近岸海域水质目标考核评价方法研究

李 曌，刘 方，丁 页，刘喜惠，李俊龙，陈 平

中国环境监测总站，国家环境保护环境监测质量控制重点实验室，北京 100012

近岸海域水质目标考核评价方法研究

李 曌，刘 方，丁 页，刘喜惠，李俊龙，陈 平

中国环境监测总站，国家环境保护环境监测质量控制重点实验室，北京 100012

为满足《水污染防治行动计划》近岸海域水质考核要求，根据目前近岸海域环境监测工作的实际情况，在考核范围、评价方法、目标分解、计分方法等方面进行了比较，在保证公平、公正的前提下，以一致性、可比性和适应性为原则，提出的考核评价方法以单因子评价法和点位评价法为基础，在未达标情况下，按照水质目标完成比例计分；达标情况下，在达标分值基础上按水质的保持和改善给予不同程度的加分，通过实例研究分析能够适应近岸海域水质状况变化的考核工作要求。

近岸海域；水质；考核

Abstract:In order to meet the requirements of coastal area water quality assessment in theActionPlanofWaterPollutionPrevention, based on the practical situation of current coastal environment monitoring work, the assessment scope, site location selecting, evaluation methods, target decomposition, scoring methods of different solutions were compared. On the premise of justice and equity, in the principle of consistency, comparability and adaptability, an assessment method was proposed, which is based on single factor assessment and site evaluation. In the circumstances of substandard samples, the result is the percentage of the water quality standard. Beyond the standard, awarded points could be given based on the level of water quality maintenance and improvement. According to instance analysis, the assessment method is able to meet the requirements of coastal area water quality assessment.

Keywords:coastal area;water quality;assessment

随着我国经济的发展，居民生活水平不断提高，环境压力不断加重，生态环境保护需要日益得到加强。近岸海域作为海洋环境受人类活动污染最敏感和最严重的区域，其生态环境的保护需要得到重视。为了更好地保护近岸海域环境，2015年，国务院发布的《水污染防治行动计划》[1]中提出，“到2020年，近岸海域水质优良比例达到70%左右”。通过提出保护措施和考核促进以环境质量为核心，加强近岸海域环境保护力度，以期达到在经济社会发展的同时，保持或提升近岸海域环境质量的目的。如何根据监测工作开展情况、水质状况及未来变化，提出一个客观的评价方法，成为迫切需要研究和解决的问题。因此，亟需建立一套能够科学、客观、公平、公正的考核方法，其中包括代表近岸海域环境质量的考核范围，反映环境质量状况的评价方法，落实分解目标任务的考核目标制定方法、能够表现水质相对考核目标完成情况的计分方式。目前的考核方法研究中，水环境考核方面主要聚焦在对水功能区的水质考核、跨界断面考核等方面[2-5]，缺少近岸海域区域或行政区的考核相关研究。

1 近岸海域水质监测与评价现状

目前，国内近岸海域环境监测由多个部门所属的环境监测网络分别实施，其中包括环保部门的近岸海域环境监测网络、海洋部门的海洋监测网络、农业部渔业部门的渔业监测网络。环保部门网络侧重于近岸海域陆源污染影响趋势监测，渔业部门监测网络侧重于渔业产地环境质量，海洋部门网络除近岸海域监测外，还在全海域开展监测[6-8]。

根据相关公报，2006—2015年，环保部门按照监测规范在固定的近岸海域监测点位监测[9]，每年开展2～3期；监测和评价项目2011年前为11项，2011年后调整为28项，覆盖了《海水水质标准》(GB 3097—1997)[10](除病原体和放射性核素外的所有项目)，评价标准为《海水水质标准》。海洋部门暂未明确发布开展环境质量监测的站位数量，评价项目包括pH、溶解氧、无机氮、活性磷酸盐、石油类、化学需氧量等项目，评价标准为《海水水质标准》。渔业部门主要在渔业区范围设置监测点位开展监测，评价项目为9项，评价标准以《渔业水质标准》为主，未覆盖项目参照《海水水质标准》。评价结果显示，环保和海洋部门对近岸海域环境变化趋势和污染范围结果接近。

2 方法研究

2.1考核范围

考核范围为近岸海域，近岸海域作为地理概念尚无明确定义。在规定近岸海域范围时，划定领海基线的区域普遍规定为领海基线内测区域[11]，对未划定领海基线的区域可以按照等深线或受陆源污染影响的范围划定，在用于考核近岸海域环境时，宜按受陆源污染影响的范围或开展监测的范围划定。目前，环保部门的监测范围覆盖了受陆源污染影响的范围，可以作为考核范围。

2.2监测点位选择

近岸海域环境质量评价基于监测点位的监测结果，监测点位是考核的基础。按照相关监测规范，开展例行监测，在排污口和预定海域进行定期、定点测定污染物含量，为评定控制排放、变化趋势以及环境改善所取得的进展情况提供依据；监测点位布点原则主要考虑代表性、可比性、整体性、稳定性，同时考虑前瞻性，应用最少量的监测点位来反映真实的环境质量[12]。点位的变化能够影响评价结果的变化，因此在确定考核方案时，使用的监测点位必须与前后一致，特别是确定考核基数的点位与考核评价的点位需一致，以避免因点位的变化带来结果的不确定性。

2.3达标评价方法选择

目前，研究人员针对水环境质量评价方法开展了大量研究，对于单个点位的评价有单因子评价法、模糊综合评判法、灰色关联分析法、灰色聚类分析法、综合指数法、主成分分析法、函数聚类法等多种方法[13-18]。在多种评价方法中，单因子评价法相对于其他评价方法而言，其前瞻性和整体性有一定差距，但因其评价结果能更加直观反映水质状况和污染程度，被管理部门在进行评价时广泛采用，国家制定的标准也采用此方法。而其他方法由于尚处于研究阶段，虽然研究较多，但未能在水质评价中广泛采用。

按照《水污染防治行动计划》的要求，对优良比例进行考核，在计算海水优良比例时，可按照站位或面积统计，面积统计一般通过插值分析或点位代表面积法实现。按照站位或面积统计各自优缺点，站位法赋予每个点位一定的代表性，每个点等权重计算，方法简单直接，容易将目标责任分解到省或市，但结果受点位位置影响，且相邻点位评价结果不连续；插值分析面积统计结果相对连续，但插值方法本身会对统计结果带来不确定性，在点位数量达不到统计要求时，并不能真实代表环境的真实状况，并且各省考核结果受相邻省监测结果的影响；代表面积法计算时，站位法相当于按照面积大小对点位赋予权重，但对代表面积的划分方法不易达成共识。同时，也存在与点位评价方法相同的问题。因此，在点位布设相对均匀的情况下选用站位法计算水质优良比例，在点位不变的情况下，更能准确反映水质变化。

2.4目标设定与分解

《水污染防治行动计划》中近岸海域水质优良比例达到70%左右的目标源于对近岸海域环境质量现状的判断，目的在于保护水质不恶化。因此，可以设定各省保证水质在目前情况下不恶化，即可完成考核目标。由于近岸海域水质受陆源污染影响相对滞后，且区域水质可能受到降水的非正常年份影响，对近岸海域环境质量状况判断时是选用近5年“十二五”期间优良比例均值作为考核目标，这样可以在一定程度消除异常地表水入海对近岸海域水质的影响。根据2011—2015年近海网297个延续监测点位的评价，优良比例范围为66.7%～71.4%，5年优良比例平均值为69.1%。按照点位归属计算各省5年优良比例平均后，将目标分解至各省。

(1)

2.5考核计分方法比较

考核计分的目的在于判断达标情况并对达标程度进行评价，根据管理需求设计计分方法，在设计计分方法时，需要综合考虑多方面情况，要求能够真实反映达标与否的情况，要对各被考核单位公平，海水环境流动性特点，水质实际影响因素等。按照管理需要，可设计的多种计分方法包括(并不限于以下几种方式)：

1)按照达标计分：达标得到满分，不达标为零分；

2)按照达标率计分：对每个考核的点位设置水质目标，水质目标按照不同的达标比例赋予设定的分数；

3)按达标比例计分：按照考核目标的完成比例赋分；

4)以达标分为基础分，按照水质变化情况得分，将总分分为及格分和改善或保存加分。

各计分方法计算方式如下：

按照达标计分公式为

S达标计分=10

(2)

S未达标计分=0

(3)

按照达标率计分公式为

(4)

按达标比例计分公式为

(5)

以达标分为基础分，按照水质变化情况得分。以7分为及格分，以3分为基础分设置计分规则。达标按公式6～公式9计算。未达标按公式10～公式12计算：

S达标计分=S及格分+S保持分+S改善分

(6)

S及格分=7

(7)

S保持分=R优良比例×3

(8)

(9)

S未达标计分=S基础分+S完成目标比例分

(10)

S基础分=3

(11)

(12)

在以上4种计分方法中，第3种和第4种会出现高于满分的情况，但可规定得分高于满分时，记为满分。

对4种方法进行比较，按照达标计分时，不能区分各省在改善水质方面做出的努力或水质恶化的程度；按照达标率计分方式在确定点位水质目标时不易与考核目标衔接；按达标比例计分时，在达标后获得满分，不能反映在改善水质时的工作成绩；以达标分为基础分，按照水质变化情况得分在以上方法的基础上设置加分部分，能够反映水质变化状况。

根据上述比较，按照最后一种方式比较适于目前各省水质差距较大的情况。水质达到水质目标要求为及格，加分部分为保持部分和改善部分。保持部分以水质优良比例现状计分，改善部分以改善程度计分，保持部分和改善部分等权重，及格分与加分总和不能超过满分。对不及格的情况，考虑到近岸海域水质污染来源的不确定性，在此基础上分出基础分，其余部分以其完成目标的比例计分。

3 方法选择

3.1基本原则

公正、公平、公开是考核工作的一般原则。对于考核方案，对各省目标分解时采用统一的方法，在制定方案时，尽量简化可能产生公平性差异的环节，并且能够保证水质现状处于不同状况的各省有通过不同路径获得高分的方式。

代表性、可比性、整体性、稳定性原则是保证考核目标、方法、点位、项目等保持一致的基本要求。为避免除水质变化因评价方法带来的差异，制定考核方法时，基于现有监测现状，基本满足考核要求。

同时，区别对待达标和不达标的两种情况，还应考虑设定不达标分数应低于达标分数的原则。

3.2考核方法的确定

考核区域和考核点位选择在满足代表性和延续性的前提下，更重要的是符合近岸海域环境管理的需要。目前，环保部门近岸海域监测范围按照规范要求覆盖所有污染海域，并在连续点位开展监测，能够满足考核需要。

考虑到尽量避免因评价方法本身带来的差异问题，选用普遍使用的单因子评价法和点位评价法为基础。

计分方法根据2011—2015年近海网297个延续监测点位的监测结果，各省水质现状差异巨大，浙江、上海近岸海域优良比例多在20%以内，而山东、广西、海南等常年优良比例保持在90%以上，因此考核计分方法的设计需要满足不同水质现状省份的考核要求。对于近岸海域水质较好的省份，水质目标任务在于保护，水质改善潜力小；对于水质较差的省份，水质目标任务在于改善且有较大潜力和空间，结合这些特点，设计考核计分方式，即体现保持水质优良方面成绩也能体现在改善水质方面付出的努力。

按照上述讨论，最终选择2.5小节中以达标分为基础分，按照水质变化情况得分，其中以7分为及格分，以3分为基础分的方法。

3.3数据来源与选用

考核结果是对近岸海域环境质量管理和污染控制的综合反映，为了正确评价考核结果，保证考核结果相对考核目标的可比性，在实施考核时，考核的数据来源应与目标制订数据源保持一致，采用符合标准规范和质量控制要求下获得的监测数据。

多年来，全国近岸海域环境监测网统一组织开展近岸海域水质监测，按规范在近岸海域固定国控站位开展监测；以实验室内部质控作为数据质量保证的基础，辅以对现场采样与测试，样品运输与保存、实验室管理、方法选择和操作等方面的外部质量控制，保证了监测数据的质量。因此，采用全国近岸海域环境监测网统一组织开展近岸海域水质监测数据作为方法研究的数据基础。

4 案例研究

以2010—2014年作为基准年，以2015年监测结果作为考核模拟评价年份，采用“近海网”监测结果对全国近岸海域典型区域进行分析，并将不同类型区域按编码表示。

表1 全国近岸海域典型区域模拟考核评价结果

注： “—”表示不进行此项分值测算。

根据考核的评价结果，区域H、K未达到目标，得分在7分以下，其余区域在7分以上，在得分上体现了达标与未达标的本质区别。区域D优良比例已达到最高，保持现有水质状况即得满分，考虑到目标要求一般不置顶，区域D优良比例可以适当降低，如减少一个点位占比要求；区域I、G水质现状较差，一般情况下，水质较差的区域水质受环境本底影响较大，在此基础上大幅度改善难度较大，因而在改善比例达到较高水平时，可得满分即工作得到认可；区域C水质现状较好，在保持现状情况下主要靠保持分得分，改善5.5个百分点后得满分； 其余区域根据改善和保持的水平得分有所差异。

考核案例研究结果表明，方法能够有效区分达标与非达标的差异，并对不同水质状况进行了区分，根据水质保持和改善的结果的赋分，能够反映保护区域环境质量和污染防治取得的成果。

5 讨论

目前，现行的《海水水质标准》在全国采用统一的标准进行评价，由于海洋环境的区域性特点，致使各区域污染物浓度的背景值不同[19-23]。美国等发达国家已经实现了区域性标准评价[24-25]，因此需要加强中国区域海洋污染物基准值研究，及时完善相关标准，实现人为污染对区域环境质量影响更加客观的评价。另外，近岸海域污染物扩散受到海流、潮汐等因素的影响，在开展基础水文环境调查的基础上开展污染物扩散相关研究，为更加科学的分解任务和责任分析积累技术资料。在现阶段，由于生态环境的复杂性，尚未建立生态环境变化与水质污染的直接响应关系，因此在进行考核时仅采用污染物状态作为考核的基础，下一步开展以区域为单元的生态环境变化分析，找出生态环境变化与污染的响应关系，能够更加综合地反映区域生态环境变化。在实际监测工作中，近岸海域水质受污染物分布扩散条件和采样的随机性等因素影响，近岸海域水质对环境污染响应较慢，环境恢复对治理效应响应滞后的特点，水质变化存在一定的波动，开展相关研究，认识水质变化的正常规律，排除波动变化对水质分析带来的影响。

为避免可能受到的干扰和提升评价结果的数据缺报现象，保证考核的公平性，在考核时应明确相关要求：①保证监测数据不缺失，在确实受到气象影响监测情况至少有2期的监测数据作为评价依据；②因人为原因导致监测数据缺失或失控时，按照不达标考虑；③因围填海造成近岸海域生态环境的不可逆性损害，监测点位被围填海活动覆盖时，该点位应被判定为环境损害；④核算考核结果时，对质控不合格数据的优良点位，作为不达标点位进行考核计算；⑤加强外部质控，通过对监测单位内部质量管理的检查、质量控制和监测质量评价，保证监测数据的质量。

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AssessmentMethodResearchofCoastalAreaWaterQualityObjective

LI Zhao, LIU Fang, DING Ye, LIU Xihui, LI Junlong, CHEN Ping

State Environmental Protection Key Laboratory of Quality Control in Environmental Monitoring, China National Environmental Monitoring Centre, Beijing 100012, China

X824

A

1002-6002(2017)03- 0025- 06

10.19316/j.issn.1002-6002.2017.03.05

刘 方

2017-02-24;

2017-04-10

李 曌(1984-)，男，山东德州人，硕士，工程师。