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怎樣才能治好我們的水
中國,作為世界第一人口大國,水資源分布不均勻,人均水資源占有量只有世界人均水平的1/4,屬于缺水國家。而且,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化、工業(yè)化推進(jìn),我國水資源的利用和保護(hù)更是面臨巨大考驗。
7月26日,中國工程院院士曲久輝走進(jìn)《中國經(jīng)濟(jì)大講堂》從多方面深度解讀了如何有效治理水環(huán)境、保障水安全。
所有的國際水污染治理的經(jīng)驗和水環(huán)境質(zhì)量改善的經(jīng)驗,都來自于通過系統(tǒng)進(jìn)行綜合治理。具體應(yīng)該怎么做呢?曲久輝院士從以下幾個方面為大家詳細(xì)說明怎樣才能做到有效治水。
01 從生態(tài)入手綜合治理
英國的泰晤士河被英國人叫做一部流動的歷史。大家今天看到的泰晤士河非常的優(yōu)美,但是倒退到100多年以前,它是一條非常黑臭的河流,在那里發(fā)生了4次的霍亂。
這其實是由于工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致了倫敦人口的劇增,大量的污水沒有經(jīng)過處理而排到了泰晤士河,這導(dǎo)致倫敦經(jīng)歷了一個百年治理之路。治理從19世紀(jì)、20世紀(jì)一直持續(xù)到21世紀(jì),進(jìn)行了大約150年。最開始治理時,政府修建了兩大排水管渠,利用潮汐將污水排放到海里,將污染物帶走,然后把淤泥運到海邊,最后進(jìn)行消化。當(dāng)時通過這樣的方式解決了黑臭的問題,但是生態(tài)系統(tǒng)并沒有得到修復(fù)。
進(jìn)入19世紀(jì)之后,英國又開始治理,但兩次世界大戰(zhàn)使治理速度減慢,毀壞了很多治理設(shè)施。1974年,生態(tài)系統(tǒng)得到了基本恢復(fù),標(biāo)志就是三文魚回游到泰晤士河里。這個過程中治理的措施是綜合的。
首先,英國成立了一個泰晤士流域的管理局,把多部門治水變成一個部門治水,又出臺了污染物排放的限定的法律,制定了長期的泰晤士河的發(fā)展規(guī)劃,采取了生態(tài)修復(fù)的措施,然后又加大污水處理設(shè)施。在這樣一套組合治理措施之后,泰晤士河真正得到了治理,才有了今天美的景觀、碧綠的水和真正能夠用清潔訴說英國歷史的河流。
英國泰晤士河治理的經(jīng)驗告訴我們,單就水治水不行,就某條河至某條河不行,光治水里和岸上也不行,必須進(jìn)行綜合治理,甚至水土氣綜合治理。中國的水環(huán)境治理必須是要構(gòu)建一個綠色的流域,而綠色領(lǐng)域應(yīng)該具備三條,叫做流域統(tǒng)籌、水岸共治、山水融合。流域統(tǒng)籌就是在流域的層面上來做系統(tǒng)的規(guī)劃,和作上下游協(xié)同的處理,光治河段不行,必須進(jìn)行統(tǒng)一到治理,還必須進(jìn)行水岸共治。水里有大量的污染物的積累,特別是底泥中,而它又不斷的會釋放污染物成為內(nèi)源,我們叫做內(nèi)部污染源。所以在不明的情況下,或者在明確的情況下,我們就要進(jìn)行綜合治理,進(jìn)行水岸共治。
要實現(xiàn)三水融合,三水是指水資源,水環(huán)境和水生態(tài),干涸的河流是不能夠有好的生態(tài)的,有了水之后它污染了也是失去功能的水系,要使水質(zhì)清潔自凈能力增強(qiáng),就必須有好的生態(tài)。真正好的生態(tài)系統(tǒng)才是水環(huán)境質(zhì)量好轉(zhuǎn)的根本保證,或者叫根本的評價標(biāo)準(zhǔn)。所以在中國的水環(huán)境治理里邊,必須得實行抓系統(tǒng)綜合治理,實現(xiàn)流域統(tǒng)籌、水岸共治、山水融合,這才是我國治水的唯一出路。
02 控制源頭精準(zhǔn)治
要治好水,必須有好的管理。不能僅憑經(jīng)驗來支持,也不能憑粗放式的工程來治水,必須要有科學(xué)、高效、法治的管理系統(tǒng)。在美國的《清潔水法》中有很重要的一條叫最大日負(fù)荷管理,它是針對美國的受損河流提出的一個管理模式,在這個管理模式里邊,美國的聯(lián)邦政府要求各州能夠制定或提出受損河流的清單,然后根據(jù)清單來進(jìn)行最大日負(fù)荷管理,也就是說要控制每天能夠排放到受納水體的點源、面源和安全系數(shù),以及總量來進(jìn)行控制,它每天控制精準(zhǔn)到每一條受損河流的時候,這個控制就變得非常的清楚。
曲久輝院士為大家舉了個例子說明怎樣才能有效控源,像美國的TMDL(最大日負(fù)荷管理)一樣,首先要核算這條河里有多大的容量。而這個核算不是我們認(rèn)為的簡單算術(shù)的關(guān)系,它是一個科學(xué)研究的結(jié)果。也要知道在這個流域能排出多少污染物。根據(jù)排量如果達(dá)到某種水質(zhì)目標(biāo)的時候,就必須得確定它有多大的減量,就是減少多少排量。最后我們再按照流域水體功能和水環(huán)境的容量,再分配它的負(fù)荷。只有這樣我們才能解決這樣4個瓶頸的問題,叫做減什么污染物質(zhì)?在哪個部位減?怎么減?減多少?
03 科技創(chuàng)新根上治
不管是精準(zhǔn)管理、科學(xué)管理還是社會管理,必須依靠科技。不管是要治理什么樣的污染難題,也必須有科技的進(jìn)步。
20世紀(jì)初的時候,發(fā)明了這樣的一個飲用水的處理工藝,專業(yè)上把它叫做混凝、沉淀、過濾、消毒這4個環(huán)節(jié),這是最基本的飲用水的處理工藝。后來在處理流程當(dāng)中,由于水源微污染,又加了一些新的流程,比如說用臭氧氧化水當(dāng)中的污染物質(zhì),然后再經(jīng)過活性炭把它吸附,還可以通過生物進(jìn)一步降解(凈水技術(shù) | 臭氧+生物活性炭助力百年楊樹浦水廠深度處理改造)。最近一些年在中國又采用膜處理技術(shù),用了膜處理技術(shù)之后就可以把水當(dāng)中百分之九十九點幾的微生物和顆粒物,包括有機(jī)大分子也可以去除。
所以新的技術(shù)對保障飲用水的安全提供了更多的保證,而新的技術(shù)在中國的廣泛應(yīng)用,也使民眾能喝上更好的水,這就是科技進(jìn)步所帶來的巨大力量。
控制抗生素根本的原因在于源頭控制。抗生素的制藥廢水排放是最關(guān)鍵的。一般處理水的時候,像工業(yè)廢水是用生物處理的辦法,對于抗生素一般的生物處理顯然是不行的。
這是一個難題。中國科學(xué)家提出,首先用一種酸水解的方式強(qiáng)化水解,破壞抗生素官能團(tuán),即把藥效的官能團(tuán)或者說能夠產(chǎn)生對生物產(chǎn)生抗性的基團(tuán)進(jìn)行破壞掉,之后再用生物的辦法來處理,這樣的一個簡單的竅門,解決了抗生素廢水處理的一個大難題,這就是中國科技的進(jìn)步。
國外沒用的技術(shù),中國用了,外國人治理不好的,中國人治理好了,所以工業(yè)廢水的治理是靠我們中國人自己的發(fā)明創(chuàng)造,靠我們自己的智慧。應(yīng)該講在工業(yè)廢水處理,特別是高濃度有機(jī)廢水治理上,中國是走在世界前列,這是中國科學(xué)家對中國乃至世界的貢獻(xiàn)。
說完工業(yè)廢水,那在生活污水上,我們又要做什么呢?原來的生活污水處理用了大量的能量和藥劑,需要通過很長的流程去除污染物。大家可能知道有句話說污水是個寶貝,里邊有很多資源,比如氮和磷,特別是磷,它是一個重要的人類稀缺的資源;污水中還有碳,碳可以轉(zhuǎn)化成能量;更重要的水,如果城市的污水都用的話,它就成為城市的第二水資源,可以解決城市大約50%的水資源問題。所以污水它全身是寶。
在2015年,中國的專家提出,建設(shè)面向未來的中國污水處理概念廠,概念廠有4個追求,是水質(zhì)永續(xù),資源回收、能量自給、環(huán)境友好,這樣的一個理念提出以后,就引導(dǎo)了中國乃至全球污水處理的發(fā)展方向。
我們現(xiàn)在建成了第一個污水處理的概念廠1.0版,2020的年底將在宜興建成污水處理概念廠的初衷版,我們給他有詩一樣的描述,優(yōu)美的外表、獨特的構(gòu)造、創(chuàng)新的高地和智慧的頭腦,充滿愛意的花園。
正像國際水協(xié)前執(zhí)行副主席蓋爾所講的,如果中國污水處理廠概念廠能夠?qū)崿F(xiàn)的話,中國在污水處理事業(yè)上,將從跟跑變?yōu)轭I(lǐng)跑,這也是中國科學(xué)家的情懷和目標(biāo)。
04 全民參與協(xié)同治理
不管是美國的《清潔水法》,歐盟的《水框架指令》,還是中國的“水十條”,都特別強(qiáng)調(diào)水環(huán)境治理、環(huán)境保護(hù)必須有廣泛的民眾參與,必須提高民眾的環(huán)保意識,這是水環(huán)境治理的根本。曲久輝院士認(rèn)為,中國民眾的環(huán)保意識在逐漸的提高。曲院士說到,在16年的時候他去廣州做過一次科普,看到屋里坐滿了民間河長,這些河長是老百姓自發(fā)起來,在沒有任何報酬的情況下,來監(jiān)督每條河流的執(zhí)行情況、排污情況、偷排情況,他們是民間的監(jiān)督員。這個例子說明中國的民眾在對環(huán)境保護(hù)方面,不僅僅是覺醒已經(jīng)邁出了一大步,已經(jīng)走上了水環(huán)境監(jiān)督的這樣的一個民間舞臺。
全世界的水污染治理,水環(huán)境保護(hù)已經(jīng)走過了漫長的路程。在漫長的路程里邊,水環(huán)境治理和人類璀璨的文化在不斷的交流,不管是2500年前,中國建成的都江堰,還是公元一世紀(jì)建成的羅馬水渠,還是1914年發(fā)明的活性污泥法,以及今天要打贏碧水保衛(wèi)站的戰(zhàn)略和智慧,無不凝聚著人民的智慧。正如毛主席所講的,人民只有人民才是創(chuàng)造世界歷史的動力。那人民只有人民才是打贏環(huán)保攻堅戰(zhàn),打贏碧水保衛(wèi)戰(zhàn)的根本力量。
我們期待中國水環(huán)境質(zhì)量一定會逐漸改善。期待碧水藍(lán)天就在明天。