
由中国环境科学学会、全国工商联环境服务业商会、慕尼黑博览集团、中贸慕尼黑展览(上海)有限公司联合主办,以“‘美丽中国’目标十年展望——科技引领绿色低碳转型和新质生产力发展”为主题的2025中国环境技术大会4月20日在上海举行。
城市水环境污染可归结至管道问题与河道问题
中国工程院院士、同济大学教授徐祖信在主题为“城市水环境污染治理关键要素”的特邀主旨报告中介绍,中国城市河流污染问题可分为三大类。第一类是全年污染,第二类是晴天污染,第三类是雨天污染。之所以会出现全年污染,是因为截污治污工作没做好,有大量的污染负荷被排到了城市河流中,水质被完全恶化。之所以会出现晴天污染,雨天不污染,问题出在虽然做了截污治污,但是河流没有生态流量。比如长江沿线的河流大部分都是雨源型河流,在晴天的时候是没有生态流量的,到雨天才有流量,所以晴天显示为一潭受污染的死水。雨天污染和雨水管道的初期雨水排放密切相关。许多专家在谈到雨天污染时,将其归结为城市面源污染、地面的冲刷、城市的干湿沉降、新污染物的远距离输送等,在徐祖信院士看来,这些因素虽然有影响,但不是主要原因,主要原因在于混接进入雨水管道中的污染负荷。当大量的污染源进入到雨水管道,下雨的时候被地面径流强行排出到水环境中,所造成的冲击性污染负荷就会导致河道出现雨天的污染。
这三大类污染问题可以归结到两个影响要素——管道问题和河道问题。全年污染很有可能是污水管网不健全或污水管网的最后一公里(入户的收集管网)没有建设;雨天污染则源于污水错接或混接到了雨水管道上。晴天污染表现出的是河道问题:由于我国多年来在河流的整治方面基本没有做过水系的规整,没有把小的河网水系断头连通、疏浚、拓宽,因此表现出来的或是晴天没有生态流量,或是水动力非常小、水流不畅。这样两个问题不仅是中国的问题,也是全世界发展中国家共有的问题。要治理这两类问题,关键措施一是完善收集管网、修复破损的管道,实现雨污混接的改造或雨污错接的截流;二是设法提高生态流量。
中医有句话说“急病治标,慢病治本”,徐祖信院士认为这句话对于中国城市的河流治理也非常适用。要把我国水环境的3类污染、两大类影响要素治理好,关键要有强有力的河长制、治理全年污染切实可行的工程措施、治理雨天污染切实可行的工程措施。当全年污染、晴天污染、雨天污染都治理好之后,还要有切实可行的改善河流生态系统的措施。
徐祖信以苏州河治理为例,分析了中国城市河流治理的关键要素。她介绍说,关系城市水环境治理的三大要素,一是污染源的强度和密度,二是生态流量,三是降雨强度。污染源的强度体现在人口的密度,苏州河两岸人口密度为2万人/平方公里,而欧洲的塞纳河和泰晤士河基本上是4000-5000人/平方公里。苏州河在没有整治之前,年均流量是10立方米/秒,泰晤士河是67立方米/秒,塞纳河是380立方米/秒。从年降雨量来看,上海年均雨量是1152毫米,泰晤士河年均雨量是690毫米,塞纳河年均雨量是500-800毫米。苏州河水系中的2000多条河流构成了一个复杂的污染物迁移转化网络。对黑臭苏州河的系统治理,国际上没有先例可循。如今,苏州河治理已取得了明显成效,最关键的举措就是实施了中国第一个河长制,其次是截污治污和提高生态流量,有效截流了苏州河市区六支流水系范围内的污染。此外,通过闸门和潮汐规律之间的适应关系,潮引潮排,增加了苏州河干流的生态流量,使之从10立方米/秒提高到了30-40立方米/秒。生态流量和流速提高了,溶解氧就提高了50%以上,水体的生物自净、化学自净能力也随之增强,苏州河治理因而实现了历史性的突破。
“1999年,我们在苏州河底部监测到的底栖动物是0。那个时候,苏州河被外国专家称为‘一条没有生命的河流’。但随着溶解氧的提高,水质改善,2008年在苏州河发现了19种藻类、4种底栖动物,斑马鱼的致死率已经小于10%。现在大家如果沿着苏州河走,经常会发现有鱼跃出水面,两岸有很多水鸟。”徐祖信表示,水生态系统是相互影响的,健康安全的水质才能维系健康安全的水生态系统,而有了水生态系统的健康安全,才能保障河流对外界突发性污染的自适应、自平衡及生态修复能力。
去年在巴黎举办的奥运会,原本所有的水上项目都计划在塞纳河举行,因为下了一场雨,塞纳河两岸的合流制系统溢流,导致有的水上项目被取消了。雨季溢流污染已经成为欧美国家面临的共性问题。
根据我国对雨天污染开展的大量机制机理方面的研究,我国雨天溢流和初期雨水污染中,60%的污染负荷来自管道沉积物。这些沉积物中,不仅有常规污染,还有大量的微量有机污染。整个雨季的初期雨水污染、溢流污染,体现为新旧污染交织、点面污染交汇、时空污染交叉。这样的雨季污染会引发三大类水质风险。第一类是水质的恶化、黑臭风险;第二类是因为大量的抗性基因和内分泌物的排入引发的水质健康风险,而且这个健康风险会通过介水环境进行传播;第三类是因为大量抗氧化物和微塑料的排入引发的水质生态风险,它会影响到城市河流水生态系统的正常代谢功能。
雨季冲击性污染负荷所导致的河流水质风险已引发了国际社会的广泛关注。2021年,《Science》就报道了广泛存在于轮胎颗粒中的橡胶抗氧化剂6PPD氧化产生的转化产物6PPD-Q经雨水系统进入河道,导致了银鲑鱼的大规模死亡。中国也发生过由雨水管道污染导致的河流污染事件。
关注水质生态安全不可忽视城市河道底泥
徐祖信院士提别提醒,关注水质的生态安全,除了要关注水质、溶解氧和生态流量,还要关注一个关键因素——城市河流的底泥。底泥的常规污染会导致上覆水体发生缺氧与富营养的急性恶化,底泥中的微量高毒性污染物则会对上覆水体造成长期慢性损害。水生环境中的底泥复合污染治理对于水生态系统安全至关重要。我国城市河道底泥中包含的微量高毒性污染物有重金属、抗生素、POPs、微塑料等。重金属和抗生素等新污染物之间存在复杂的复合作用,导致抗性基因增强,会改变其在底泥中的环境行为及生态毒性。当底泥中的新污染物浓度达到上覆水体的百倍,部分已达中高等风险水平,底泥修复的需求就变得非常迫切。
多黏菌素被称为“抗生素中的原子弹”,但徐祖信院士团队最近开展的一项研究发现,在底泥中,如果有重金属的诱导,加上消毒剂的诱导,连多黏菌素的抗性基因也会大量繁殖。因此,对底泥的毒性应给予高度的重视。对长江中下游城市河道底泥中的微量高毒性污染物开展的一些监测分析显示,在底泥抗生素中,喹诺酮/四环素类已经形成了中高生态风险。由于污染最严重的底泥是上浮的浮泥和淤泥,徐祖信院士主张对底泥进行清理而不是疏浚。
产业界龙头企业应引领形成协同创新的强大合力
生态环境部副部长于会文在会上指出,近年来,我国水污染防治技术水平已经与国际接轨,部分领域实现了领跑;大气污染防治技术中的电除尘、袋式除尘、脱硫脱硝、燃煤电厂超低排放改造、VOCs治理等技术已经达到国际领先或先进水平,但我们也必须清醒地认识到,当前我国环保产业仍面临一些挑战。一是技术创新能力有待进一步提升,部分核心技术装备仍然依赖进口,自主创新能力不足;二是产业集中度偏低,企业规模普遍偏小,缺乏具有国际竞争力的龙头企业;三是生态环境保护的市场化机制尚不完善,政策支持体系有待健全,社会资本投入的积极性尚未得到充分激发。
他特别提出,当前生态环境问题日益复杂,仅凭单一领域和行业的力量难以有效破解治理难题。龙头企业要充分发挥引领作用,积极牵头开展跨领域、跨行业的合作,打破行业壁垒,整合各方资源,形成协同创新的强大合力;要充分利用现有平台资源,加强与高校、科研机构、金融机构等单位的深度合作,共同开展技术研发、项目攻关、人才培养,为环保产业的高质量发展提供坚实的支撑。
与会专家还就长江流域、黄河流域、珠江流域水生态问题与保护对策等话题进行了研讨。
中国环境技术大会自2017年创办以来,聚焦环保产业改革、科技攻关、创新升级等行业发展痛点,提供政策解读、市场分析及成果分享,为中国环保产业界提供了一个优良的交流平台。
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