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編者按:《閎議》訪談節(jié)目由《中國科學(xué)院院刊》與中國互聯(lián)網(wǎng)新聞中心聯(lián)合出品,通過采訪兩院院士及專家學(xué)者,深度探討邁入“十四五”的中國社會在各領(lǐng)域的發(fā)展前路。以客觀、精準的解讀,科學(xué)、前瞻的思考,為站在“兩個一百年”歷史交匯點上的中國發(fā)展破題解惑,為邁向第二個百年目標貢獻智慧力量。
崇論閎議,尋策問道。
飲用水安全直接影響人體健康,一直以來都是社會關(guān)注的重大民生問題。構(gòu)建我國飲用水安全保障工程和管理支撐體系具有重要意義。科技力量如何化解我國目前較為突出的農(nóng)村飲用水安全問題?我國的科技工作者們又研發(fā)出了哪些成果助力“三水共治”?中國的飲用水安全保障技術(shù)怎樣為“一帶一路”共建國家提供幫助?針對這些問題,《閎議》節(jié)目專訪了中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心副主任楊敏研究員。
中國網(wǎng):水利部12314監(jiān)督舉報平臺轉(zhuǎn)辦核查的問題線索中,去年79.6%是農(nóng)村飲水安全問題,構(gòu)建飲用水安全保障科技創(chuàng)新體系是否有助于解決該領(lǐng)域缺漏大、空白較多的問題?
楊敏:農(nóng)村飲水的問題其實也是我們團隊一直關(guān)注的問題,相對來說,這一塊我們國家前些年在科技投入上不是太多。當然這些年國家非常重視,也做了很多的工作。我們團隊做的工作主要是突破了地下水除砷和除氟這兩個世界難題。地下水砷和氟的含量高,會影響人體健康。這兩種物質(zhì)在我們國家地下水作水源的地區(qū),長期是健康的隱患。這些年我們圍繞除砷除氟兩個難題,進行了攻關(guān)。經(jīng)過多年的努力,我們團隊在砷、氟去除方面有了突破,在幾十個村莊的改水工程中應(yīng)用,在內(nèi)蒙古等地的脫貧攻堅戰(zhàn)上也發(fā)揮了很好的作用。同時這些技術(shù)也在向“一帶一路”共建國家推廣。
農(nóng)村飲水規(guī)模小,消毒效果往往不穩(wěn)定。缺乏一個非常適合在小規(guī)模供水系統(tǒng)應(yīng)用的消毒技術(shù),目前這塊團隊也在努力開發(fā),包括紫外線在內(nèi)的消毒技術(shù),從而使我們農(nóng)村供水能夠在生物風險控制上有一個更好的保障。
另外,農(nóng)村飲用水除了技術(shù)方面的問題,還有供水模式問題。我們圍繞這些問題也在和政府、企業(yè)合作,比如通過第三方,或者是通過一些規(guī)模化的、市場化的機制,從供水范圍和規(guī)模的角度上提升應(yīng)對農(nóng)村飲用水安全保障問題(的能力)。
中國網(wǎng):三水共治“水污染治理、水生態(tài)修復(fù)、水資源保護”的每一環(huán)節(jié)都離不開監(jiān)測。這一系統(tǒng)化解決方案的提出對監(jiān)測技術(shù)和質(zhì)量的提升有哪些作用?
楊敏:其實飲用水的水源就是我們環(huán)境里的水,(來自)河、湖、地下水。“三水共治”要做污染防治和水資源的保障。水源要保護好,首先要防治水污染。這些年我們長期開展針對飲用水的監(jiān)測和調(diào)查。從“十一五”到“十三五”,我們一直在開展全國重點城市水源的調(diào)查。這種調(diào)查和常規(guī)監(jiān)測不一樣的地方是,我們不限于飲用水標準指標的監(jiān)測,而是把這個范圍擴展到更廣,比如說《生活飲用水衛(wèi)生標準》的水質(zhì)指標有106項,我們檢測的指標多達700多項,我們把各種可能的污染物都進行監(jiān)測。我們通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)了一些新的污染物,像高氯酸鹽、硫醚類物質(zhì)、全氟化合物等污染物,通過大量的、全國范圍的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)這些污染物在我國污染面比較大,對水質(zhì)影響比較嚴重。我們在這次《生活飲用水衛(wèi)生標準》修訂的時候都納入了。有些是在強制標準里面,有些是在參考的指標里面。所以通過我們團隊的研究,也提升了我們國家對飲用水風險的控制水平。
中國網(wǎng):團隊在研究過程中,實現(xiàn)核心關(guān)鍵技術(shù)突破的最大難點是什么?
楊敏:飲用水是和千家萬戶直接關(guān)聯(lián)的系統(tǒng),同時飲用水廠因為規(guī)模非常大,要求技術(shù)既要安全,不能隨便使用各種化學(xué)藥劑,同時又要求成本很低,這就大大限制了技術(shù)的選擇面。我們在做飲用水技術(shù)開發(fā)的時候,首先想到的必須是綠色的,盡量少用化學(xué)藥劑,用一些近自然的,或者是物理的方法,來實現(xiàn)水質(zhì)的凈化。比如說在水源修復(fù)方面,我們不是灑藥,像國外為了控制藻類,采用投加硫酸銅的方法,我們就不能用,因為這種方法對生態(tài)有危害。所以我們就采用一些近自然的手段,來解決藻類產(chǎn)生嗅味的問題。
在水廠里,我們也盡量地讓技術(shù)更加簡單,不要做得太復(fù)雜。能夠在一個可接受的成本下實施,這方面我們覺得挑戰(zhàn)比較大,同時也給我們帶來了很多的樂趣。通過迎接這些挑戰(zhàn),我們能夠找到很多新的想法和新的技術(shù)。
中國網(wǎng):您剛才提到,研發(fā)的一些飲用水安全保障技術(shù)也在向“一帶一路”共建國家推廣,能否具體談一下?
楊敏:應(yīng)該說飲用水安全問題是“一帶一路”共建國家一個非常大的挑戰(zhàn),很多國家在水源方面受到很大的限制,同時經(jīng)濟比較落后,很難發(fā)展出一些好的水處理技術(shù)和保障技術(shù),來提升飲用水安全保障水平。所以我們重點圍繞發(fā)展中國家飲水面臨的挑戰(zhàn)來開發(fā)一些技術(shù),并進行應(yīng)用。比如說像斯里蘭卡,在北部一些干旱的地方,主要依靠地下水作為飲用水水源。后來發(fā)現(xiàn)飲用地下水的地區(qū),腎病流行。世界衛(wèi)生組織組織專家團隊開展了為期兩年的調(diào)查,最后也沒有發(fā)現(xiàn)真正的原因。斯里蘭卡政府邀請中科院派專家團隊參與了他們的一些調(diào)查和研究。因為環(huán)境致病原因肯定是很復(fù)雜的,我們組織了一個多學(xué)科交叉的團隊,包括北京大學(xué)醫(yī)院,北京CDC(北京市疾病預(yù)防控制中心),還有北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等等,就是研究公共衛(wèi)生的、研究醫(yī)療的專家一起探討誘因。發(fā)現(xiàn)很可能是地下水的一些因子,像硬度、氟離子、鈉離子。可能單獨的某一項因子濃度高都不是問題,但是當這些離子都高的時候,可能會導(dǎo)致腎臟發(fā)生病變。我們通過動物學(xué)實驗,也確認了這個現(xiàn)象。當?shù)卣脖容^認可我們實驗的結(jié)果,邀請我們對當?shù)氐娘嬘盟到y(tǒng)進行改造。我們提出了電滲析這樣可以把一些有害的離子選擇性去除的技術(shù),在當?shù)剡M行了應(yīng)用。這個技術(shù)相對成本比較低,而且效果也比較好,所以當?shù)卣脖容^認可。現(xiàn)在他們提出來能不能通過合作的方式,讓這種電滲析技術(shù)造福當?shù)氐睦习傩眨黄鹜茝V這個技術(shù)。
當然還有其他的一些技術(shù),比如我們飲用水源地生態(tài)保護的技術(shù)。在中國駐緬甸大使館的支持下,向緬甸一些村莊推廣。現(xiàn)在工程實施方案已經(jīng)做好了,今年馬上就要進入現(xiàn)場進行施工。
中國網(wǎng):本次的研究成果獲得中科院2021年度杰出科技成就獎,對于學(xué)科發(fā)展方面將會產(chǎn)生哪些積極影響?
楊敏:我們的研究總體上,跟傳統(tǒng)的飲用水研究有很大的不一樣。傳統(tǒng)上我們叫給水工程,主要關(guān)注的是水廠和管網(wǎng)輸配這樣的環(huán)節(jié)。我們團隊擴展了研究的領(lǐng)域,讓研究延伸到水源,包括水源地的保護、水源的修復(fù)和調(diào)控。同時我們也把管理的工作作為一個重要的內(nèi)容開展研究。針對中國的飲用水開展研究,來看中國的飲用水有什么樣的風險特征,然后來制定中國的飲用水標準,保障飲用水安全。所以我們是涵蓋從水源到水廠到管網(wǎng)這樣一個供水的全過程。同時我們也覆蓋了從工程技術(shù)到管理技術(shù),是多方位的,這應(yīng)該是我們對飲用水學(xué)科的貢獻。
中國網(wǎng):作為飲用水水質(zhì)風險評價與控制領(lǐng)域的領(lǐng)軍科技工作者,下一步您和您的團隊還將進行哪些方面的研究布局?
楊敏:飲用水安全其實不僅僅是技術(shù)問題。飲用水的安全主要取決于水源的安全。環(huán)境里面任何人類的活動,都會影響飲用水安全。我們國家現(xiàn)在是世界上產(chǎn)業(yè)鏈最完整的國家,而從另外一個角度,我們國家各種各樣的化學(xué)品的生產(chǎn)使用活動都是最強的。這樣一來,這些化學(xué)品的生產(chǎn)、流通、消費都會最終影響到(飲用水安全),因為它多多少少都會排到水源里面來。所以針對人類活動中導(dǎo)致的化學(xué)品對水源的污染,我們需要構(gòu)建一道屏障。首先我們要知道水源里面到底有什么樣的物質(zhì)會進來。現(xiàn)在《生活飲用水衛(wèi)生標準》大概有100多項指標,但實際上人類使用的化學(xué)品是成千上萬的。下一步我們也承擔了重點研發(fā)計劃的一個項目,主要針對的是長江、黃河這兩大流域,也是我們國家最重要的兩大水源地,沿岸有大量的工業(yè)布局。到底有什么樣的健康風險物質(zhì)排放到水里,怎么去把這些物質(zhì)找出來,找出來以后要提出什么樣的防控措施,這是我們下一步會集中力量去做的大事。
當然還有其他的很多,比如說進入這些水體的化學(xué)污染物,怎么有效去除,我們還要研發(fā)一些新的污染物去除技術(shù)。現(xiàn)在飲水從水廠進入到每家每戶,還要通過一個巨大的地下管網(wǎng)。地下輸配期間,很難對水質(zhì)進行控制,那么水質(zhì)的變化和外面水源的條件和水廠工藝的條件有什么樣的關(guān)系?通過研究這些關(guān)系,提出一個防止飲用水進入管網(wǎng)后變質(zhì)的控制措施,這些都是我們下一步要加大研究的方向。
(本期策劃:楊柳春、王振紅;編審:楊柳春、王振紅、王虔;編輯:王虔、武一男;攝像/后期:朱法帥。出品:《中國科學(xué)院院刊》、中國互聯(lián)網(wǎng)新聞中心;制作:中國網(wǎng)、中國發(fā)展門戶網(wǎng))