暢談未來 | 崔福義:去偽存真,談談飲用水安全的假問題與真挑戰(zhàn)
崔福義
本文根據(jù)嘉賓發(fā)言內(nèi)容整理。
成就與矛盾:我們走到了哪一步?
過去二十多年,我國在飲用水安全領域投入了大量資金和人力。從“十五”期間的863水專項開始,到后續(xù)三個五年規(guī)劃的國家水重大專項持續(xù)推進,我們?nèi)〉昧岁P鍵技術突破,完善了技術體系,并產(chǎn)生了大量成果。但是還有大量的問題需要研究解決。
當前,飲用水行業(yè)仍面臨兩大核心需求:水質(zhì)安全與低碳節(jié)能。
低碳方面,清華大學的研究表明,城市供水與“雙碳”目標密切相關——我國城市供水每立方米能耗約為0.29千瓦時,溫室氣體排放量達0.213千克二氧化碳當量(2011年數(shù)據(jù))。未來,如何在保障水質(zhì)的同時實現(xiàn)低碳運行,是行業(yè)必須回答的問題。
水質(zhì)方面,一個值得關注的現(xiàn)象是,許多國際大都市如紐約、巴黎、倫敦,早在幾十年前就實現(xiàn)了龍頭水直飲,而我國至今沒有一個城市公開承諾這一點。雖然很多城市都宣稱水質(zhì)達標,即達到國家生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749)要求,但是為了實現(xiàn)“直飲”,各地還要推出“優(yōu)質(zhì)水”“高品質(zhì)水”工程,甚至提高地方標準。這種矛盾背后,是標準執(zhí)行不力?是管網(wǎng)輸配環(huán)節(jié)的二次污染?還是公眾認知與行業(yè)宣傳的錯位?
針對上述現(xiàn)象,需要思考其背后的挑戰(zhàn)及解決方案。
十大核心問題:困惑與挑戰(zhàn)
問題1:水質(zhì)安全及評價
什么是安全飲用水?檢出污染物是否等于不安全?隨著檢測技術進步,水中可檢出物質(zhì)從幾百種增至數(shù)千種,是否意味著污染加?還是認知水平提升的結果?對此,我們需要了解,國際上普遍采用“相對安全”概念,沒有絕對的安全;檢出污染物與“不安全”之間的等號,也并非絕對。
問題2:《生活飲用水衛(wèi)生標準》的管控節(jié)點?
現(xiàn)行國標管控的是龍頭水,而非出廠水。但許多地方混淆了出廠水與龍頭水的水質(zhì)差別,甚至將出廠水與國標直接掛鉤。在輸送過程中,管網(wǎng)老化、二次供水設施等問題會導致水質(zhì)在輸送過程中下降。對此,近期住建部相關行業(yè)標準修訂明確提出:出廠水水質(zhì)必須優(yōu)于國標,唯有如此,才能為管網(wǎng)輸送留出安全余量。
問題3:現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標準》的科學性
部分城市自行提高地方標準,但提標依據(jù)何在?若國標已達到安全水平,為何還要提標?將地標個別指標提到嚴于國標,是否就提升了安全性水平?此外,必須區(qū)分“研究層面的安全”與“公眾宣傳的安全”,科學研究總要尋找問題、追求更好,面向公眾則是依法依規(guī)進行宣傳,若將兩者混淆,只會制造恐慌。
問題4:正確的水質(zhì)安全科普宣傳
科普宣傳需科學嚴謹。例如,硬度問題:商家渲染“水垢有害”,但鈣鎂實為人體所需元素;燒水壺結垢雖影響能耗及感官體驗,卻對健康無害,甚至可能緩解老年人缺鈣問題。行業(yè)應引導公眾理性認知,而非遷就錯誤觀點。
問題5:水源水質(zhì)問題
許多論文開篇即稱“水源污染日益嚴重”,這既不客觀也不負責。環(huán)境公報顯示,我國七大流域水質(zhì)整體改善。所謂“新污染物”,實為檢測技術進步后的新認知,而非新出現(xiàn)的污染。例如,全氟化合物等痕量物質(zhì)早已存在,只是過去無法檢出、缺乏認識。
問題6:水源工程與應急供水問題
為應對突發(fā)污染等問題,許多城市斥巨資建設應急或備用水源。但突發(fā)污染是小概率事件,且應急系統(tǒng)啟動復雜、能耗高昂,與“雙碳”目標背道而馳。更務實的策略應是優(yōu)化監(jiān)測預警體系,而非不計代價的“熱備”。
問題7:水處理工藝優(yōu)化——全流程水處理工藝?
部分地區(qū)和項目推崇“全流程工藝”,將預處理、臭氧活性炭、膜技術等層層堆砌。這種“土豪式”工藝看似萬無一失,卻忽略了經(jīng)濟性與必要性。工藝優(yōu)化應基于具體風險分析,而非盲目延長流程。
問題8:管網(wǎng)的水質(zhì)保持如何做?
管網(wǎng)水質(zhì)問題的現(xiàn)象在管網(wǎng)、根源在水廠。若出廠水缺乏化學穩(wěn)定性與生物穩(wěn)定性控制,管網(wǎng)再努力也無濟于事。當前標準未納入穩(wěn)定性指標,導致水廠責任模糊。
問題9:低碳與節(jié)能——管網(wǎng)如何節(jié)能?
許多地區(qū)管網(wǎng)為降低漏損大量采用減壓閥,但減壓閥本身是耗能元件,并非節(jié)能良策。真正的節(jié)能需綜合施策:優(yōu)化管網(wǎng)布局、合理設計水流主流向、合理設置加壓泵站等,適當使用減壓閥。
問題10:智慧水務——任務目標是什么?
智慧化的前提是感知能力——沒有精準數(shù)據(jù),再先進的算法也是“盲人摸象”。當前業(yè)內(nèi)普遍混淆信息化、數(shù)字化、智能化等概念的差別,個別企業(yè)熱衷于信息化展示(如豪華大屏幕),卻忽視生產(chǎn)核心過程的智能化——如水廠運行自動化、管網(wǎng)調(diào)控實時化等。智能化的前提是水質(zhì)等參數(shù)在線實時檢測,但是目前技術水平下,水質(zhì)的在線檢測項目不足標準的1/3,大量指標依賴人工檢測;水質(zhì)、水壓、流量數(shù)據(jù)不完善,調(diào)控滯后。應當認清,智慧水務是手段工具,而非目標。
飲用水安全保障技術的難點問題
在技術層面,飲用水水質(zhì)安全保障的難點可以梳理為三點:
一是非穩(wěn)定工況。水質(zhì)、水量時刻在變化(如原水濁度從數(shù)NTU驟增至上萬NTU),水廠需要在非穩(wěn)定工況的條件下來運行工藝,在動態(tài)中時刻滿足用戶的需求(質(zhì)與量)。并且,工程上是大冗余設計,即按最不利條件、最大需求設計建造,按實際需要運行,通常難以實現(xiàn)最優(yōu)工況。
二是復雜體系。天然水源水均為多種物質(zhì)(雜質(zhì))共存的復雜體系:已經(jīng)檢出的污染物種類就多達數(shù)千種,傳統(tǒng)常量物質(zhì)與微量新污染物共存。水處理過程中還產(chǎn)生各種副產(chǎn)物、殘留物。
三是痕量污染物。檢測技術的進步,將一些污染物檢出濃度從mg/L級提升至ng/L級,致嗅物質(zhì)、高氯酸鹽、全氟化合物等痕量污染物得到廣泛關注。但在這個濃度上,檢測都很困難,去除及在線監(jiān)測就更加困難。
解決之路:多學科交叉融合與智能化
問題的解決,需要我們跳出傳統(tǒng)思維模式,采用全新的解決方案。
宏觀層面,必須突破傳統(tǒng)供水技術的思維定式,在系統(tǒng)設計和運維管理中強化創(chuàng)新。面對變水量、大冗余的供水系統(tǒng),以及水質(zhì)波動劇烈的水質(zhì)情況,根本出路在于多學科技術的交叉融合。傳統(tǒng)供水技術需與現(xiàn)代科技深度結合——例如智能化調(diào)控、納米材料、分子生物技術等,而非局限于單一技術。
以痕量污染物去除為例,當前行業(yè)面臨顯著矛盾:傳統(tǒng)工藝(如氧化還原)針對毫克升級濃度污染物(以高錳酸鹽指數(shù)表征)雖有效,但要同時去除一些濃度僅微克升甚至納克升級的新污染物,需同步去除大量無害背景物質(zhì),能耗高、效率低,既不合理也不經(jīng)濟。
實操層面,供水系統(tǒng)的未來趨勢必然是智能化。應構建基于智能化的飲用水低能耗安全保障系統(tǒng),以自動感知、信息化(數(shù)字化)、智能化手段改變水廠運營模式。此外,還應重點關注選擇性吸附或降解的技術及材料等。
飲用水安全既是技術問題,也是民生問題。直面矛盾、厘清亂象、科學施策,才能更好地應對挑戰(zhàn)、贏得信任。上述思考及設想,供大家參考。
統(tǒng)稿 | 李艷茹
審核 | 許俊儀
統(tǒng)籌 | 未來新水務工作組