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水污染治本之策在绿色发展

2017-11-16 08:20:41 中国科学报   作者: 赵利利  

生态建设是城市现代化发展的必然要求。党的十九大报告指出,建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计,要坚持人与自然和谐共生,必须树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念。

当前,我国城市水环境状况不容乐观,城市化建设承受着巨大的水污染“阵痛”。

在近日举办的2017中国城市及区域环境发展论坛上,中国环境科学学会原理事长王玉庆表示,“形成绿色发展方式和生活方式是城市和区域环境治理的根本之策,中国经济已经进入中高速增长新常态,到了只有转型升级才能持续增长的关键阶段。科技创新和技术进步是转型升级最强大的动力,转向哪儿?转向绿色发展。”

城镇化凸显特殊性

水环境在区域城市发展中发挥着至关重要的作用,到底有多重要?中国工程院院士侯立安举了个例子:“比如说,我们国家今年作出了建设雄安新区的重大决策,但是,如果没有白洋淀水域,新区建设可能连最基础的资源条件都不具备。”

然而,侯立安同时表示,目前的白洋淀水域无论是从水量还是水质方面考量,都难以满足雄安新区当前建设和未来发展的需求。

我国是一个严重缺水的国家,人均水资源量仅为世界平均水平的1/4。京津冀作为国家经济社会建设的重要区域,人均水资源不到300 立方米,而联合国制定的人均水资源“最贫穷”标准为500 立方米。

不仅如此,严重的水污染问题越来越成为城市现代化建设的掣肘。数据显示,2016年全国地表水1940个考核断面(点位)中,Ⅲ类以下水质占32.2%;全国地下水水质较差、极差的比例分别占45.4%、14.7%;截至2017年10月底,全国295座地级及以上城市中,有220座城市发现黑臭水体,占74.6%。

“水是生态系统的控制性要素,也是最活跃的控制性要素。”中国工程院院士王浩强调了水资源趋紧的危害,“人类活动影响了水循环的时空分布,而水时空分布的改变则胁迫生态系统退化,反过来威胁到人类的生存和可持续发展。”

王浩进一步阐述了城市发展与水环境问题之间的关系,“城市化发展过程通常呈现出一条‘S’型曲线,被称为诺瑟姆曲线。这条曲线抽象了许多发达国家的城市化发展规律,证明城市化率达到30%~70%时是城市化最快的时期。以人口计算,2016年我们国家城市化率是57%,这表明我国正处于城市化高速发展的时期。”他认为,城市水问题的“中国困境”与我国城镇化进程直接相关。

我国城市水问题有其特殊性和复杂性。除气候原因之外,王浩表示,一方面,我国人口多、城市密集,每平方公里建成区拥有1万~2万人,而美国仅为3000人;与西方国家“空心化”程度较高不同,我国产业结构以实体经济和制造业居多,排放的污染负荷比较大。另一方面,我国城市化发展过程中存在着基础设施建设跟不上的问题,比如设计标准偏低以及污水处理能力和质量达不到要求等。

破解新型污染难题

“水十条”实施两年来,我国总体水环境质量有了一定程度的改善,“南水北调”工程的全面通水也带来了显著的生态和社会效益。据南水北调中线建设管理局数据,截至2017年5月底,南水北调中线工程向北方累计供水77.79亿立方米,沿线京津冀豫四省市受益人口已达5300多万。北京市“南水”的日供水量超过七成,地下水位出现明显回升。

尽管如此,由于我国经济发展方式尚未得到根本改变,城市水资源问题仍然不容小觑。“随着环境保护力度的加大和环保执法的深入,传统形式的污染逐步减少,而新型污染源则有上升趋势,并且对城市水环境影响较大。”王浩说。

城市水污染的根本来源是生活和工业排污等传统污染源,但是,以城市垃圾不当处理引起的水污染、大气污染干湿沉降等为代表的新型污染源近年来日益引起人们的重视。

“当前,我国垃圾堆存量已经达到60亿吨,全国660个城市中有200个城市陷入垃圾围城的困境。”王浩介绍道,我国城市垃圾的主要处理方式是填埋处理,垃圾在填埋过程中会产生威胁周围水源和公众健康的垃圾渗滤液,形成二次污染,“即使在填埋场封场后的数年内,这种现象仍会持续。垃圾渗滤液是一种非常复杂的高浓度有机污水,有机物和氨氮的含量都很高,它比垃圾堆放的直接污染更为严重。”

“不要小看大气干湿沉降。”王浩说,“我们经过详细的大数据实地原型观测发现,太湖流域的总污染负荷中,来自大气的污染源占到20%。华北地区,包括北京,每年每平方公里光是铅沉降就达到6~8公斤,硫沉降为14~16吨,还有其他很多数据,这些是城市水污染的新型污染源。”

侯立安也认为,水体中非常规污染物的威胁在逐渐加大。“像抗生素、干扰素、激素、藻毒素以及一些塑料、微颗粒等对水安全的威胁逐渐成为国际关注的热点,这些污染物在引发人类机体致病的同时也给水污染处理带来了很大的困难。”

在当前污染物种类多元化的情况下,传统水处理工艺的净水效果非常有限。以饮用水为例,目前全国95%以上的公共供水厂是在饮用水卫生新标准颁布之前建设的,很难确保彻底去除水中含有的消毒副产物、重金属、有机物等残留物。

“我们90%左右的自来水厂还是过去的混凝、沉淀、过滤,对于满足新国标106项标准的净水工艺,特别是新型污染物的处理,显然它力不从心。”侯立安说。

科学建立水生态保障体系

按照绿色发展要求,解决城市水环境面临的问题还要靠走绿色发展道路。王玉庆表示,当前,信息技术、互联网技术与智能制造及新能源的结合大大提高了生产力,减少了环境污染,新经济模式的兴起为绿色发展创造了前所未有的机遇。

“水污染问题在水里,原因在岸上。”王浩认为,目前一些排放标准设定的科学性、合理性及与我国国情的适合程度都“不大对头”。以流域为单元,通过识别点源、面源、内源、外源的贡献来评估河流环境承载能力,进而确定水污染排放控制总量的水污染问诊方式事实上要求“目标倒逼核算技术”。

王浩表示,“首先要确定河段的生态服务功能,其次确定其水质等级及水环境容量,在此基础上,经过污染源调查、软件模拟算出入河污染总量,从而得出污染物总量。把控制的污染物总量分解到各个河段的面源入口、大气干湿沉降以及排污口,再从排污口的分解量倒推到陆域上,分向排污企业,这样倒推的排放标准才是科学的。”

无论水问题的表现形式如何,生态流域问题是产生水问题的根本症结。城市水生态建设其实是要通过一系列措施实现良性的水循环,使水与人类社会相适应。

王浩把生态流域建设的科学内涵概括为洪涝的海绵化、黑臭的清洁化、雨水的资源化。“从生态流域的科学内涵出发,城市水环境治理的根本目标是实现三大耦合平衡。一是洪水水量的平衡,做到水量的下泻和分散滞留平衡;二是污染的产生和消减平衡;三是雨水的控制量和城乡利用量、回用量之间的相互平衡。”

此外,创新水生态保障技术也是绿色发展的要义所在,这就意味着要在水专项、“973”计划、国家科技支撑计划等项目的基础上,进一步开展包括新型污染物的强化去除技术、管网安全输配技术等在内的大量技术攻关和工程示范。正如侯立安所言,集成具有流域特色的“从源头到龙头”的水安全保障技术体系。另外,创新水生态保障技术也要探索大数据、水质监管系统等,“互联网、云计算、大数据也要利用起来”。




责任编辑: 江晓蓓

标签: 水污染 绿色发展

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