日本地表水环境质量标准体系的构建策略分析

1　日本地表水环境质量标准体系形成历程
1.1　日本地表水环境质量标准体系的内涵
环境质量标准是日本政府为保护人类健康和生存环境制定的，是环境行政的重要组成部分，是环境行政的管理目标。根据环境基本法的规定：由政府根据环境条件，为保护人类健康以及生存环境制定的标准；标准分为保护人类健康项目(简称“健康项目”)和保护生活环境项目(简称“生活环境项目”)两种类型；政府必须采取有效措施以保证环境质量达标。
在日本环境基本法和环境质量标准文件中，界定了质量标准体系的结构和基本内容。标准体系中涉及的标准类型、项目、分析方法等在法定的法律法规中均有明确的原则。根据法律法规制定的质量标准项目、限值、分析方法等技术规范具有明确的法律意义。环境质量标准不是孤立的标准限值的概念，而是一个体系，主要包括标准项目、标准限值、分析方法、监测方法、评价标准和表征方法等。不同环境媒介涉及的标准体系内容有所差异，但质量标准体系的结构具有共性。本文对质量标准体系中的监测技术规范和监测准则、评价方法等内容不予论述，重点介绍质量标准项目和标准限值的内容。
日本水环境质量标准项目分为环境质量标准项目、“必要监视项目”和“需要调查项目”三个层次。不是由单一的质量标准项目构成，而是由三种不同监控要求、不同监测频次和不同控制力度和手段构成的从防患于未然到由国家严格控制的不同级别和层次的污染物监测项目种类构成。环境质量标准项目(图1中的★1)：分为健康项目和生活环境项目。健康项目属于国家严格控制，通过法律法规监测的项目，监测频次多，必须随时保持达标，不得出现超标情况。生活环境项目也属于国家质量标准范围，但允许通过制定达标期限等措施，逐步治理和防范的污染物。“必要监视项目(图1中的★2)”：虽然不是法定质量标准，但作为需要监视和监控的污染物，属于必测项目，也纳入国家监测体系进行监测。监测频次少于质量标准项目。但有可能会根据科学发展和污染物的风险程度及检出情况补充到质量标准项目中。“需要调查项目(图1中的★3)”：从防患于未然的角度出发，每年对选择的300种“水环境污染的化学风险物质”开展调查和监测。除此之外，消毒副产物作为特定项目也纳入日本公共用水域的监测项目体系之中。地表水环境质量标准项目构成见图1。

图1　日本地表水环境质量标准项目构成图
1.2　日本地表水环境质量标准体系形成历程
日本地表水质量标准的制定始于20世纪70年代。伴随1950年后半日本的经济高速发展，水环境急剧恶化，水俣病等公害不断发生，为遏制环境的恶化，治理污染，1967年日本颁布“公害基本法”，1970年召开以治理环境污染为主题的“公害国会”，颁布“水质污染防治法”等各项保护环境的法律法规；水环境质量标准就是根据此法首次设定。自1971年水质环境标准设定以来，根据人们对环境的认识、对各种化学物质性质的了解及环境中化学物质的存在状态，水质标准已经修订了16次，其项目、分析方法等内容也有相应的增加和变更：1971年制定8个健康项目、5个生活环境项目的环境质量标准；1975年增加PCB项目；1993年健康项目由9个增加至23个，生活环境项目增加了海域的氮和磷。同年，还增加25个项目的“必要监视项目”类的监测。1999年增加硝酸氮和亚硝酸氮、氟和硼；2003年增加保护水生生物的质量标准项目；至2009年增加了健康项目中的二恶烷项目。
1.3　日本地表水环境质量标准的制定依据
环境质量标准项目的修订，由日本“中央环境审议会水环境部会”在不同时期，根据公共用水域常规监测结果、化学风险物质检出情况、日本生产、输入、输出的化学产品产生污染物的情况，参照世界卫生组织WHO饮用水指导方针的修订情况、国内外水质质量标准、日本国内饮用水水质质量标准，并参考学术研究成果和病理、病毒试验等数据，开展讨论，对环境质量标准进行修订，包括增减项目、修订标准限值和调整分析方法等。
“环境质量标准项目等的设定依据”对各选取项目和标准限值的制定包括以下6个方面的内容：(1)物质信息：包括名称、CASNo、元素/分子式、原子量/分子量、在环境中的存在及状态(水溶性、挥发性、分解速度、迁移、产生的副产物等)；(2)主要用途及生产量；(3)现行标准(国内标准：环境质量标准、饮用水质量标准、PRTR法；国际标准：WHO饮用水水质指导方针、USEPA、EU)；(4)在日本水环境中的检出状况(公共用水域的常规监测、需要调查项目等监测调查数据；地下水普查数据)；(5)根据PRTR制度①统计的在日本全国的排放量；(6)标准限值或指针值的制定方法(防疫学调查、病理试验、毒性试验数据等)。
2　日本地表水环境质量标准体系现状
根据日本的“环境基本法”(1993年法律第91号)第16条第3项之规定：对于环境标准项目，需要经常进行科学的评判，根据情况做出必要的修订。本文所介绍的日本地表水环境质量标准，最新修订时间截止到2009年底②。具体的标准项目及标准限值如下所述。
2.1　健康项目
健康项目，从1971年最初设定的8个监测项目，经过不断修订，数次追加，到2009年11月形成目前的27个项目。具体见表1。

说明：1.(1)标准值为年平均值。但总氰标准值为最高值。(2)“不得检出”是指根据分析方法测定的结果低于检出线。(3)氟和硼的标准值不适用于海域标准。(4)硝酸氮及亚硝酸氮的浓度为根据为规格43.2.1、43.2.3以及43.2.5测定的硝酸根离子浓度乘以换算系数0.2259与根据规格43.1测定的亚硝酸根离子浓度乘以换算系数0.3045之和。2.附表1至10为总汞等11个标准项目的分析方法(略)，具体参见环境省告示78号文。3.英文和分子式或化合物内容为作者查询资料的标注，不属于日本标准文件中内容。
1999年，根据常规监测和普查结果统计的检出率较高，同时由于WHO对饮用水指导方针中增加了18种污染物监测项目，日本高尔夫场使用农药的暂定监测指导方针决定监测的5个项目等因素，筛选13个需要考察的项目，经过比较水环境中的检出率、病理研究和毒性试验的结果，参照饮用水质量标准，决定将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮、氟和硼由“必要监视项目”转为 环境质量标准项目中的健康项目。其中，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮标准限值的确定是根据Wa1ton等(1951)进行的硝酸浓度与婴儿高铁血红蛋白血症发病率的调查结果和饮用水水质质量标准将其设定为10mg/L。氟的标准限值设定是从预防氟斑牙角度出发，同时考虑饮用水质量标准，将其设定为与指针值相同的≤0.8mg/L。而硼的标准限值设定根据Price(1996)的小白鼠生殖毒性试验、厚生省的市场调查等结果，得到日承受量、日常摄取量的数据，将标准限值定为≤1mg/L(之前“必要监视项目的指针值为0.2mg/L”)。
在2009年11月将二恶烷(1，4-二氧六环)由“必要监视项目”转为环境质量标准项目中的健康项目。原因如下：(1)根据常规监测和调查，其检出率较高；(2)根据统计，此污染物每年向环境中有排放；(3)该物质有易溶于水、难以挥发和分解的特性。基于以上原因，此物质作为需要高度关注的污染物，纳入环境质量标准项目的健康项目中，属于需要严格控制其在环境中浓度的污染物。其标准值的设定根据小白鼠肿瘤研究实验数据，参照饮用水和WHO饮用水指导方针的标准值，定为≤0.05mg/L。
2.2　生活环境项目质量标准
生活环境项目是指与人类生活密切相关的生存环境、生态环境的监测项目。其标准值设置不同于健康项目，健康项目标准值在所有环境媒介中是一致不变的，而生活环境项目是根据公共用水域类型进行划分，并根据不同的水域环境功能设置标准值。
生活环境项目于1971年首次设定，有pH、BOD、COD、SS、DO、粪大肠菌群和正乙烷提出物共7项。1982年从防治富营养化角度增加总磷和总氮，2003年从保护水生生物角度出发增加总锌，构成目前的10个标准项目。与地表水监测相关的有河流和湖泊方面，项目和标准值见表2。

说明：1(1)标准值为日均值(湖泊、海域也为日均值)。(2)关于农业用水利点位，PH值为6.0～7.5 DO≥5mg/l，湖泊同。(3)水质自动监测仪器是：具有自动监测该项目并能自动记录监测结果的仪器，或与该机能相连接的仪器(湖泊和海域也同此基准)。(4)确认具体数目的定量分析法(湖泊、海域同)——略，具体参见环境省告示78号文。2.自然环境保护区、水道1、2、3级，水产1、2、3级，工业用水1、2、3级，环境保护地域的划分(略)，具体参见环境省告示78号文。

2.3　必要监视项目
公共用水域必要监视项目：关于保护人类健康的相关物质，根据从公共用水域监测时发现的化学物质，虽然不作为环境质量标准项目，但因有连续观察必要性，将此类物质设定为“必要监视项目”，将其定位于地方政府应该对其开展监测的地位，在1993年设定22项“必要监视项目”，经过1999年、2004年修订过程，目前2009年“必要监视项目”共有26项。具体见表3。

2.4　保护水生生物的“必要监视项目”——河流和湖泊
为保护水生生物环境，日本在2003年11月制定了保护水生生物的水质环境标准。将总锌作为生活环境质量标准项目。将三氯甲烷、苯酚和甲醛作为“必要监视项目”，将其纳入地表水监测的质量标准体系之内。具体见表4。

说明：生物A为嘉鱼、鲑鱼等喜好低温的水生生物及其饵生物的生存水域。生物特A为生物A水域中，水生生物产卵及幼子生存的需要特别保护的水域。生物B：鲤鱼、鲫鱼等比较喜好较高水温的水生生物及其食饵生物的生息水域。生物特B：生物B水域中，水生生物产卵及幼子生存的需要特别保护的水域。
2.5　有毒有害化学物质(Dioxins)对水质和底质造成污染的环境质量标准
防治有毒有害(Dioxins)类化学物质污染的环境质量标准制定于1999年，最新修订时间为2009年，具体标准如表5：

说明：为毒性当量。2.标准的使用水域范围：水质(不包括水底的底质)的标准适用于公共用水域及地下水。水底之底质的环境标准适用于公共用水域的水底底质。
2.6　特定项目(三卤甲烷前体物(THMFP-5)
在日本公共用水域监测项目中，还包括了特定项目——三卤甲烷前体物(THMFP-5)的监测。主要是根据日本的“水道水源法”，于1995年开始监测。在《2009年度日本公共用水质监测结果》中公布了当年监测的年度均值及1995-2009年的变化趋势。
3　研究日本地表水环境质量标准体系形成历程及现状对我国地表水质量标准体系研究的启示
从40余年日本地表水环境质量标准体系的形成和变更历程，可以看出，日本环境质量标准体系的构建和发展与时代发展、经济发展息息相关，随环境保护的深度和广度的加深和扩展，地表水质量标准的也逐渐形成具有本国特色的体系。研究日本地表水质量标准体系对于我国地表水质量标准体系的研究具有以下启示。
3.1　注重综合研究
从纵向研究看：日本的地表水环境质量标准的变迁在时间序列的发展历程与日本的经济发展阶段、污染状况、分析技术的进步及污染防治理念的加深和扩展紧密相关。例如：工业高速发展导致水污染的加剧，促使国家采取措施治理和保护环境，包括制定环境质量标准开展监测，评价污染状况等。PCB的监测依赖于分析技术(气相色谱法——GC/MS)的成熟，富营养化的防治使得总磷和总氮成为环境质量标准项目，“必要监视项目”和“需要调查项目”体现了防患于未然的环保理念。横向的研究表现在，对于质量标准项目的选择与污染物检出状况、WHO标准项目的变化、病毒和病理及流行病学研究成果等决定了毒性较大对人类健康和生存环境威胁较大化学风险物质成为优先控制污染物进入质量标准项目的范畴。标准限值的界定更是依赖于饮用水标准、病毒和病理试验及公害病研究等多学科、多部门、多领域的合作与研究成果。
3.2　环境质量标准体系的研究需要用系统、综合和发展的观点不断地开展工作
我国环境质量标准体系的建设和研究需要根据我国的国情和特点、参照世界卫生组织的要求，参考世界各地区的法律法规和学术界的研究成果，不断进行项目和标准限值的研究、评价和修订工作，才能更好地建设和完善适应我国特点的地表水环境质量标准体系。
注释：
①PRTR制度(Pollutant Release and Transfer Register)是日本从2001年开始实施，企业向国家申报由企业向大气、水、土壤中排放的对人类健康或生态系统有害的污染物的排放状况。国家根据企业自主上报的 数据推算出污染物的排放量及在环境中的移动量并将结果公布的制度。
②[水質汚濁に係る環境基凖について]公布日：昭和46年12月28日环境厅告示59号[改定]昭和49年9月30日环境厅告示63号…平成21年11月30日环境省告示78号.
③“水生生物保全環境基凖設定時の通知-要監視項目の類型及び指針値-”環水企発第031105001号、環水管発第031105001号、平成15年11月5日?id=05000106.
④“ダイ才キシン類による大気の汚染、水質の汚濁(水底の底質の汚染を含む。)及ぴ土壤の汚染に係る環境基凖”平成11年12月27日環境厅告示第68号　改正　平成14環告46·平成21環告11.