千島湖, 風光如畫, 碧波萬頃, 與當地著名 '魚頭宴' 同樣久負盛名的是其優良的水質環境, 作為 '農夫山泉' 重要的采水地之一, 其水甘甜清冽, 也應和了一方水土一方人的描摹. 不過, 與幸運的千島湖地區不同, 我國大部分地區的飲用水環境都差強人意, 能夠暢享優質直飲水的人群少之又少. 目前, 中國社會面臨的水環境真實狀況如何呢? 帶著這一問題, 在2018年第二屆飲水安全與健康博士論壇上, 中國家電網記者採訪到中國工程院院士, 中國水科院水資源所所長王浩.
水與人生
'人生多少事, 但沒有什麼比飲用水安全更重要. ' 王浩指出, '縱論人的一生, 便是逐步脫水的過程. 生命的孕育從羊水開始, 生命體存在於100%水環境中; 甫出生的新生兒, 水份占身體比重的90%; 幼兒期, 占體重的80%; 從少年到老年的主要生長期中, 水份占身體70%; 及至耄耋之年, 身體水含量縮減至60%; 及至死亡, 水份佔比50%. 而人體的各組織器官, 即使是含水量最少的骨骼, 水份也占其總重量的22%; 大腦水份佔比約76%; 血液含水量約75%. 當一個人身體水分減少1%-2%, 就會明顯口渴; 脫水5%, 人體便會意識不清, 短暫昏厥; 脫水15%, 人體就會死亡. '
王浩列舉了水對世界的重要性, '以中國為例, 我們能夠成為世界人口第一大國, 與古代養成的燒開水習慣密不可分. 通過燒開水殺死病原體和微生物, 保證了中國人口自然死亡率的大幅下降, 對於人口基數的累計, 健康飲用水功不可沒. '
'現在, 大家談論電力, 能源, 網路的重要性, 但是從人類走出非洲的10萬年, 人類從始祖到現代人的600晚年, 用電只是近150年的事情, 而用水則一天不可或缺. 如果沒有電力, 我們還可繼續存在; 如果沒有水, 73億人口將在3-5天內集體滅絕. '
這就是水的魔力, 也是我們關注飲用水安全的初衷所在.
中國飲水大環境
不過, 目前中國人飲水大環境雖然有所改善, 但並不樂觀.
王浩指出, 中國的天然水源涵養地, 如自然水迴圈, 江河湖波水, 在過去的三四十年中遭遇了嚴重的汙染與破壞, '當時只重金山銀山, 導致環境變差, 水資源遭受汙染. 經過近10年集中環境治理, 近年來中國水環境開始向好的方面出現拐點, 其中可參考的重要指標是 '兩上升, 兩下降' . '
'兩上升' , 一是指GDP上升, 一是指水源環境上升. '前幾年, 我們的GDP增長在7%~12%, 現在降到了6.5%左右, 未來還可能降至5%, 但總體處於上升區間; 在各國發展曆程中, GDP保持5%以上增長時, 都呈現環境惡化勢頭. 而我國GDP在6%~8%上升區間是, 水環境狀態也在上升, 按國家飲用水集中取水水源地的一類水, 二類水, 三類水標準全國監察顯示, 其河床量在上升. 這說明, 我國的飲用水水質沒有因為經濟發展持續惡化, 而是出現了GDP增長與水質惡化解耦的趨勢. '
'兩下降' 指的是, 全國5萬條大型及較大型河流COD, 負營養, 氨氮, 總磷總氮, 汙染物等指標在下降; 同時, '劣五類' 水體, 黑臭河流的數量在下降.
王浩說, '基於全國統計的兩上升, 兩下降可以得出一個基本判斷: 中國飲用水整體大環境在逐漸好轉, 已經出現希望的拐點. '
不過, 他同時提到, 水源的涵養與水質的持續轉好, 還面臨著諸多挑戰, 未來任務艱巨.
'這一論斷主要源於人口的增加和城市化的高度增長. '
王浩指出, 2017年中國城市化率為58%, 仍處於高速發展期. '一個基本判斷是, 我國城市化率要到70%之後才會放緩腳步. ' 密集的城市人口將促進更多垃圾排放, 產生更多建築固體廢物, 廚餘垃圾等, 形成環境汙染物的持續威脅. 據統計, 我國居民一人每天要產生0.8-1.5公斤垃圾, 從環境規劃角度而言, 一人一年要產生450公斤垃圾. '目前我國約14.07億人口, 儘管國土面積為960萬平方公裡, 但平原面積僅佔10%~12%, 中國人口最密集的十大平原總面積不足100萬平方公裡, 而10億以上人口擠壓這約10%的空間內, 汙染非常嚴重, 這也造成很多城市的取水水源地不斷上移. '
王浩舉了上海市的例子, '上海市過去是在蘇州河取水, 之後延伸到黃浦江取水, 之後上移至澱山湖, 最後沒有辦法在長江中遊做了清草沙水工程, 才保證了每天500萬噸遠水供應量, 解決了上海水源汙染和不足問題, 除了上海, 還有很多城市存在這一問題. '
'此外, 還有一個挑戰便是我們的 '曆史存賬' 很多. 我國建築垃圾存量在800餘萬噸, 從空中遙感拍攝的城市照片中可以看到, 我國有200餘城市存在於固廢形成的 '小盆地' 中. 所謂 '小盆地' , 是指四周是山, 周圍平地. 但這些城市周邊的 '山' , 都是固廢垃圾填埋造成的, 存量垃圾的解決將成為一項長期而巨大的挑戰. '
'而且, 我國目前實體工業占國民經濟的比重較大, 較為依賴於重化工, 廢水排汙問題比較突出. ' 王浩指出, '在黑臭河流治理方面, 我們雖然下了很大努力, 但仍不盡如人意. 現在, 國家正在逐步用系統思維, 多學科交叉來解決這些問題. '
其中, 最重要的是政治局頒布的 '水十條' 規定, 飲用水源地治理本著 '一河一策' , '一湖一策' 的原則. 據王浩介紹, 目前我國地表水質標準沿用GB3838-2002標準, '該標準面臨著科學性問題以及與國情脫節問題. '
他指出, 該水質標準源自於我國環保事業初創的1971年, 主要照搬了北美與歐洲標準進行融合, 隨經過數次升級, 但仍與國情脫節. '不提地廣人稀, 環境容量很大的加拿大, 只以美國為例, 在其918萬平方公裡的土地上, 65%屬於平原, 人口約3.2億. 在美國百公裡河段, 一般僅分布有3-5家工廠, 如果以一個工廠排放1個單位的汙染物入河, 百公裡河段入河汙染物僅3-5個單位. 美標中, 百公裡河段汙染物容量為5個單位, 一般汙染物總量不超過河段水環境容量, 保證了飲水安全. 但是中國作為世界工廠, 擁有密集的實體工業, 雖然是國力殷實的表現, 但同時也造成了密集的汙染. 在我國, 不提京津冀, 長三角, 珠三角等經濟發達地區, 僅一般地區百公裡河段分布至少100-200家企業, 按照國標規定入河汙染物每家1個單位, 整體汙染物便是100-200單位, 而河段汙染物容量僅為5個單位, 這就造成汙染嚴重超標, 水質下降黑臭. 以東莞為例, 流經該區域的東江其長度恰好約100公裡, 兩岸不算小廠, 僅國家統計局名錄中規模以上工廠便有40萬家, 如果按照一刀切的國標, 整體入河汙染物便是40萬個單位, 遠超河段容量的5個單位, 這樣的水源地基本無法保護. '
'正是意識到這種一刀切方法的不準確, 國家通過了 '水十條' , 強調各地根據實際情況 '一河一策, 一湖一策' , 制定更嚴格的汙染物排放標準. 這種做法將過去總量控制的思維改為容量控制思維, 考慮到了經濟與河流水質掛鈎. '一河一策' 的具體操作體現在, 首先要對河道生態功能做界定, 然後勘測水質, 制定水段環境容量, 然後調查分析入河汙染物, 利用入河汙染物容量與水環境容量之差作為修複削減量, 再將相應的修複削減量分配到100公裡河段的各入河排汙口, 最後每個排汙口分配自己的削減總量, 倒推出共用排汙口的各家所能容許的排汙量. '
'此外, 除了江河大環境, '水十條' 還特彆強調了水源地的保護, 將其劃分為核心區, 過渡區, 管控區, 試驗區等, 核心區必須都是涵養水源的明草植被, 同時含有大量淨水微生物; 保護區不準形成新汙染源, 這些都頒布有相應國標進行保護.
飲水端安全
除了水源地水質安全外, 王浩還提到飲水終端的安全性問題.
他指出, '目前, 膜技術的發展正在引發世界範圍內飲用水的顛覆性革命. 膜技術的應用, 不僅對治汙有很大促進作用, 而且加速了健康直飲水在生活中的普及. '
據悉, 傳統汙水處理一般依靠生化法, 即利用含有微生物的活性汙泥淨化水質, 其標準同樣存在不合理與不適合國情的狀況. '以北上廣深等超大城市為例, 汙水處理廠處理的水質需要達到四類水或准四類水的標準, 才能基本保持城市水環境過得去. 傳統技術處理的水絕對達不到國標規定的一級A, 一級B標準. 但是, 利用膜工序, 實際是能夠達到一級標準的, 且成本增價較少. 目前, 一些地區運用雙純膜法, 可以實現汙水處理後成為三類水. '
他還提到膜工藝在自來水廠的運用, '目前我國多數自來水廠採用傳統淨化技術, 步驟基本為粗格柵, 細格柵, 沉澱, 析出, 砂濾, 炭濾, 加藥等, 佔地面積達, 使用人力多, 但出水水質不穩定, 很難達到國家106項飲用水標準. 但是通過膜技術, 用三個工人, 兩天半施工時間, 便可完成膜技術施工, 提供農村以及大城市15萬噸以上飲用水供應, 成本僅為一分水一毛七. '
'近年來, 國內湧現出大量膜創新技術, 以膜技術企業立晟公司為例, 其生產的PVC膜, 成本僅是國外通用PVBF膜的的1/7, 但效果基本相同. 他們將膜孔改善為刀口型, 即節能同時更有利於截留微生物和汙染物, 經過改善, 水流通過膜孔的距離, 相當於通過一個3-6公裡的隧道, 提升了出水的純淨度. '
王浩認為, 未來10年, 我國自來水廠和汙水廠的面貌會發生顛覆性改變.
'同時, 膜創新技術也將日新月異. 現在, 自來水廠的PVC膜不能完全阻隔鹽分, 重金屬離子和新興可溶解化學物質, 家庭中要實現直飲水只能用淨水機, 但淨水機的弊端是將有害物質去除的同時, 也去除了有益的礦物質等元素. 現在科研人員正在研究用納米材料去除水流過膜後的重金屬離子; 此外, 以前自來水一般用羥基自由基消毒, 持續時間不夠長, 在運輸途中及終端易形成二次汙染, 未來我們的官網可能不再是一張大網, 而是分散性管道鋪設; 此外, 一些新發現, 比如富含氫離子的水對人體更好, 可以有效延緩人體氧化衰老速度, 比已知最有效的抗衰老藥品作用還要強40倍, 而創造一噸加氫自來水成本僅增加3-4分錢, 對居民健康與壽命延長大有好處; 此外, 水中含有微量的氕氘氚等元素, 氘對人體器官衰老影響極大, 科研人員也正在研究自來水去除氕氘氚的技術. 現在, 中國市場有進口的富氫低氘水, 一聽可樂大小的產品價格在50元左右. 隨著國內飲水技術的進步, 我們希望有一天, 廣大人民都能享受起這種健康的飲用水. '
最後, 王浩指出, 飲水安全重於泰山, 希望通過更多學科交叉形成的新飲水技術帶給中國人安全健康的直飲水世界!