上海水资源与供水水质的关系

包承忠

　　黄浦江上游引水二期工程已在1997年12月份部分投产，1998年上半年将全部建成，为了改善上海城市供水的水质问题，不惜投资近30亿元人民币的资金，建设黄浦江上游引水工程，但是许多专家，对黄浦江的污染情况还是非常担心。尤其是夏季供水期，上游水的氨氮有时最高可达5～6 mg/L，溶解氧低，经常属三类以上地面水水质标准，而且并没有明显好转的迹象。最近几年来，本市饮用水源达标率都在90%~92%之间波动，位于全面46个环保重点城市最差之列。如再发展，几十亿投资就不能达到预期的目标。所以必须大声疾呼，尽快提到议事日程上来探讨怎样保护和改善黄浦江上游水源水质问题。

1 黄浦江上游水质改善可能性的分析

　　技术发达的国家，清洁水源不仅是保证人民健康所必不可少的，同时也为城市生活服务的市政、工业及农业等行业供应大量的、必需的水源。河道除满足航运的要求，还发挥将降雨径流以及生活、工业和农业废水排泄入海的重要作用，还为养鱼业和开展水上游乐活动服务。为此，发达国家十分注意防止水环境遭到严重的损害与破坏，其方法就是采用可能危害环境的相同技术来达到保护水环境的目的。
　　为了说明黄浦江是可以得到治理的理由，可与英国的泰晤士河作一对比，因泰晤士河与黄浦江非常相似有着同样的发展史。事实证明泰晤士河已经达到治理目标，鱼回来了，水变清了，溶解氧也提高，野生动物愉快地生活在泰晤士河边，恢复了原来的生态环境。先看一下一组对比数据：

江河名 年径流量（亿m³） 人均占有水资源流量（m³/a） 排入河道污水量（万m³/d） 黄浦江 97.76 1400 约500 泰晤士河 30.0 275 432

　　从上表可知：黄浦江的径流量比泰晤士河大，人均占有量比泰晤士河高约5倍；泰晤士河就是在这种水量不足，污水量过大的压力下，通过泰晤士河水务管理局的精心管理，仍能保证工业、农业、生活、公共设施、水上娱乐活动等方面的用水以及环境生态用水。做到了经济、社会和环境效益的统一。过去，我们治理苏州河叫了几十年，为什么不能得到根本解决，我认为，主要是管理体制上的混乱，缺乏一套科学管理方法所致，泰晤士河的变清证明，我们的黄浦江只要精心管理，狠下措施，是能够达到治理目标的。

2 黄浦江水源污染情况和对供水的影响

　　黄浦江的污染物有3个阶段的变化，从细菌、病菌等各种致病苗到重金属，最近几年来主要是有机污染，目前至少在500～700种之间。但是原来杨树浦自来水中化合物数目比原水高约100种以上。自来水中特别反映出色度、锰、酚和AMES致突变试验不合格。二期工程在松浦大桥附近取水，水质总体上比中下游好，但较多的项目差别不大，如BOD₅、COD等劣于相对下游的临江断面。
　　水污染的主要原因是城市污水的排污，其他重要污染源还有农业所施用的化肥和杀虫剂、石油和工业化学制品的意外泄漏、污泥卸入大海以及将固体或半固体废料进行地埋处置等。人为地将化学污染物加入黄浦江造成水体的化学污染；发电厂、煤气厂、钢厂排泄冷却水而将热量、尾矿渣加入到水体造成物理污染；污水中含有携带病菌的人粪或者遭到其他病菌污染的废水则造成生物污染。由于化学污染对水环境的威胁最大，因此，对黄浦江的化学污染拟详加分析。
　　（1）将人类的各种病原生物排入水体，主要由污水处理厂出水中携带的细菌、病菌和原生动物；另外大型畜牧场的排水也是这种污染源之一；
　　（2）工厂、农村以及运输过程中泄漏出来的有毒化学物质，通过工厂排水及污水处理厂出水排入水体；
　　（3）有些化学物品虽然没有剧毒，但是如果掺入水中，即使浓度很低，人畜长期饮用后，即会危害健康。这些化学物品主要是工业、农业和家庭生活中所使用的各种难以降解的有机化合物；
　　（4）掺入某些化学物品，使水体即使经过处理仍因有异味而不能用于城市供水。
　　上述问题大多出现于从黄浦江下游取水，由于黄浦江上游是3条支流的出口，因此，上游排入的污水，也同时影响黄浦江的水质，使上游水也受到污染。上游有污水排放，下游有污水上溯，这正是黄浦江受到污染的特点。

3 保护和治理黄浦江水源的思路

　　我们分析黄浦江的各种污染和造成污染的主要原因，目的是在于有针对性的采取管理和控制措施。
　　英国泰晤士河的治理，我认为其成功奥秘主要有两点：其一是采用了有效的管理体制；其二是建立了全流域管理的基本思想。
3.1 管理体制需要改变
　　黄浦江属于太湖流域，从浙江、江苏3条支流交汇流入黄浦江，黄浦江的水质因此也受到上游来水水质状况的制约。黄浦江又是多功能河流，除取水和排水（排水也有很多机构管理）、防洪、排涝外，还有航运、港口、捕鱼、农田水利等，各把一方，谁都不能管谁。所以泰晤士河管理的经验，可供我们参考，英国在1974年之前全国有1900个水务管理机构，有水利局、河道局、排灌、供水、下水道、污水处理、河道养鱼、娱乐活动都设专门机构各管各的。后来英格兰和威尔士组成了10个水务管理局，按流域统管以上这些机构的职能，泰晤士河水务管理局是其中最大的一个管理机构，从此局大有改观，泰晤士河的水也就逐步变清了。因此，按流域设立管理机构，来统管全流域的事务是组织上的保证，该机构应该有职有权，才能发挥其应有的作用。
3.2 要树立全流域管理思想
　　全流域管理思想是一种有机的结合，实际上就是系统管理思想，把整个水循环作为一个“系统”，其流域管理的理论就是水在自然界不断循环理论的深化，也是建立系统工程模式的理论依据，他把给水排水、污水处理、防洪排涝、航运、渔业、农田水利、水域生态保护和水上娱乐活动等，作为一个大的系统，运用系统工程原理，注重全系统的最优化，用科学的人工水循环改善自然水循环，力求以最少的投入求得最大的效益，最终不是这一方面去压制另一方面，而是各方面都能得以发展。
3.3 实施全流域系统管理的基本思路和方法
　　我们提出建立的全流域管理思想，其基本精神是在发展其他行业同时，保护黄浦江水源水质，特别是上游取水口的水质，使其取得最佳的组合。
　　（1）保护黄浦江上游取水口水质，首先应该设定目标
　　对黄浦江流域来说，根据取水口水质的要求，应该设定一个水质目标，离开目标，管理是没有意义的，对一个系统来说，首先要有状态目标，设定目标必须强调两条：一是可实现性；二是目标必须加上时间座标，也就是说要有计划进度，是动态的。例如泰晤士河治理分3个阶段：第一阶段目标：不臭（解决厌氧活动状态和硫化氢问题）；第二阶段目标：有鱼（溶解氧饱和度为30%）；第三阶段是进一步改善环境（溶解氧饱和度为60%）。3个目标，3个阶段，有3种状态的变化，要求比较明确。接下来的所有措施，通过优化以后都为达到这3个目标而努力，并且定性和定量，黄浦江水源，主要反映在有机污染严重，尤其是夏季，气温高，径流量小，反映出溶解氧偏低，氨氮偏高，色度、锰、酚等超标，AMES致突试验呈阳性。因此，应该按时间顺序设定关键指标（例如氨氮、溶解氧、COD、BOD₅），然后要采取措施保证达到设定的目标。
　　（2）树立根据系统工程原理来管理黄浦江流域的基本思想基本思想是：自然界的水循环是一个大系统，它的目标是使整个自然界的水循环形成连续的良性循环，合理利用自然资源，在这个系统中我们给水与排水只是一个支系统，但有着密切的联系（有其一定的整体性和相关性），上水和下水这一支系统两方面有着密切的联系，尤其是从资源紧缺的情况下，更为明显。例如，有人怀疑引起甲肝流行的原因是供水的水源受到排水污染引起的。我认为可以这样怀疑，英国也曾由于水源被严重污染，引起4次流行性霍乱，死了几万人。水污染引起流行性疾病这一发现，是世界上一个重要的贡献，英国政府后来第一次通过"水法"就是由此起因的。
　　整个水循环中，可以分两大类，一类是自然循环；另一类是人工循环。我们在实践中发现有人一方面认为不够，但另一方面又自己把水糟塌污染了，一方面认为地下水是宝贵的，而另一方面又把地下水搞坏了。这说明各个环节是紧紧相扣的，如果你把管理各个环节都割裂开来，总会产生一种管理与另一种管理之间的空隙，而造成管理上的缺陷（或称薄弱环节），这就需要一个相应的组织形式来考虑，加强人工循环的作用去弥补和完善。上面举的肝炎或霍乱病流行的例子，如果我们在这一水循环中加强消毒，使出厂的自来水不带有这种病毒，也是完全能做到的。这就是整个水循环中人工循环所起的作用，由于排污超过自然循环中水体的自净能力，如果用人工循环加以强化，使其始终保护良性循环，问题就解决了。
　　一条黄浦江，沿河有很多污水排放口，同时也有自来水厂的取水口，有时上游排水，下流取水（或反之）。污水排出以后，通过一段河流，由自来水厂吸进，中间当然有河流本身自净作用（即自然循环部分）。在这种情况下，有两种选择：一种是强化污水处理，使净水厂的处理工艺简单些；第二种是放宽污水排放标准，不经处理或简单处理排入河道，这样下游的净水厂加强处理，采用深度处理工艺。采用哪一种方法呢？这时就需要有一个统一的管理机构来作技术经济比较。这正是系统考虑的问题，它用流域管理的思想来考虑排入污水的标准，怎样使其优化，达到良性循环的目的，其他的相关行业，同样为了达到设定的目标，进行有机的系统的考虑，考虑出优化方案。
　　（3）实施流域管理要便于控制
　　我理解英国泰晤士河的治理工作，实际上做了两件事：一是目标设定；二是控制。目前黄浦江的污染情况有些失控。所以尽管年年大声疾呼，污染照样年年加剧，控制实际上是有效的管理。泰晤士河流域有200个水务单位，后来改组成一个水务管理局，就是便于控制的组织措施。
　　英国的控制方法主要是采用法律手段，他们的污水排放标准和饮用水卫生标准，主要以EEC标准作为指导，对点污染采取合同的办法来控制，对每一个生产单位所排放的废水标准，并不是采取统一的指标（我们是一刀切，统一标准），水务管理局有权根据河道每段的要求（纳污能力）和污水处理厂处理能力，签订与排放单位的合同，在管理上有较大的灵活性，因为他们实行的是目标管理，并不是过程管理，他们用的是法律手段，不是罚款买污染，所以不一定要有一个固定的标准，而是实行“浮动排放标准”，这样在经济上有很大好处。在平时如果几个工业单位同时排放同一化学物质，他们总量的控制要视管理混合后的总量，是否符合进城市污水处理厂的标准要求，而污水处理厂的排放标准是控制在取水口，是否符合净厂水标准要求，如果没有一个系统管理的概念，而盲目的以统一标准去卡人家，不管状态是否发生变化，这种做法，最终会导致总体上的不经济。
　　综上所述，要保护和治理好黄浦江，必须要有一个统管全局的管理机构，而且必须用全流域管理的基本思想通过法律手段来进行管理，这样污染才能得到控制，水质才能有保证。