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
崔福義
本文根據嘉賓發言內容整理。
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,到后續三個五年規劃的國家水重大專項持續推進,我們取得了關鍵技術突破,完善了技術體系,并產生了大量成果。但是還有大量的問題需要研究解決。
當前,飲用水行業仍面臨兩大核心需求:水質安全與低碳節能。
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年數據)。未來,如何在保障水質的同時實現低碳運行,是行業必須回答的問題。
水質方面,一個值得關注的現象是,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達標,即達到國家生活飲用水衛生標準(GB5749)要求,但是為了實現“直飲”,各地還要推出“優質水”“高品質水”工程,甚至提高地方標準。這種矛盾背后,是標準執行不力?是管網輸配環節的二次污染?還是公眾認知與行業宣傳的錯位?
針對上述現象,需要思考其背后的挑戰及解決方案。
十大核心問題:困惑與挑戰
問題1:水質安全及評價
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,水中可檢出物質從幾百種增至數千種,是否意味著污染加劇?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:《生活飲用水衛生標準》的管控節點?
現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差別,甚至將出廠水與國標直接掛鉤。在輸送過程中,管網老化、二次供水設施等問題會導致水質在輸送過程中下降。對此,近期住建部相關行業標準修訂明確提出:出廠水水質必須優于國標,唯有如此,才能為管網輸送留出安全余量。
問題3:現行《生活飲用水衛生標準》的科學性
部分城市自行提高地方標準,但提標依據何在?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進行宣傳,若將兩者混淆,只會制造恐慌。
問題4:正確的水質安全科普宣傳
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。行業應引導公眾理性認知,而非遷就錯誤觀點。
問題5:水源水質問題
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。環境公報顯示,我國七大流域水質整體改善。所謂“新污染物”,實為檢測技術進步后的新認知,而非新出現的污染。例如,全氟化合物等痕量物質早已存在,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
為應對突發污染等問題,許多城市斥巨資建設應急或備用水源。但突發污染是小概率事件,且應急系統啟動復雜、能耗高昂,與“雙碳”目標背道而馳。更務實的策略應是優化監測預警體系,而非不計代價的“熱備”。
問題7:水處理工藝優化——全流程水處理工藝?
部分地區和項目推崇“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,卻忽略了經濟性與必要性。工藝優化應基于具體風險分析,而非盲目延長流程。
問題8:管網的水質保持如何做?
管網水質問題的現象在管網、根源在水廠。若出廠水缺乏化學穩定性與生物穩定性控制,管網再努力也無濟于事。當前標準未納入穩定性指標,導致水廠責任模糊。
問題9:低碳與節能——管網如何節能?
許多地區管網為降低漏損大量采用減壓閥,但減壓閥本身是耗能元件,并非節能良策。真正的節能需綜合施策:優化管網布局、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——沒有精準數據,再先進的算法也是“盲人摸象”。當前業內普遍混淆信息化、數字化、智能化等概念的差別,個別企業熱衷于信息化展示(如豪華大屏幕),卻忽視生產核心過程的智能化——如水廠運行自動化、管網調控實時化等。智能化的前提是水質等參數在線實時檢測,但是目前技術水平下,水質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、水壓、流量數據不完善,調控滯后。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,飲用水水質安全保障的難點可以梳理為三點:
一是非穩定工況。水質、水量時刻在變化(如原水濁度從數NTU驟增至上萬NTU),水廠需要在非穩定工況的條件下來運行工藝,在動態中時刻滿足用戶的需求(質與量)。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,通常難以實現最優工況。
二是復雜體系。天然水源水均為多種物質(雜質)共存的復雜體系:已經檢出的污染物種類就多達數千種,傳統常量物質與微量新污染物共存。水處理過程中還產生各種副產物、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、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,需要我們跳出傳統思維模式,采用全新的解決方案。
宏觀層面,必須突破傳統供水技術的思維定式,在系統設計和運維管理中強化創新。面對變水量、大冗余的供水系統,以及水質波動劇烈的水質情況,根本出路在于多學科技術的交叉融合。傳統供水技術需與現代科技深度結合——例如智能化調控、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,當前行業面臨顯著矛盾:傳統工藝(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,能耗高、效率低,既不合理也不經濟。
實操層面,供水系統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,以自動感知、信息化(數字化)、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、贏得信任。上述思考及設想,供大家參考。
統稿 | 李艷茹
審核 | 許俊儀
統籌 | 未來新水務工作組