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专访中国工程院院士侯立安:要关注“新污染物”影响饮用水安全的新课题,打造智慧水务平台实现从水源到水龙头的全流程监管

2022/11/23 14:45:05   每日经济新闻      人气:2559

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党的二十大报告指出,尊重自然、顺应自然、保护自然,是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,站在人与自然和谐共生的高度谋划发展。

党的十八大以来,我国以前所未有的力度抓生态文明建设,生态环境保护发生历史性、转折性、全局性变化。

据生态环境部统计,与2013年相比,2021年国内生产总值增加64%,汽车保有量增加132%,但PM2.5平均浓度下降56%,重度及以上污染天数减少87%。北京市PM2.5浓度从89.5微克/立方米下降至33微克/立方米,重度及以上污染天数从58天下降至8天,创造了世界特大城市大气污染治理的奇迹。

在水环境质量方面,2021年,全国地表水Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例为84.9%,比2012年提高了23.3个百分点;劣Ⅴ类水质断面比例为1.2%,比2012年降低了9.7个百分点。

与此同时,我国深入开展全国集中式饮用水水源地环境保护专项行动,累计完成2804个水源地10363个问题整治,有力提升涉及7.7亿居民的饮用水安全保障水平。

近些年,我国生态环境保护取得的巨大成就,离不开科学技术的进步和科研人员的不懈努力。

党的十八大以来,我国水污染防治取得了哪些突出成就?在加快完善水生态环境治理体系方面有哪些变化、还面临哪些挑战?

带着这一系列问题,《每日经济新闻》(以下简称NBD)记者对中国工程院院士、中国人民解放军火箭军工程设计研究院高级工程师侯立安进行了专访。

图片来源:受访者供图

饮用水安全保障取得阶段性成果的同时要重视新污染物

NBD:从您的视角来看,近些年我国在水污染治理及饮用水安全等方面取得了哪些进展?

侯立安:近年来,我国在水污染治理方面取得了显著成效,如长江流域水质发生了明显变化,2020年实现劣Ⅴ类水体“清零”,干流全线达到Ⅱ类及以上水质。水环境管理体系逐步完善,先后建立和实施了生态文明目标评价考核和责任追究、河湖长制、排污许可、生态环境损害赔偿等系列制度,制修订了《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》《水污染防治行动计划》《中华人民共和国长江保护法》等多部相关法律法规。

工业水污染防治不断加强。截至2020年,全国统计调查的涉水工业企业废水治理设施共有68150套,化学需氧量去除效率97.3%,氨氮去除效率为98.3%。城市黑臭水体治理全面落实。截至2020年底,全国地级及以上城市2914个黑臭水体消除比例达到98.2%,城市里的“臭水沟”“黑池塘”基本消失。

农村水环境综合治理持续推进。截至2019年,全国80%以上行政村的农村生活垃圾得到有效处理。农村污水处理工作和改厕工作全面推进。地下水污染防治得到重视。2018年,生态环境部建成了约12万个地下水污染“双源”清单。2021年我国还颁布了第一部关于地下水污染防治和水资源环境保护的法规——《地下水管理条例》,有效保障了地下水水位和水质安全。

由于饮用水安全是关系人民群众健康的重要问题,党中央、国务院高度重视传统水源污染带来的饮用水安全问题,从政策规划、标准制定以及关键技术研发等方面多举措并行,构建了饮用水源污染防治与安全保障体系,经过持续不断的努力,我国饮用水安全现状得到了明显改善。2021年,监测的876个地级市及以上城市在用集中式生活饮用水水源断面(点位)中,达标率为94.2%,比2016年提升了3.8个百分点。

此外,随着新污染物在饮用水源中频繁检出,给饮用水安全保障带来了新挑战。党中央、国务院也予以高度关注,党的二十大报告提出了“开展新污染物治理”。国务院办公厅发布了《新污染物治理行动方案》,提出6个方面具体措施,为饮用水中新污染物去除提供科学依据。

主要河流水质明显改善 数据来源:同花顺iFinD

NBD:我们注意到,此前关于新污染物的表述出现在多个重磅文件中,水中的新污染物有哪些特征?

侯立安:《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》、《新污染物治理行动方案》、2022年政府工作报告及党的二十大报告中明确了“新污染物治理”的重要性。

水环境是新污染物的主要载体,超过90%会进入自然水体。新污染物在水循环系统中,通过径流、扩散、渗滤等多种途径进入地表水和地下水,造成饮用水源的污染,对水生生物、生态安全和人身健康构成了潜在威胁。

新污染物通常有浓度低、种类繁多、性质复杂等特点,其来源、区域污染特征与迁移转化等环境化学属性也较难辨明。新污染物的暴露途径复杂,特别是对具有持久性和生物累积性的新污染物,即使以低剂量排放到环境,也可能危害环境、生物和人体健康。

由于新污染物涉及行业众多,产业链长,替代品和替代技术研发较难,治理难度大,传统的污水处理技术难以对其有效去除。因此,需要大力发展高效、灵敏的新污染物检测技术实现污染物识别和清单研究,以及开展新污染物生物毒性和健康风险评价体系研究,为发展绿色、高效的新污染物实用去除技术研究提供理论依据和指导。

新污染物治理面临底数不清等问题

NBD:在水污染防治体系中,您为何格外关注饮用水的安全保障和治理?

侯立安:饮用水安全是水环境安全中的重要组成部分,事关国计民生,是推进生态文明建设的重要内容。为贯彻落实健康中国建设这一重大战略,我国正在多举措实现从“有水喝”到“喝好水”的巨大转变,“安全饮水、健康饮水”已成为新的民生热点。

由于在过去相当长的一段时间里,我国安全、健康饮水面临发展方式粗放、思维观念落后、治理速度滞后于污染速度等问题,要实现饮用水的安全无害,面临“从源头到龙头”诸多挑战,其中源头污染是当前饮水安全亟待解决的难题。

据2021年《中国生态环境质量公报》,全国地表水监测的3632个国考断面中,III类水质以下断面占15.1%,海河流域和松花江流域存在轻度污染,监测的1900个国家地下水环境质量考核点位中V类水质点位占20.6%。

除了传统水源污染问题外,饮水安全还面临着新污染物污染。当前,新污染物治理面临着底数不清、清单研究困难,现有识别检测技术短板明显、风险评估体系建设难度大、常规水厂净水工艺去除效率低等挑战。因此,重视饮用水中传统污染物和新污染物的高效去除,对实现“安全、健康饮水”工作具有重要的现实意义。

NBD:水体中的新污染物与人们的生活息息相关,哪些地方容易成为新污染物的“聚集地”?

侯立安:随着工业、农业、养殖业等行业的快速发展,在生活污水、工业废水、养殖业废水、农业废水、医院废水等水体中,都能不同程度地检测到持久性有机污染物、抗生素、内分泌干扰物、微塑料等新污染物。这些废水未经有效处理进入污水管网,最终进入城镇污水处理厂,成为新污染物的汇聚地。

城镇污水处理厂的传统处理工艺难以完全去除新污染物,在二级出水甚至三级出水中仍能够检测到这些新污染物。目前,我国尚未制定针对大多数新污染物的污水处理厂排放标准,还没有严格控制新污染物的排放,导致污水处理厂出水成为新污染物进入自然水生环境的发散地,由此进一步通过环境迁移和转化扩散到其他水源中。

污水处理能力大大增强 数据来源:同花顺iFinD

加快完善有关新污染物的限值饮用水水质标准

NBD:新污染物对饮用水安全保障构成较大威胁,您认为下一步应该如何治理?

侯立安:由于当前新污染物治理面临着污染种类又“新”又“多”,且其环境迁移转化途径不清晰、健康风险不明确、常规处理技术时效低、相关政策法规不完善等问题,尚缺乏切实有效的新污染物防控技术与治理手段。

面对这些挑战,我们应加强新污染物治理的顶层设计,加快完善新污染物限值法规标准,建立高品质饮用水水质标准。我国饮用水水源新污染物的研究正逐渐兴起,亟须开展防控研究,以提高防控总体水平和能力,为我国饮用水安全保障的中长期发展战略提供决策依据。

要明确管理目标,科学落实《新污染物治理行动方案》,大力发展高效、灵敏的新污染物检测技术,实现污染物识别和清单研究;开展新污染物生物毒性和健康风险评价体系研究,构建新污染物的风险评价与控制技术体系。开发绿色制造技术,有效削减新污染物的源头产生和排放,减少新污染物的环境存量。

加强开发绿色、高效的新污染物实用去除技术,如新膜技术;借助大数据、物联网、机器人等新技术,建设前瞻性的“智慧水厂”,实现水厂从生产、到运行、维护等全方位、全过程的信息互通和管理有序,提升水厂运行的安全水平及可靠程度,保证饮水处理系统中新污染物的精准防控。

NBD:除了完善法律和加强监管以外,要防控新污染物,从技术端又该如何发力?

侯立安:新污染物浓度低、种类繁多、性质复杂,导致其来源、区域污染特征与迁移转化等环境化学属性不明,应借鉴国外化学品管控制度,强化新污染物的源头控制。在其识别理论与方法、去除原理等基础研究上优先开展相关攻关,建立快速、高效、灵敏的新污染物实时监测系统,加大新污染物监测力度和普查水平。

通过国家科技计划加大力度设立“新污染物防控”重点专项,打造综合性研究平台,实现科研和工程成果数据共享。充分发挥政府和相关行业的主导作用,建立适应国情并与国际接轨的国家、行业和团体标准体系。

与此同时,依托面向2035年的饮用水水源新污染物防控技术,可以选择存在新污染物风险的自来水厂,构建“预处理+强化常规+实用型去除工艺”的多级屏障处理技术,开发绿色、高效新技术,对各项生产参数进行优化,对常规自来水供水工艺改造升级,最终实现饮用水水源新污染物防控从基础理论到关键技术、再到工程应用的整体提升。

农村环境综合整治还需吸引社会资本广泛参与

NBD:在实现美丽中国的过程中,农村是环境保护的“短板”。您如何评价近年来乡村水污染治理的成效?

侯立安:自2018年以来,农村人居环境得以明显改善,扭转了农村长期以来存在的脏乱差局面,村庄基本实现干净整洁,但水污染形势仍然严峻。相比城镇污水而言,农村生活污水治理基础薄弱且分散。截至2021年底,农村现有污水处理厂2199座,处理能力为122.04万立方米/日。全国农村生活污水治理率仅28%。同时也存在过分依赖政府投入,市场化运营机制、PPP模式等虽有却很薄弱的现象。为此要推广成功经验,建立可靠、可复制的农村水污染防治模式和做法,如浙江的“五水共治”、巢湖的“全域农村污水治理”、淄博的“厕所革命”等。

NBD:当前我国农村水污染治理还面临哪些主要挑战?

侯立安:当前,我国农村水污染治理面临的挑战主要有以下几个:

一是农村基础设施薄弱,水体污染依旧严峻。这一点前面已经作了介绍。二是农村污水处理率不高,管理维护能力较弱。据统计,农村每户每天污水排放量在0.3吨~0.4吨,治理所需的工程设施,每户投入需要4000~6000元,价格贵。另一方面,长效运维管理负担较高,导致基层管理力量薄弱、运维资金投入严重不足,资金缺口较大。在这种情况下,部分生活污水处理设施存在年久失修的状况。

三是过分依赖财政投入,缺乏市场化运营机制。农村环境综合整治项目主要依靠中央和地方财政补助资金的支持,投入途径单一,对于民间资本的吸引不够,社会资本参与度不高,政府承担的农村环境保护任务艰巨。此外在新农村基础设施建设中,一般优先考虑自来水、道路硬化,然后再到污水和垃圾处理,因此往往造成污水处理项目资金不足。

四是农村污水排放标准尚不完善,相关规划有待提高。目前,从国家层面,尚无农村生活污水处理设施水污染物排放标准,部分省市在指标限值设定与水功能区关系、指导产品设计标准化、收集系统建设、验收和运行管理等方面还有一定缺失,存在个别地区标准偏高、一刀切的现象。

五是标准缺位,技术选择偏离实际需求。由于尚未出台农村生活污水排放标准,农村地区的出水水质和对工程的设计、施工、评价、验收都只能依照城市标准规范,由此造成了实际运行成本高等问题。

NBD:下一步,加强农村水污染治理需要从哪些维度发力?

侯立安:针对我国农村污水治理,应充分吸收国内相关成果,在生态文明建设的基础上进一步推进,要从源头控制入手,创新农村生活污水处理技术,结合先进的管理模式,推动我国农村污水治理工程的发展。

要统筹考虑农村生态环境承载力、农村经济与产业发展,加快推进县级生态环境保护规划的编制和完善;健全农村水污染治理的标准体系,分级分期实施,从顶层设计推动国家标准的实用性。

要全面推广农村“河长制”管理模式。河长制是面对人与自然和谐共生、加快推进生态文明建设任务作出的重大决策部署,是破解我国新老水问题、保障国家水安全的重大制度创新。通过将河长制扎根到农村,通过村民监督河长的责任落实情况,河长监督当地的村民破坏河流的行为,就能实现农村垃圾不入河、污水不入溪,真正落实农村环境污染防治。

污染源头防治,解决农村水污染问题。针对水环境污染的现状,积极落实《水污染防治行动计划》,持续推进化肥农药减量增效行动,强化农村面源污染,切实加大水污染防治力度,持续改善水环境质量,推进水资源可持续开发利用,保障农村水安全。

此外,借助互联网、机器人等新基建,研发农村水污染在线监控设备,实现农村区域生活污水未处理排放、垃圾直接入河等行为的实时监控;立足于新材料、新能源,加强农村污水处理工艺组合和工艺优化研究,创新农村水处理新技术,研发流程短、设备少、易管理的技术支撑体系,在治理农村污水方面要因地制宜得到相应技术支撑,切实解决农村水污染治理问题。

“双碳”视域下,大力推进光伏发电、风能等新能源在农村水处理中的应用,实现降碳与减污高效协同,不仅对我国实现碳达峰、碳中和具有重要的现实意义,也是未来农村水处理技术的发展方向之一。