數(shù)據(jù), nd表示未檢出。

表2 粵港澳大灣區(qū)水庫富營養(yǎng)化狀況

說明: “—”表示部分?jǐn)?shù)據(jù)無近期報道, TSI表示富營養(yǎng)化指數(shù), TSI<30表示貧營養(yǎng), 3050表示富營養(yǎng)。

1.1.3 近岸海域污染

近岸海域是具有較高生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng), 對地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護十分重要?；浉郯拇鬄硡^(qū)近岸海域水質(zhì)較差, 基本上劣于第四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。灣區(qū)營養(yǎng)鹽污染嚴(yán)重, 2017 年發(fā)生赤潮 5 次, 累計面積達 91.2km2, 其中, 深圳和惠州都是赤潮多發(fā)區(qū)[51]。無機氮污染程度高于無機磷和活性磷酸鹽, 富營養(yǎng)化水平處于磷限制潛在性富營養(yǎng)水平[52-53]。大亞灣、大鵬灣和川山群島等人口密度較低的海域水質(zhì)較好, 符合Ⅰ類或Ⅱ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[54]。灣區(qū)近岸海域的污染主要為陸源輸入, 2017年珠江攜帶入海的污染物總量為 325.2 萬噸, 比2016 年增加 122.5 萬噸, 主要體現(xiàn)在化學(xué)需氧量的增加(表 3)。廣州和東莞等城市經(jīng)虎門排放的污染物是主要的陸源污染源, 珠海、澳門和香港管轄海域帶來的污染物則較少[8]。超標(biāo)排放問題依然存在, 2017 年珠三角地區(qū)沿岸的 32 個入海排污口中, 有 5個排污口存在排放超標(biāo)現(xiàn)象, 超標(biāo)指標(biāo)為化學(xué)需氧量、氨氮和總磷等[51]。

灣區(qū)近岸海域水體中重金屬污染主要受人為因素和季節(jié)因素的影響[55]。由于污染源不同, 不同入海口重金屬污染狀況存在較大的差異, 如崖門主要受 Pb, Co 和 Zn 的污染, 雞啼門 Cd 污染比較嚴(yán)重, 而磨刀門各種重金屬含量都比較低。從季節(jié)來看, 珠江口水體中重金屬的濃度在秋冬季枯水期顯著高于春夏季豐水期。灣區(qū)近岸海域的表層沉積物同樣受到明顯的陸源人為污染[56], 其中 Cr, Cd, Cu, Pb和 Zn 等重金屬的平均含量均高于國家(GB18668－2002)Ⅰ類沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值[9], 含量較高的區(qū)域分布于虎門、磨刀門和雞啼門附近。

電子信息、垃圾拆解等特殊產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展, 使得粵港澳大灣區(qū)的新型污染問題備受關(guān)注。鹵素阻燃劑、全氟化合物、多環(huán)芳烴及微塑料等污染均有報道, 且都呈現(xiàn)明顯的陸源污染特征。珠江入海支流中 PBDEs 的同系物組成成分呈現(xiàn)與入?？谝恢碌奶卣鱗57]; 緊鄰珠江的香港西岸海域沉積物中微塑料的含量顯著高于東岸[58], 水體中卻沒有明顯差異[59], 均表明珠江是主要污染源。從污染程度來看, 粵港澳大灣區(qū)的 PBDEs 污染程度顯著高于國際及國內(nèi)的其他灣區(qū), 珠江支流 PBDEs 濃度為 0.34~ 68ng/L[57], 香港海域水體中為 31.1~118.7pg/L, 懸浮顆粒物中為25.7~32.5 pg/L[60-61], 澳門雖污染源較少, 但由于洋流等作用, 成為 PBDEs 的“匯”[62]。瑞典沿海水體中 PBDEs 濃度小于 1pg/L[63], 荷蘭部分海域水體中 PBDEs 最大含量僅 5.6pg/L[64]。灣區(qū)沿海沉積物中 PBDEs 污染亦明顯嚴(yán)重于渤海灣和長江三角洲地區(qū)[65]。全氟化合物[66]和多環(huán)芳烴[67]等持久性有機污染物在深圳近岸海域也有檢出, 與其他海域相比, 污染程度較輕, 生態(tài)風(fēng)險小, 但仍需引起重視。

1.2 城市內(nèi)澇

粵港澳大灣區(qū)的城市內(nèi)澇程度和分布范圍持續(xù)增長。2010—2014 年, 粵港澳大灣區(qū)發(fā)生的較大城市內(nèi)澇災(zāi)害共 107 次, 5 年間頻率和規(guī)模均逐漸增加。其中, 廣州、深圳和東莞城市內(nèi)澇問題最為嚴(yán)重, 多達 66 次[68]。造成城市內(nèi)澇的原因, 一方面是全球氣候變化、極端天氣次數(shù)增多以及灣區(qū)城市天然排水條件不理想等自然因素, 另一方面是城市開發(fā)導(dǎo)致的城市下墊面硬質(zhì)化、排水系統(tǒng)初期建設(shè)容量不足以及擴建不及時等人為因素。暴雨內(nèi)澇災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失嚴(yán)重, 如 2014 年 5 月 23 日廣州市的暴雨災(zāi)害直接造成經(jīng)濟損失 7 億多元[69]。近年來, 隨著香港主要排水道工程和鄉(xiāng)村防洪計劃相繼完成, 香港的內(nèi)澇黑點已由 1995 年的 90 個減少至 2018 年的 6 個, 雖然新界北部仍時有內(nèi)澇發(fā)生, 但是程度大大減弱, 雨勢減弱后幾小時, 內(nèi)澇便可退卻。由于沿河岸防洪工程建設(shè)程度不足, 且常有風(fēng)暴潮、天文大潮和強降雨等天氣, 澳門濱海區(qū)域常有內(nèi)澇發(fā)生, 浸水深度達 0.6~1.0m[70]。目前, 灣區(qū)各個城市都投入大量的人力物力, 針對內(nèi)澇進行整治, 并取得一定的進展。如廣州市 2014 年建立中心城區(qū)城市內(nèi)澇監(jiān)測、風(fēng)險評估和預(yù)警系統(tǒng), 風(fēng)險評估準(zhǔn)確率達 70%以上, 對城市易澇點風(fēng)險等級評估準(zhǔn)確率達到 72%以上[71]。但是, 城市擴建帶來新內(nèi)澇點的速度遠(yuǎn)超城市內(nèi)澇整治[68]。

表3 2012—2017年珠江攜帶入海污染物量[54]

說明: 2012年珠江攜帶入海污染物量中僅給出營養(yǎng)鹽總量18.45萬噸; 重金屬包括銅、鉛、鋅、鎘和汞。

1.3 水文特征的改變

在人類活動不十分劇烈的情況下, 河道來水來沙與河床的沖淤維持著一種自然的動態(tài)平衡關(guān)系。近年來, 聯(lián)圍筑閘[72]、無序采砂和航道整治等人為活動加劇, 珠江三角洲來水來沙急劇下降, 河流河床形態(tài)發(fā)生很大變化[73], 水利建設(shè)工作變得困難重重。1999 年以來, 西江干流河道及北江干流河道一改過去淤積為主的河道狀態(tài), 由淤轉(zhuǎn)沖, 河道下切嚴(yán)重。支流河道也普遍呈下切狀態(tài), 程度不均[74]。河道的改變進一步導(dǎo)致珠江三角洲網(wǎng)河區(qū)水動力條件和潮汐特征的變化[75]。各河流河道納潮能力增加, 徑流動力相對減弱, 潮位下降, 漲潮歷時增加, 潮區(qū)界和潮流界明顯上移[76]。海灣水文條件明顯受大規(guī)模圍填海的影響, 容量和納潮量有所減少, 海水自凈能力降低, 使得近岸海域水體污染加劇[77]。

2 國內(nèi)外典型灣區(qū)的治理措施及啟示

2.1 國際先進灣區(qū)水環(huán)境治理歷程

2.1.1 紐約灣

紐約灣區(qū)由美國紐約州、康涅狄格州和新澤西州的 31 個郡縣組成, 為世界第一大經(jīng)濟中心。20世紀(jì) 60 年代以前, 該區(qū)域最重要的河流之一——哈德遜河污染嚴(yán)重[78]。河水因大量未處理廢水的排入而厭氧發(fā)臭, 魚類死亡, 有毒化合物在食物鏈中大量富集。1965 年, 紐約州開始進行廢水處理。1972 年《清潔水法案》出臺, 隨后哈德遜河國家河口研究保護區(qū)建立。1987 年, 成立哈德遜河河口項目, 引入社會各方機構(gòu)合作治理。2009 年, 美國環(huán)保署開始清理哈德遜河被多氯聯(lián)二苯(PCB)污染的底泥。2013 年 5 月, 紐約州污水排放知情權(quán)法案頒布, 規(guī)定生活污水溢流現(xiàn)象必須在兩小時內(nèi)通知紐約州環(huán)保部, 4 小時內(nèi)通知公眾。2014 年, 紐約州環(huán)保部和紐約市政府?dāng)M通過 10 個水體專項長期整治計劃和一個城市計劃, 在未來每年減少 8.4 億加侖的合流溢流污水。同年, 紐約州環(huán)保部通過哈德遜河河口生境恢復(fù)計劃, 擬實施 5 項行動計劃來提高河口生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。目前, 哈德遜河口的水質(zhì)基本滿足每毫升菌落數(shù)小于 60 的游泳標(biāo)準(zhǔn), 58%的海岸線呈天然植被狀態(tài), 為野生魚類及鳥類提供1285hm2的潮間帶沼澤地和 1879hm2的潛水棲息地, 成為大西洋沿岸最清潔、生態(tài)環(huán)境最好的河口之一[79]。

2.1.2 舊金山灣

舊金山灣位于美國西海岸加利福尼亞州北部, 是加州供水系統(tǒng)的核心, 20 世紀(jì) 60 年代以前水環(huán)境污染嚴(yán)重, 匯集上游淡水流域帶來的大量污染物, 被稱為散發(fā)惡臭的垃圾堆[80]。1961年, 公民組織 “拯救灣區(qū)”活動, 反對在舊金山灣區(qū)進行填海造陸, 由此開始對舊金山灣的保護。20世紀(jì) 60 年代起, 美國聯(lián)邦政府及州政府通過并實行《清潔水法案》、《史蒂文斯?jié)O業(yè)養(yǎng)護與管理法案》以及《加利福尼亞波特科隆水質(zhì)控制法案》等一系列法案。目前, 社會各方力量都開始關(guān)注舊金山灣水環(huán)境的治理, 如美國環(huán)保署與美國陸軍工兵部隊共同推進《清潔水法案》濕地管理項目、舊金山灣長期管理戰(zhàn)略和三角洲長期管理戰(zhàn)略, 并與美國魚類及野生動物局和國家海洋漁業(yè)局共同保護舊金山灣的瀕危物種, 同時將美國地質(zhì)調(diào)查局的水質(zhì)和棲息地研究應(yīng)用于灣區(qū)的保護。經(jīng)過綜合治理, 舊金山灣區(qū)的水環(huán)境擺脫了嚴(yán)重污染的狀況[19]。

當(dāng)前, 舊金山灣區(qū)水環(huán)境中多氯聯(lián)苯(PCB)和重金屬等污染物依然存在[81-82], 許多新型污染物也被發(fā)現(xiàn)。舊金山灣的 8 個廢水處理廠每天排放約700 萬個微塑料, 其表層水中微塑料含量達 70± 60 萬個/km2, 遠(yuǎn)高于世界及美國其他地區(qū)[83]。灣區(qū)鸕鶿和海豹體內(nèi)的全氟辛烷磺酸(PFOS)含量在全世界處于最高水平, 沉積物和水體中 PFOS 前體化合物的濃度高于 PFOS[84]。針對目前舊金山灣存在的水環(huán)境問題, 美國環(huán)保署擬定計劃, 從加強河口棲息地保護和區(qū)域水質(zhì)監(jiān)測、通過控制最大日負(fù)荷總量推進水質(zhì)恢復(fù)以及阻止農(nóng)藥污染等方面, 進一步推進灣區(qū)水環(huán)境的改善。

此外, 在供水保障方面, 由于對非本地水源的依賴, 氣候波動對用水的影響越來越大, 舊金山灣區(qū)生活用水的保證也變得越來越困難且價格昂貴, 2012—2015 年美國加利福尼亞州的干旱天氣曾使得舊金山灣市政用水十分緊缺[85]。2016 年以來, 在實施強制性節(jié)水政策的基礎(chǔ)上, 舊金山灣積極開展廢水循環(huán)再生技術(shù)和海水淡化技術(shù), 加上厄爾尼諾現(xiàn)象帶來一定的雨水, 供水問題得到有效的緩解。

2.1.3 東京灣

東京灣位于日本本州島中東部, 由于土地稀缺,曾經(jīng)進行大范圍的填海造陸, 建成京濱和京葉兩大臨海工業(yè)基地。工廠大量排污, 海灣的營養(yǎng)鹽負(fù)荷過高且海水自凈作用減弱, 使得富營養(yǎng)化成為嚴(yán)重的環(huán)境問題, 水質(zhì)污染日益嚴(yán)重。20 世紀(jì) 60 年代, 日本開始重視環(huán)境保護問題, 頒布《公共水域水質(zhì)保護法》、《工廠排水控制法》、《防止公害基本對策法》、《水污染防治法》、《公用水面環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》和《廢水排放標(biāo)準(zhǔn)》等一系列法律和標(biāo)準(zhǔn)。20世紀(jì) 70 年代開始, 東京、川崎、橫濱、千葉和木更津的港口部門及國土、公共管理、交通和旅游部門開始對自然及人為產(chǎn)生的海上垃圾進行打撈?，F(xiàn)在的東京灣建立了完善的水質(zhì)實時監(jiān)測系統(tǒng), 日本全國有9000個公共水域監(jiān)測點, 監(jiān)測數(shù)據(jù)在線開放, 接受公眾監(jiān)督, 東京灣封閉海域則實行總污染物負(fù)荷控制系統(tǒng)來保障水質(zhì)。

回顧世界先進灣區(qū)的治理歷程, 有如下共同點(表 4): 1)各灣區(qū)水環(huán)境治理經(jīng)歷了法律和規(guī)章制度的頒布和改革過程; 2)公眾參與及地區(qū)間合作在治理過程中有重要作用; 3)生態(tài)的同步保護是治理措施長久有效的保障。目前, 世界三大灣區(qū)仍存在亟需解決的水環(huán)境問題, 如舊金山灣的新型污染問題及水資源短缺、東京灣的圍填海等, 值得粵港澳大灣區(qū)從中吸取教訓(xùn)。

2.2 國內(nèi)主要灣區(qū)水環(huán)境治理歷程

我國主要灣區(qū)均處于發(fā)展階段, 對水環(huán)境的治理和保護普遍落后于經(jīng)濟的發(fā)展, 但總結(jié)和歸納其水環(huán)境問題及治理措施, 對解決粵港澳大灣區(qū)水環(huán)境問題有重要的借鑒意義。

表4 國際先進灣區(qū)與國內(nèi)灣區(qū)水污染治理措施對比

2.2.1 渤海灣

渤海灣位于渤海西部, 為陸地環(huán)抱的淺海盆, 周圍分布北京、天津和秦皇島等城市。經(jīng)濟快速發(fā)展時期, 渤海灣城市污染物排放量逐年增加, 使得灣區(qū)水環(huán)境污染嚴(yán)重, 近海海域赤潮災(zāi)害頻繁發(fā)生, 漁業(yè)資源衰退。目前, 渤海灣區(qū)的工業(yè)格局已由高耗能、高耗水的重工業(yè)逐步向輕工業(yè)轉(zhuǎn)移, 對環(huán)境的破壞和資源的消耗都在減輕, 但渤海灣近岸海域的污染狀況仍十分嚴(yán)峻。入海河口、北塘排污口和大沽排污口是渤海灣水體污染物的主要來源。污染物以COD 為主, 其次是無機氮、無機磷、石油類以及重金屬汞、鎘、鉛、砷、鋅和氰化物[90]。

2008 年以來, 天津市已完成“水環(huán)境專項整治”、“清水工程”和“清水河道行動”項目, 累計投資400 億元。2016 年起, 開展第 4 輪水環(huán)境綜合治理, 主要解決劣 V 類水體、建成區(qū)黑臭水體和近海海域水質(zhì)保護等問題[88]。目前, 已經(jīng)初步完成總長 117 km 的 25 條黑臭水體的河道治理工作。2016 和 2017年分別對 55 座和 53 座污水處理廠進行提升改造, 極大地提高了天津市廢污水處理能力, 有效地改善了出水水質(zhì)。

2.2.2 膠州灣

膠州灣位于山東半島南岸, 黃海西部, 是典型的半封閉型海灣, 沿岸城區(qū)分布著青島市工業(yè)基地。該區(qū)域排水系統(tǒng)落后, 污水集中治理設(shè)施薄弱, 大量的生活污水和工業(yè)廢水直接排放, 帶來的陸源化學(xué)污染物占膠州灣污染物總量的 95%以上[91], 導(dǎo)致灣區(qū)水質(zhì)惡化和富營養(yǎng)化等問題日趨嚴(yán)峻。針對膠州灣嚴(yán)重的水質(zhì)污染問題, 有研究提出, 應(yīng)對青島市老工業(yè)區(qū)落后的排水系統(tǒng)進行改造升級, 擴建及新建污水處理廠; 應(yīng)取締重污染工業(yè)企業(yè), 加強排放源的管理管控[92-93]。2017 年, 青島市完成建成區(qū) 14 處黑臭水體的改善與 87 個水污染防治工程, 對全市 420 家重點涉水企業(yè)和 13 個省級及以上工業(yè)聚集區(qū)進行污水處理設(shè)施的建設(shè)及改造, 對部分城市污水處理廠和水務(wù)公司進行升級。青島市正逐步實現(xiàn)污水集中處理和在線監(jiān)控, 消除城區(qū)污水直排。

2.2.3 環(huán)杭州灣

杭州灣位于浙江省東北部, 是浙江省的經(jīng)濟核心區(qū)。2010 年, 杭州灣排污入海的污水處理廠共 24座, 海洋環(huán)境管理存在明顯的缺陷[94]。隨著杭州灣入海污染物總量持續(xù)增長, 灣區(qū)海域常年以劣Ⅳ類海水為主, 水質(zhì)狀況極差。威脅最大的污染物為無機氮, 其次為活性磷酸鹽[94]。上海市位于杭州灣東北部, 處于入?？谖恢? 是杭州灣重要的經(jīng)濟中心, 也是水污染的主要來源。2006 — 2008 年, 上海市全面實施“萬河整治”工程, 累計完成 23245 條段, 共計 17067km 中小河道的整治, 疏浚土方 16863 萬 m3, 使得上海市周圍鄉(xiāng)村水環(huán)境顯著提升。2017年, 上海市針對中小河道進行水質(zhì)整治, 基本消除中小河道的水體黑臭現(xiàn)象, 水域面積也有所增加。2018 年, 上海市提出到 2020 年要全面消除劣 V 類水體, 并及時啟動劣 V 類水體治理計劃, 水環(huán)境整治工作穩(wěn)步進行。

國內(nèi)灣區(qū)的水環(huán)境治理目前集中在城市黑臭水體的治理和廢污水處理能力的提升方面, 重點改善灣區(qū)大城市的河流水質(zhì), 與國際先進灣區(qū)水環(huán)境治理早期階段的治理措施相似。對法律完善、公眾參與、源頭控制、水質(zhì)監(jiān)測和生態(tài)保護等方面重視還不夠, 對近岸海域水環(huán)境的治理也不足?；浉郯拇鬄硡^(qū)也存在同樣問題, 應(yīng)該總結(jié)經(jīng)驗, 認(rèn)識到水環(huán)境治理的多元性, 從管理、監(jiān)測和生態(tài)保護等多方面共同推進灣區(qū)水環(huán)境治理, 實現(xiàn)藍色生態(tài)灣區(qū)的建設(shè)目標(biāo)。

3 粵港澳大灣區(qū)水環(huán)境治理對策

水體污染是粵港澳大灣區(qū)重要的生態(tài)環(huán)境問題之一, 水環(huán)境的治理也一直是灣區(qū)各城市環(huán)境治理的重中之重。2017 年, 深圳市累積投資 197.9 億元, 啟動 468 個治水提質(zhì)項目, 160 個已完成, 新建污水管網(wǎng) 2009km, 完成小區(qū)正本清源改造項目 1464 個, 綜合整治 106 條河流, 消除 59 個城市內(nèi)澇點。廣州市在 2018 年新建污水管網(wǎng) 3430 公里, 新建成污水處理廠 3 座, 全面推行河長制和湖長制, 實現(xiàn)農(nóng)村生活污水治理行政村全覆蓋, 35 條黑臭河涌基本消除黑臭?；葜菔?2018 年建成 5 座污水處理廠, 新增截污管網(wǎng) 310km, 建成 104 個自然村污水處理設(shè)施, 并完成沙河全流域禁養(yǎng)區(qū)劃定。香港環(huán)保署目前正制定執(zhí)行《水污染管制條例》、污水收集整體計劃及凈化海港計劃, 從針對污染源、鋪設(shè)污水渠和收集處理污水 3 個方面進一步改善水污染問題, 通過《后海灣(深圳灣)水污染控制聯(lián)合實施方案》和《大鵬灣水質(zhì)區(qū)域控制策略》等計劃, 與深圳市合作保護灣區(qū)水環(huán)境[95]。澳門環(huán)保署通過截污工程建設(shè)來改善黑沙環(huán)沿岸及鴨涌河的水質(zhì), 初步改善后, 擬通過生態(tài)修復(fù), 進一步解決重污染淤泥與景觀美化問題[96]。

目前灣區(qū)城市均大量采用單一粗放的“箱涵截污”方式凈化河流水質(zhì), 使得清污、雨污不分, 截污效果大打折扣。同時, 各個城市的管網(wǎng)缺口仍然巨大, 如深圳市仍有 2353km 尚未補齊。另一方面, 各個城市治水管理方面問題突出, 生態(tài)環(huán)保部對城市黑臭水體治理督察結(jié)果表明, 廣州市有 102 條黑臭水體未上報, 其次是深圳市(80 個)。與其他城市相比, 香港的水環(huán)境治理開始較早, 在加強污水管網(wǎng)鋪設(shè)和污水回收的同時, 整治工作逐步轉(zhuǎn)向針對污染源和雨污分流的發(fā)展方向。

粵港澳大灣區(qū)已投入大量的人力物力進行水環(huán)境的治理, 但水環(huán)境問題依然存在。結(jié)合國際先進灣區(qū)成功治理水環(huán)境的經(jīng)驗及目前國內(nèi)其他灣區(qū)面臨的水環(huán)境問題和采取的措施, 本文對粵港澳大灣區(qū)水環(huán)境的治理提出如下對策。

1)提升水資源利用率, 控制污染, 加強水環(huán)境的綜合治理。廣東省 2017 年單位 GDP 用水量為 67 m3/萬元, 比 1997 年下降 87.8%, 但仍遠(yuǎn)高于國際先進灣區(qū)(東京: 2.16m3/萬元; 紐約: 3.54m3/萬元; 舊金山: 4.31m3/萬元)?；浉郯拇鬄硡^(qū)應(yīng)合理分配各地區(qū)水資源量, 避免不必要的浪費和區(qū)域性水資源不足, 在保障各地區(qū)供水需求的同時, 提升水資源利用效率。東京、紐約和舊金山的污水管網(wǎng)密度分別為 15.19, 15.30 和 11.94km/km2, 污水收集處理率基本上達到 100%?；浉郯拇鬄硡^(qū)應(yīng)進一步加強城市污水管網(wǎng)和污水處理廠建設(shè), 提高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 逐步從粗放截流向雨污分流和廢污水 100%處理的方向邁進。此外, 須認(rèn)識到水環(huán)境治理的多元性, 從立法、管理、監(jiān)測、監(jiān)督和生態(tài)建設(shè)等多方面共同推進, 實現(xiàn)藍色生態(tài)灣區(qū)的建設(shè)目標(biāo)。

2)加強海綿城市建設(shè)。為解決灣區(qū)城市內(nèi)澇問題, 應(yīng)繼續(xù)擴改建老城區(qū)容量不足的排水系統(tǒng), 增加滲水路面、綠色屋頂、植草溝和生物滯留池等綠色設(shè)施。在新城區(qū)的建設(shè)規(guī)劃中, 應(yīng)合理地預(yù)期排水系統(tǒng)容量, 重視城市綠色設(shè)施的建設(shè), 從而增加粵港澳大灣區(qū)城市的蓄排水能力, 減少暴雨內(nèi)澇的出現(xiàn), 打造綠色海綿灣區(qū)。

3)控制圍墾, 加強生態(tài)保護。填海造地不僅縮減海域面積, 影響海灣水文循環(huán), 而且會改變海灣的水生態(tài)環(huán)境。粵港澳大灣區(qū)在開發(fā)利用海岸線時, 要遵循地質(zhì)環(huán)境規(guī)律, 科學(xué)地規(guī)劃圍海造地、建造港口碼頭等工程。此外, 應(yīng)重點保護灣區(qū)林地、水域和紅樹林濕地等生態(tài)系統(tǒng), 加強森林公園、濕地公園和自然保護區(qū)的建設(shè), 合理地開發(fā)利用生態(tài)資源。應(yīng)重視生態(tài)用水需求, 避免對河流水的過量截取, 緩解河道下切等問題。

4)加強地區(qū)間合作, 推進經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型。國際先進灣區(qū)通過流域內(nèi)城市合作開展水環(huán)境治理, 達到較好的效果。在香港和深圳兩市的共同治理下, 深圳灣水質(zhì)已逐漸好轉(zhuǎn)。然而, 灣區(qū)其他跨行政區(qū)水庫、河流的水質(zhì)大多由于缺乏合作治理而無法得到有效的改善?？梢? 各行政區(qū)之間加強合作, 對灣區(qū)水環(huán)境保護和治理至關(guān)重要。國際先進灣區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型帶來的勞動密集型和資源密集型產(chǎn)業(yè)比重降低, 對區(qū)域水環(huán)境的治理和生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)起到重要作用?；浉郯拇鬄硡^(qū)要在避免先污染后治理的同時, 加快推進經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型, 從而更好地保護生態(tài)環(huán)境。

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Problems and Treatment Countermeasures of Water Environment in Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area

LIU Chang1, LIN Shenhui2, JIAO Xueyao2, SHEN Xiaoxue1, LI Ruili1,?

1. School of Environment and Energy, Peking University Shenzhen Graduate School, Shenzhen 518055; 2. CCCC TDC Southern Communications Construction Co. Ltd, Shenzhen 518000; ? Corresponding author, E-mail: liruili@pkusz.edu.cn

This study identifies the current situation of water pollution in the rivers, reservoirs and coastal waters in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area, and analyzes the issues about urban water-logging as well as the changes in water volume in rivers and estuaries. The water pollution in the Bay Area is mainly caused by the intensive population and industrial activities in large cities. The imperfect sewage treatment system and management strategies have exacerbated the pollution. Water quantity problems mainly derived from the excessive encroachment of ecological water. By summarizing the development experience of the international advanced Bay Area, including improving legislation, raising standards, limiting emissions, and protecting the ecological water environment, this study proposes the following countermeasures for further management of water environment in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area: 1) improving water use efficiency and strengthening sewage treatment; 2) promoting the construction of sponge cities; 3) controlling cofferdams and improving ecological protection; 4) accelerating the transformation of social economy.

Guangdong-HongKong-Macao Greater Bay Area; water environment; ecological problem; countermeasures

10.13209/j.0479-8023.2019.087

廣東省海洋科技攻關(guān)項目(廣東省典型海灣紅樹林生態(tài)調(diào)查與生態(tài)保護模式研究)和深圳市科創(chuàng)委科技攻關(guān)項目(JSGG201708241102 18769)資助

2018-12-05;

2019-03-13