馮亞坤,張 偉,3,4,左其亭,3，李佳璐，郝明輝，韓淑穎

(1.鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院,河南 鄭州 450001; 2.鄭州市水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 鄭州 450001;3.河南省地下水污染防治與修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 鄭州 450001; 4.河南省水體污染防治與修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 平頂山 467036)

位于“一帶一路”沿線的中歐國(guó)家有波蘭、捷克、斯洛伐克和匈牙利。這4個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和發(fā)展模式既有共同點(diǎn)，又各有明顯差異：工業(yè)均較發(fā)達(dá)，采礦、冶金和機(jī)械制造等重工業(yè)占比較大，同時(shí)農(nóng)業(yè)、啤酒產(chǎn)業(yè)和林業(yè)等也在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占重要地位，而此類行業(yè)的發(fā)展均高度依賴于良好的水質(zhì)。以捷克為例，其最具特色的啤酒業(yè)具有較大的生產(chǎn)和消費(fèi)能力，所生產(chǎn)的啤酒遠(yuǎn)銷德國(guó)和美國(guó)等國(guó)家，而每生產(chǎn)1 L啤酒需要5 L干凈水。同時(shí)，4個(gè)國(guó)家的首都華沙、布拉格、布拉迪斯拉發(fā)和布達(dá)佩斯均依河而建(華沙位于維斯瓦河兩岸、布拉格位于伏爾塔瓦河兩岸、布拉迪斯拉發(fā)和布達(dá)佩斯位于多瑙河兩岸)，其他許多大城市也均坐落在河畔，如維斯瓦河上的克拉科夫、格但斯克等。因此，系統(tǒng)了解中歐國(guó)家地表水資源和水環(huán)境現(xiàn)狀具有重要意義，可促進(jìn)自身水資源的可持續(xù)性利用、各行業(yè)發(fā)展以及“一帶一路”的建設(shè)。

目前，對(duì)“一帶一路”沿線國(guó)家水資源與水環(huán)境的研究多集中于主體水資源區(qū)劃分、自然地理特征[1-4]、水資源利用與管理[5-6]等方面，已經(jīng)確定11個(gè)水資源一級(jí)分區(qū)，也對(duì)沿線國(guó)家的自然地理特征有了較為系統(tǒng)的梳理。此外還有一些關(guān)于虛擬水、社會(huì)政策方面的研究[7-9]。關(guān)于水環(huán)境污染，尤其針對(duì)中歐國(guó)家的地表水環(huán)境研究還相對(duì)較少。水環(huán)境污染會(huì)加劇“一帶一路”沿線國(guó)家的水資源短缺矛盾，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時(shí)，水環(huán)境污染會(huì)影響飲用水、地下水和農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。本文對(duì)中歐沿線國(guó)家的水環(huán)境污染狀況進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，并對(duì)未來治理的方向提出建議。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于東經(jīng)12°05′～24°09′、北緯 45°44′～54°50′之間，北部地區(qū)地勢(shì)平坦，平均海拔為173 m，其中大部分地區(qū)位于低矮的波德平原；東部地區(qū)大部分位于捷克-摩拉維亞高原，海拔較高，平均海拔可達(dá)500～600 m，而拉貝河平原和比爾盆地的海拔低于500 m；中部地區(qū)位于喀爾巴阡山脈西部，地勢(shì)最高，平均海拔超過1 000 m；南部地區(qū)地勢(shì)平坦，屬于多瑙河中游流域，80%地區(qū)的海拔不足200 m。研究區(qū)域內(nèi)主要河流有維斯瓦河、奧得河、拉貝河、伏爾塔瓦河和多瑙河等。維斯瓦河是波蘭第一長(zhǎng)河，發(fā)源于貝斯基德山脈，長(zhǎng)1 047 km，流域面積占波蘭國(guó)土面積的2/3，最后注入波羅的海；奧得河為國(guó)際河流，發(fā)源于捷克，流經(jīng)波蘭西北部，最后注入波羅的海；伏爾塔瓦河為捷克第一長(zhǎng)河，長(zhǎng)435 km，流經(jīng)捷克西部地區(qū)，在梅爾尼克附近匯入拉貝河；拉貝河是國(guó)際河流，發(fā)源于捷克-波蘭邊境的蘇臺(tái)德山脈，流經(jīng)捷克北部地區(qū)，之后進(jìn)入德國(guó)；多瑙河是世界上最為國(guó)際化的河流，發(fā)源于德國(guó)西南部，從布拉迪斯拉發(fā)附近進(jìn)入斯洛伐克境內(nèi)，沿斯洛伐克和匈牙利邊界向東流動(dòng)，在布達(dá)佩斯北部折向南流，之后流經(jīng)匈牙利全境。研究區(qū)域及河流分布如圖1所示。

相關(guān)學(xué)者對(duì)研究區(qū)的測(cè)試指標(biāo)主要集中于氮、磷、重金屬等常規(guī)污染物以及藥物等新興污染物，而這些污染物也被認(rèn)為是影響水環(huán)境的重要污染物，屬于研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文主要對(duì)研究區(qū)的氮、磷、重金屬以及藥物等污染物指標(biāo)進(jìn)行分析。

圖1 研究區(qū)域及河流分布

2 地表水環(huán)境污染狀況

2.1 維斯瓦河流域

波蘭經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)變后，眾多企業(yè)和工廠關(guān)閉，在此背景下，維斯瓦河的水質(zhì)從20世紀(jì)70年代開始有顯著的改善，部分污染物，如N和P的排放得到有效控制，在水體中的濃度趨于穩(wěn)定。1985—2005年，河流中COD和NH3-N濃度整體上呈下降趨勢(shì)[10]；2009—2015年，河流的平均TN排放量為 140 597 t/a，TP排放量為10 676 t/a[11]，較2009年，2015年的TN排放量下降了約20%，TP排放量下降了約26%。河流中的N、P主要來源于地下水、管網(wǎng)排水和污水處理廠，所占比例分別為40%、30%和10%。同時(shí)，河流中Hg濃度在升高。2006年7月檢測(cè)到維斯瓦潟湖鸕鶿腎臟和肝臟中Hg質(zhì)量比分別為13.1 μg/g和7.71 μg/g[12]，呈升高趨勢(shì)。由于檢測(cè)的鸕鶿主要以維斯瓦湖為棲息地，所以可以間接反映出維斯瓦河中Hg濃度也在升高。Hg有劇毒，可在人體內(nèi)累積并造成巨大傷害，如水俁病就是由Hg污染引起的，所以對(duì)維斯瓦河水體中Hg濃度的升高要有足夠的重視。

從相關(guān)數(shù)據(jù)中得知，維斯瓦河流域中N、P等的污染程度基本得到控制，但近年來由于抗生素等藥物的廣泛使用和大量排入流域環(huán)境，抗生素等新興污染物對(duì)流域水體造成的污染已不可忽視。在華沙市Czajka污水處理廠維斯瓦河排放處下游的 10 m 處檢測(cè)到呋塞米和氫氯噻嗪(心血管藥物)(2014年)，質(zhì)量濃度分別為2 670 ng/L和 1 270 ng/L[13]。在維斯瓦河上游華沙市生活用水取水處附近檢測(cè)到了阿奇霉素(抗生素)和霉酚酸(免疫抑制劑)，質(zhì)量濃度分別為53 ng/L[14]和1.5～5.5 ng/L[15]。水體中的藥物會(huì)引起較為嚴(yán)重的后果，如抗生素會(huì)引起抗生素污染，即導(dǎo)致敏感菌耐藥性的增強(qiáng)以及耐藥基因在環(huán)境中的擴(kuò)展和演化，對(duì)其他生物也可能產(chǎn)生一定的毒性[16-19]。在城市以及大型污水處理廠下游水體中檢測(cè)到抗生素等的濃度要遠(yuǎn)高于河流水體中的平均水平，所以生活污水等的排放是河流中抗生素等藥物[20]的主要來源。

2.2 奧得河流域

奧得河干流和支流流經(jīng)西里西亞地區(qū)，兩岸坐落有拉齊布日、弗羅茨瓦夫、什切青等重要城市。西里西亞地區(qū)屬高度污染區(qū)域，主要產(chǎn)業(yè)為煤炭開采、金屬采礦和金屬冶煉等，有許多石油煉制、鋼鐵鑄造等工礦企業(yè)。奧波萊市屬于奧得河洪泛區(qū)，2010年，在奧波萊市南部所取土壤樣品中檢測(cè)到的重金屬Zn、Cu、Cd、Pb、Cr、Hg質(zhì)量比分別為 50.51 mg/kg、17.41 mg/kg、0.09 mg/kg、9.41 mg/kg、5.36 mg/kg和0.04 mg/kg。土壤中重金屬可能會(huì)通過降雨和地表徑流等方式進(jìn)入水體，從而對(duì)奧得河造成污染。Biaa Przemsza河流經(jīng)西里西亞地區(qū)，主要受重金屬污染，2014年監(jiān)測(cè)到的Pb和Cd平均質(zhì)量比分別為56.6 μg/g和1.62 μg/g[21]。上述重金屬元素在自然界中較難降解，可通過生物鏈進(jìn)行富集，從而引起高血壓，甚至導(dǎo)致腎功能衰竭。該地區(qū)的重金屬污染主要由西里西亞地區(qū)石油化工等工業(yè)造成。礦化巖石的風(fēng)化會(huì)導(dǎo)致水環(huán)境中重金屬濃度升高，現(xiàn)在該地區(qū)的采礦和冶煉活動(dòng)大大加快了重金屬向環(huán)境中的排放。與維斯瓦河相似，雖然經(jīng)過波蘭經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型后，西里西亞地區(qū)的采礦和冶金等工業(yè)活動(dòng)有所減少，也針對(duì)重金屬污染進(jìn)行了一定程度的治理，但奧得河干流及支流的重金屬濃度依然較高。工業(yè)活動(dòng)中較大量的重金屬排放，以及重金屬在該地區(qū)的遷移和二次污染，可能是造成重金屬污染的原因。

過去近50年，人類活動(dòng)的加劇對(duì)奧得河水環(huán)境產(chǎn)生了較大影響。2009—2015年，流域內(nèi)平均TN和TP的排放量分別達(dá)94 550 t/a和5 051 t/a[11]，2014年奧得河和奧得河潟湖存在富營(yíng)養(yǎng)化，該流域中甘醇二甲醚(工業(yè)溶劑)質(zhì)量濃度較高(二甘醇二甲醚0.056 μg/L；三甘醇二甲醚0.219 μg/L，四甘醇二甲醚0.786 μg/L)。工業(yè)溶劑可通過皮膚或呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體，從而對(duì)人體產(chǎn)生危害。奧得河中甘醇二甲醚的重要來源為萊格尼察市的污水處理廠[22]，此外靠近河流的眾多印刷廠、木材工廠以及化工企業(yè)也造成了奧得河水環(huán)境的污染，是奧得河及支流中甘醇二甲醚等有機(jī)污染物的重要來源。

2.3 拉貝河-伏爾塔瓦河流域

表1 2004—2007年比利納河重金屬含量

2.4 多瑙河流域

3 地表水環(huán)境污染的影響與未來治理對(duì)策

“一帶一路”沿線波蘭、捷克、斯洛伐克和匈牙利等4個(gè)中歐國(guó)家的水環(huán)境污染物主要有氮、磷、重金屬、多環(huán)芳烴等常規(guī)污染物，以及藥物等新興污染物。雖然部分河流(如維斯瓦河)中氮、磷污染由于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、工業(yè)活動(dòng)等減少而得到了有效控制，但仍存在富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)，奧得河流域的重金屬和有機(jī)污染物含量依然較高，所以還需要進(jìn)行進(jìn)一步治理?？股氐刃屡d污染物由于近年來大量使用抗生素，且社會(huì)以及政府環(huán)境部門等對(duì)其關(guān)注和治理的力度很低，所以其在河流中的含量正在逐年上升，對(duì)人體以及環(huán)境的危害將更加深遠(yuǎn)，嚴(yán)重程度并不亞于氮、磷等常規(guī)污染物。水資源是工農(nóng)業(yè)發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)資源，保證水資源的清潔程度具有重要意義，而目前中歐4個(gè)國(guó)家地表水環(huán)境的污染會(huì)嚴(yán)重阻礙其發(fā)展，進(jìn)而將對(duì)“一帶一路”倡議“五通”(政策溝通、設(shè)施聯(lián)通、貿(mào)易暢通、資金融通、民心相通)的構(gòu)建產(chǎn)生不利影響。針對(duì)中歐地區(qū)國(guó)家特點(diǎn)和“一帶一路”的政策需求，未來可針對(duì)以下方面進(jìn)行重點(diǎn)治理：

a. 在水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量有所下降但仍存在富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)堅(jiān)持相關(guān)的政策和措施，使水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量進(jìn)一步下降，水質(zhì)持續(xù)改善。

b. 針對(duì)造成水體中重金屬污染的采礦、冶金等工業(yè)活動(dòng)進(jìn)一步進(jìn)行治理，并對(duì)重金屬元素在水環(huán)境中的遷移和二次污染進(jìn)行重點(diǎn)研究。

c. 有機(jī)污染物的治理比重金屬污染的治理難度更大，未來可在科學(xué)使用農(nóng)藥、化肥以及加強(qiáng)污染物無害化處理等方面采取有效措施。

d. 規(guī)范抗生素、免疫抑制劑等藥物的使用，并加大對(duì)大型城市生活污水以及污水處理廠處理過程中抗生素等藥物的監(jiān)測(cè)和處理力度，從源頭上減少排放到水環(huán)境中的藥物。由于抗生素等藥物屬于新興污染物，與常規(guī)污染物不同，目前對(duì)其在水體中質(zhì)量濃度的測(cè)定以及不同地區(qū)分布情況的檢測(cè)均處于初始階段，未來要加強(qiáng)這方面的工作，并完善相關(guān)法律。

e. 由于“一帶一路”沿線中歐4個(gè)國(guó)家中涉及多條國(guó)際河流，所以國(guó)家之間關(guān)于水環(huán)境污染治理的合作將變得尤為重要。如東南亞地區(qū)的湄公河流經(jīng)中國(guó)、老撾、緬甸等6個(gè)國(guó)家，近年來各個(gè)國(guó)家之間不斷加強(qiáng)河流治理的交流與合作，達(dá)成了一些有效的協(xié)議與機(jī)制。未來波蘭、捷克、斯洛伐克、匈牙利之間也應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上(如由14個(gè)國(guó)家組成的多瑙河保護(hù)國(guó)際委員會(huì)等)進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)家之間環(huán)境部門的高層互訪，為跨界河流制定統(tǒng)一的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等，并協(xié)商建立關(guān)于河流污染信息的共享、溝通、反饋機(jī)制。這既可以加強(qiáng)對(duì)跨界河流水體污染的治理，又能促進(jìn)“一帶一路”倡議“五通”的構(gòu)建。

4 結(jié) 語(yǔ)

“一帶一路”沿線波蘭、捷克、斯洛伐克和匈牙利4個(gè)中歐國(guó)家水環(huán)境中氮、磷、重金屬等常規(guī)污染物的污染程度近幾十年來有了一定的改善，但仍存在一定的問題，而且抗生素等新興污染物污染程度不斷加劇，已經(jīng)日漸成為另一個(gè)水環(huán)境污染重點(diǎn)。未來應(yīng)該鞏固好目前治理成果，使常規(guī)污染物的污染程度進(jìn)一步減輕，并加強(qiáng)關(guān)于新興污染物監(jiān)測(cè)、研究、法律法規(guī)制定等方面的工作。國(guó)家之間還應(yīng)該針對(duì)跨界河流進(jìn)行共同治理，使水環(huán)境在整個(gè)流域不斷改善，避免只對(duì)部分河段進(jìn)行治理，之后卻又遭受其他河段水體污染情況的出現(xiàn)。“一帶一路”合作倡議提出時(shí)間較短，針對(duì)中歐地表水環(huán)境污染的研究還相對(duì)較少。水環(huán)境污染是“一帶一路”實(shí)施亟須解決的問題。本文對(duì)“一帶一路”沿線中歐4個(gè)國(guó)家地表水環(huán)境污染的分析涉及范圍較廣，在具體問題上的分析深度不夠，今后可針對(duì)具體的污染物進(jìn)行深入研究。