我国流域水质达标规划制度评估与设计
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一、美国水污染控制制度框架

(一)《清洁水法》的发展

《清洁水法》的发展基本上可以划分为两个阶段:一是1972年以前;二是1972年以后。

第二次世界大战以后,美国的人口剧增,经济迅速发展,传统制造工业的快速发展以及新材料(成百上千的新合成的有机化合物,特别是化肥和杀虫剂)的发明和广泛使用,使许多水域遭到极其严重的污染。在1972年美国的《清洁水法》通过之前,美国90%以上的水域已经受到相当程度的污染,2/3的河流和湖泊因污染而不适宜游泳,其中的鱼类不适宜食用。很大部分的城镇污水和工业废水是不经过任何处理直接排放到河流或湖泊的。此时,水环境保护和水污染治理是地方州政府和部落的内务,联邦一般不予干涉。但1972年之前的法律是无效率的,各个州之间缺乏统一的水质标准,导致执行尺度不同,使得全国性的控制比较困难;各个州在执行过程中被工业界俘虏,环境保护让位于工业发展,环保部门也没有执法的动力;水质污染和污染源之间的关系很难建立起来,对污染缺乏科学的认知,也没有专门的环保部门,环保职能附加在卫生局、公用事业局内,同时也没有充足的资金和人力来强制执行水污染防治的法律。由于这些问题的存在,水污染情况非常严重,对美国经济造成了很大的影响。最著名的就是卡额后哥河的着火事件,当时环境污染状况达到了高潮,公众对环保的呼声也越来越高(李涛,2018)。

鉴于各州政府在控制水污染方面没有取得实质性进展,美国国会制定了1972年《清洁水法》,这是美国水环境保护历史上的里程碑。在法律形式上,虽然1972年《清洁水法》是1948年《联邦水污染控制法》的修正案,但前者没有继承后者的基本组成部分,没有试图修补、改正原法或者在原法的基础上加以发展和引申,而是把原法的框架和语言抛在一边,建立了一个基本上全新的法令。而1972年以后至今的历次该法修正案,都是在1972年《清洁水法》的基础上制定的,形成美国清洁水法今天的面貌。通过和地方政府、工业企业不断的博弈,控制水污染的权利最终掌握在联邦政府手里,使联邦政府可以大刀阔斧地实施一系列的水环境保护政策,并且在这个法律中确定了联邦环保署执行《清洁水法》的权利和义务,同时也为环保署制定一系列政策铺平了道路。

(二)水环境保护目标

水环境保护的最终目标是保障人体健康和水生态安全。《清洁水法》第101条就明确规定了水环境保护的目的,即“恢复和保持国家水体化学、物理和生物的完整性”。这是一种史无前例的说法,也是一个很高的目标,完整性可以说是没有任何污染的,就是要保持水体原来的、免于人类活动干扰的自然状态。

为了实现这一目标,《清洁水法》又衍生出两个有明确时限的国家目标:①到1985年底实现污染物的零排放(最终目标);②到1983年在那些可能的水域达到能够保护鱼类、贝类和其他野生生物的生存和繁殖,满足居民休闲娱乐的水质标准,即“可钓鱼”“可游泳”(过渡目标),就是要保障人体健康和水生态安全。

此外,还设立了五项国家政策:一是禁止有毒污染物的排放;二是受污染的水体要制定水质管理计划;三是要大量建造污水处理厂;四是提高研究能力和示范项目;五是控制非点源污染。

(三)水质标准体系

水质标准(Water Quality Standards)是水环境保护工作开展的基础,是确定水体保护目标的依据,是水环境管理的红线。水体的指定用途(Designated Uses)、保护特定水体用途的水质基准(Water Quality Criteria)和反退化政策(Antidegradation Policy)共同构成了美国的水质标准体系,如图3-1所示。

图3-1 美国水质标准体系

水质标准是用来保护用途的,即在保证用途的要求下,每种污染物的最大浓度水平。联邦环保署规定,“渔业和游泳用途”是最低的水质标准要求(朱源,2014)。美国水质标准反映了水生态系统所有组成的质量状况,主要包括营养物标准、有毒污染物标准、水体物理化学标准等(孟伟,2006)。但其并不由联邦环保署统一制定,而是在水质基准的基础上由各州环保部门结合当地的水资源与水环境条件自行制定、评估和修改,且每3年需要回顾和修订水质标准,并要接受公众和地方组织的听证,最后提交联邦环保署审批,审批的依据包括:州是否实施了符合《清洁水法》的水质用途;州实施的水质标准能够保护指定的水质用途;州在修订或实施标准的过程中是否遵循了合法的程序;指定的用途是否基于适宜的科学和技术分析等内容。各州制定的水质标准经联邦环保署审核通过后才能实施(郑丙辉,2007),如图3-2所示。

图3-2 美国水质标准的制定

1.水质基准

水质基准在制定水质标准,以及水质评价、预测和流域水质达标规划等工作中被广泛采用,是水质标准的基石和核心(周启星,2007)。水质基准是指水环境中污染物对特定保护对象(人或其他生物)不产生不良或有害影响的最大剂量和浓度,或者超过这个剂量和浓度就会对特定保护对象产生不良或有害的效应。美国的水质基准是基于最新的环境科学和环境毒理学建立起来的,是对最新科学知识的基本反映。水质基准是污染物浓度的科学参考值,不具有法律效力,一般用定量标准(科学数值)和定性标准(描述性语言)来表示,为各州制定水质标准提供了技术支持和科学依据。定量标准主要包括一些必备的参数,如污染物的含量和限值等;定性标准是对定量标准的一种补充,如禁止排放有毒有害物质。在某种程度上,定性标准比定量标准威慑力更大。

美国依据《清洁水法》建立了一套完善的水质基准体系。早在20世纪60年代,美国联邦环保署就开始了水质基准的研究工作,并发布了多个水质基准的技术指南和指定导则,先后提出了167种污染物的基准。主要划分为两大类:毒理学基准和生态学基准。前者是在大量的暴露实验和毒理学评估的基础上制定的,如水生生物基准和人体健康基准;后者是在大量现场调查的基础上并通过统计学分析制定的,如沉积物基准、细菌基准、营养物基准等。其中水生生物的基准又可分为慢性基准(1)和急性基准(2)

美国联邦环保署提供参考性的水质基准,并根据最新的科技成果和最近的数据来制定参考的水质基准,为各个州制定自身的水质标准提供科学依据,各个州也可以不采纳环保署提供的水质基准。环保署提供的参考值并没有法律效力,直到州政府通过立法之后才具有法律效力。

2.指定用途

州负责对本区域内的水体指定用途,即描述水质目标或水质期望。指定用途是法律确认的水体功能类型,包括水生生物保护功能、接触性景观娱乐功能、渔业功能、公众饮用水水源功能等。这些用途是州或部落确定的支撑水体健康的保障。一个水体有各种各样的指定用途,一般情况下一个水体最好指定5~6个主要的使用功能,同时指定用途的过程中也要考虑下游水体的使用。

指定用途=现有用途(Existing Use)+潜在用途(Potential Use)。如果指定用途等于现有功能,就是比较准确的描述;如果指定用途大于现有功能,即指定用途比现有功能更高一些的话,就存在一个潜在的使用。如果证明达不到的话,可以通过提供用途可达性分析(Use Attainability Analysis,UAA)降低到现有使用功能;如果指定用途小于现有功能,此时反退化政策就起作用,必须要提升到现有使用功能。

另外,当一个水体有多种指定用途时,应当采取措施保护最为敏感的指定用途。如铜的限值,人体自身抗铜的能力很强,所以含量可以较高,但对于鱼类来说,极低的浓度便会产生危害。由此可以看出,一个指定用途为饮用水源地的水体并不能有效保护鱼类,在保护水生态的时候,要采用保护鱼类的水质基准。

3.反退化政策

反退化政策是美国水质标准体系中非常重要的一部分。1972年《清洁水法》虽然没有包括反退化政策(Antidegradation Policy),但这一政策和原则在其颁布之前就已经出现在美国政府的环境政策文件之中。1975年11月28日美国联邦环保署将反退化政策写入水质标准之中,成为联邦环境法规的一部分。反退化政策(Antidegradation Policy)的目的是防止水质优良的水体出现退化风险,即水质只能越来越好,不能变差。主要包括三个方面:①自颁布反退化政策起,当时所能达到的指定功能就要维持下去,如果当天达到某种指定功能,就不能继续退化。②即使某一水体的现状水质优于指定功能,也要维持和保存现状水质,不能使之退化,除非证明其对当地的经济和社会发展至关重要。在任何水质降低之前必须满足当地政府部门之间的协调、公众参与、反降级评审,同时要做好点源和非点源的控制。③被认为是杰出国家水资源的国家公园、野生动物保护区等重点生态功能区,水质禁止任何理由的退化(席北斗,2011)。

另外,水质标准体系中还包括一般政策(General Policy),这主要是执行方面的具体要求,取决于各州自主裁量。简单来讲,就是说在具体执行水质基准、指定用途和反退化政策的时候有什么政策手段来协助上面三个内容,比如说混合区(Mixing Zone)的确定。

从以上关于美国水质标准体系的介绍中可以看出,《清洁水法》对于有关水质标准的法律规定十分详尽、具体,使得美国水质标准具有很强的操作性。同时,也表现了较强的时效性,各项技术强制性规范都以法律规定的限期为保障,且总随着现实的变化而更新,有力地促进了水环境保护工作的进展。

(四)排放标准体系

排放标准是美国水污染控制政策和保证水质达标的核心,主要包括两套排放标准体系——基于技术的排放限值和基于水质的排放限值。从目标对应关系上来说,基于技术的排放限值对应着《清洁水法》中要求的“零排放”目标,基于水质的排放限值对应着《清洁水法》中要求的“可钓鱼、可游泳”的目标。

1.基于技术的排放限值(Technology-based Effluent Limits,TBELs)

基于技术的排放限值由美国联邦环保署统一制定,在一定程度上减少了“污染者天堂”的出现,其相当于我国的排放标准,从上到下要求所有相关点源排放口执行,是在深入评估工业行业或者亚行业里现有污染物处理技术和实践后,同时考虑工业企业生产工艺、进水浓度、出水浓度、污染物去除率、污染削减成本与效益、技术经济可行性等因素的基础上,证明可以达到的最佳处理水平,是必须强制执行的最低控制水平。美国联邦环保署根据工业行业类别制定了不同的排放限值导则,并要求联邦环保署每年审查现有导则,并且每两年推出一个导则修订计划,截至2012年,联邦环保署已发布56个行业类别的导则。这些导则最后都要通过州的认可后成为州的法律,目前主要包括最佳实际控制技术(BPT)、经济可行的最佳技术(BAT)、新源绩效标准(NSPS)以及工业污染源排入城市污水处理厂的预处理标准。不同的污染物排放标准分别针对不同的污染源(新源和现源)以及不同的污染物(常规污染物、非常规污染物、有毒有害污染物),同时考虑企业的承受能力,并给予合理的过渡期,使得不同工业行业的排放标准具有较好的针对性、可操作性和科学性(宋国君,2014)。美国水污染物排放标准体系如图3-3所示。

图3-3 美国水污染物排放标准体系

基于技术的排放限值是动态变化的,且日趋严格。1972年《清洁水法》规定,工业排污者要在1977年7月1日前达到最佳实用控制技术(即某行业内能够达到的最好污染控制水平的平均值),在1983年7月1日前达到经济可行的最佳技术(即行业内能够达到的最好污染控制水平),这体现了法律要求排污者继续改善排放水质。此外,法律还要求美国联邦环保署每两年对这些标准进行审核和修订,以保证法律所要求的最佳排放标准。随着环保技术的不断进步,排放标准一直保持在实际上最好的水平,并以此来要求该行业所有排放者都要达到这样的水平,不能适应这种愈趋愈严标准的排放者最终会被淘汰。

2.基于水质的排放限值(Water Quality-based Effluent Limits,WQBELs)

水质标准中水体的指定用途由各州制定并获得美国联邦环保署的认可。《清洁水法》规定排污许可证可以采取更加严格的排放标准,以保证水体满足水质标准。因此,所有排放户在执行并达到基于技术的排放限值后,受纳水体仍不能满足水质标准时,就要执行基于水质的排放限值。基于水质的排放限值是根据保护目标对污染物的忍受程度、点源以及当地的条件计算出来的,它的计算必须要考虑到各个水体和点源的具体条件,如两家非常相似的企业——使用相同的原料、相同的生产工艺、相同的生产规模、相同的污染处理设施、排放到相同的河段、依据相同的水质基准和方法计算,也可能会因为排放监测资料的差别而导致计算出不同的排放限值。

基于水质的排放限值与受纳水体的指定用途、保护目标排放废水等密切相关,必须首先确定特定水体保护目标的污染物忍受水平,然后从下而上逆向地计算适用于排放口的排放限值,因此不能由中央统一制定。其主要考虑人体健康和水生态安全,而不考虑达到要求时的处理成本。一般来说,基于水质的排放标准要严格于基于技术的排放标准。但如前所述,联邦环保署制定水质基准和基于水质的排放限值计算导则;每个受纳水体的水质标准也必须经联邦环保署审核和批准;受纳水体的现状水质以及是否需要对某些特定污染物制定排放限值也必须遵循联邦环保署规定的程序。因此,基于水质的排放限值实际上也是全国性的。

3.排放标准应遵循的原则

“反倒退”(Antibacksliding)和“反降级”(Antidegradation)原则是美国《清洁水法》对排放标准明文提出的基本要求。它的含义是,国家排污许可证的更新不能降低对某一污染物的排放要求,其基本目的是使排放标准随着经济的发展、技术的进步逐渐趋严,逐渐逼近“零排放”的国家目标,而不能出现降级和倒退的情况。执行这项原则的关键是使降低排放要求的门槛不易跨过,使得任何改变都十分困难,甚至不可能。排污者可以自行决定,或者达到比通常更严的排放要求,或者向管理部门提出降低排放要求的申请,并证明这不违反“反倒退”和“反降级”的原则。