英國水資源環(huán)境保護研究的借鑒及思考
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摘要：借鑒英國環(huán)境部編印的《長期水研究計劃》，從飲用水質(zhì)與健康、社會和經(jīng)濟項目、氣候變化、淡水、海生環(huán)境等方面對水環(huán)境影響進行研究，其成果可為我國的水環(huán)境保護提供借鑒。
關(guān)鍵詞：水資源環(huán)境保護；英國“長期水研究計劃”
1概述
隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國的鐵路建設(shè)也迎來了大發(fā)展，截止2017年底，全國鐵路營業(yè)里程達12.7萬km，但鐵路建設(shè)對水環(huán)境的影響不容忽視。將整個地下水系統(tǒng)作為研究對象，對他國的地下水環(huán)境保護進行研究分析，其成果對解決水文地質(zhì)所面臨的諸多課題具有一定的借鑒意義。筆者應(yīng)英國皇家學(xué)會邀請，受中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會派遣，作為高級訪問學(xué)者去英國進行水資源環(huán)境領(lǐng)域的考察，并對英國的主要研究機構(gòu)進行了訪問，還在謝菲爾德大學(xué)進行了講學(xué)。特別可貴的是，英國政府環(huán)境部把該部編制的《長期水研究計劃》贈送給我，使我們獲益匪淺。由英國政府環(huán)境部編印的《長期水研究》報告，為英國上議院科學(xué)技術(shù)委員會所屬的長期水研究需求委員會聘請權(quán)威專家編寫，此報告全面系統(tǒng)，共包括前言，內(nèi)容介紹和任務(wù)，途徑，社會和政治發(fā)展方向?qū)λI(yè)的影響，工業(yè)生產(chǎn)中的環(huán)境條件，外部技術(shù)因素對水質(zhì)、水量的影響，內(nèi)部技術(shù)變化，監(jiān)測和數(shù)據(jù)檢控，推薦的研究項目，研究機構(gòu)及三個附錄，現(xiàn)將有關(guān)內(nèi)容摘述如下。首先，上議院科技委反復(fù)強調(diào)長期戰(zhàn)略性研究的重要性，它可為國家資源環(huán)境管理提供技術(shù)支撐，對水的研究，英國政府和水工業(yè)界都很關(guān)心。水資源環(huán)境的開發(fā)和管理是長期的，需求會隨時代改變，包括水質(zhì)標準、需求的適應(yīng)性及社會標準的變化等。其重建的分布網(wǎng)絡(luò)很大，均需很長時間去安排和管理新的建筑設(shè)施，所需費用也很高。這就說明了為什么政府和水工業(yè)界需要有長期的戰(zhàn)略性研究規(guī)劃的必要性。應(yīng)大力提倡政府、水工業(yè)界和研究團體之間的密切合作，來共同發(fā)揮作用。水工業(yè)界需要以最有效的方式供水，政府要設(shè)立標準，確立實施目標，監(jiān)測工業(yè)達標情況，掌握人體和生態(tài)健康狀況，以及含水層系統(tǒng)作用的科學(xué)理念，對工業(yè)政策和生產(chǎn)可能產(chǎn)生的影響做出真實判斷。研究團體關(guān)心的是與含水層系統(tǒng)有關(guān)的科學(xué)問題(包括水工業(yè)界使用的儀器、設(shè)備)，這些都需要用長遠的眼光進行規(guī)劃和實施。此外，也談到了該委員會的人員組成，成員來自政府、水務(wù)管理局、水研究中心和廣泛的科研團體等，反映了多方面的利益。關(guān)于資金預(yù)算，據(jù)粗略計算，其主要推薦項目五年內(nèi)每年耗資200萬英鎊，其他項目五年內(nèi)每年耗資100萬英鎊。
2環(huán)境保護研究
運用EQO/EQS(環(huán)境質(zhì)量目標/環(huán)境質(zhì)量標準)和物質(zhì)發(fā)散極限相結(jié)合的方法，研究彌散和中和機械作用，建立有害物質(zhì)的預(yù)測模型;對含水層中有機物作用進行長期調(diào)查，擴展對有關(guān)生理學(xué)和生物化學(xué)的基礎(chǔ)研究。(1)飲用水質(zhì)與健康。識別飲用水中不易揮發(fā)的有機物;研究分散系統(tǒng)對化學(xué)物數(shù)量的影響;檢測水處理對病原體細菌和原生動物的影響。(2)社會和經(jīng)濟項目。發(fā)展在水工業(yè)界應(yīng)用風(fēng)險性分析的方法。(3)氣候變化。研究由于氣候變化引起的水文周期和水管理變化，評價其必要性。(4)淡水。為預(yù)測地下水排泄與補給、沉淀運移及地下/地表水流對水質(zhì)的影響，進行水文學(xué)與水文地質(zhì)學(xué)研究;主要研究由微量有機物引起的地下水污染的原因、現(xiàn)象與影響。(5)海生環(huán)境。建立排入污物導(dǎo)致海生生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)變化的預(yù)測模擬模型。(6)污泥海上處置。評價建立野外整體試驗的實驗室費用和可行性，目的是為了用新的方法評價在海上處置污水和污泥對環(huán)境的影響。(7)農(nóng)業(yè)林業(yè)和其他土地使用。評價水質(zhì)和其他改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的因素(包括谷物類型，農(nóng)藥使用，殺蟲劑，動物泥漿，飼料和灌溉)。(8)陸地廢物處理。對泥漿用作肥料和泥漿土地處置的長期影響進行研究。(9)監(jiān)測和數(shù)據(jù)修正。與有機物相關(guān)的物理化學(xué)環(huán)境和有機物集體內(nèi)聯(lián)系的長期多規(guī)律研究。
3借鑒及思考
由上述推薦的主要長期研究項目可見，英國在水研究方面存在的問題在我國也同樣存在，而有些問題則是我們尚未予以高度重視的問題，值得借鑒。最后再介紹一下英國的水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)研究現(xiàn)狀。在英國，地下水提供了1/3的供水，在過去，地下水一直被認為是經(jīng)過簡單處理即可作為飲用水，如簡單消毒或去除錳離子等。英國東部地區(qū)比較關(guān)心水中硝酸鹽含量，因為近十年來水中硝酸鹽含量一直在升高。根據(jù)國際衛(wèi)生組織、歐共體標準委員會及醫(yī)療部門的意見，決定繼續(xù)維持硝酸鹽含量標準為100mg/L(三個月平均濃度不超過80mg/L)。目前，需要補救的水源地只有一小部分，隨著硝酸鹽濃度繼續(xù)上升，水處理或開發(fā)新水源地的耗資很大?，F(xiàn)有的水處理技術(shù)需經(jīng)進一步改進，以提高效率，降低成本。此外，地下水還受到微量有機物的污染，如燃料和潤滑劑中碳水化合物、殺蟲劑殘留物、生物代謝物和廢料處理池溢出物中的酚等。這類污染物濃度一般比較低，但其逐漸累積是個應(yīng)被重視的問題，如氯化硅化合物被用來作為污媒清洗劑和脫脂劑，當(dāng)出現(xiàn)在地表水中時，可揮發(fā)到大氣中，但在地下水中可積累到較大濃度。還有淡水的富營養(yǎng)化問題，現(xiàn)在英國這一問題并不嚴重(只是給娛樂用水場和漁場帶來了一些麻煩)，雖已對導(dǎo)致富營養(yǎng)化的機理有較好的了解，但尚無有效的經(jīng)濟手段來控制和解決這個問題，希望能與海外，特別是熱帶地區(qū)的專家共同研究解決。關(guān)于酸化問題:因燃燒化石燃料產(chǎn)生的碳和氮，從氧化物而導(dǎo)致酸化，已有相當(dāng)多的國家和國際組織對這類酸的形成、傳輸和沉降過程加以研究，英國的Warrenspring實驗室和自然環(huán)境研究所(NEC)，也觀察到酸性降雨、地表水和地下水的酸度，主要以與酸沉降數(shù)量、氣候、流動沉降和基床的接觸程度有關(guān)，同時也與水體的中和酸容量有關(guān)。英國的酸性水研究組(UK\WRG)正在評價地表水和地下水酸度，不久將中期報告，提出監(jiān)測方面的建議，以確定下一階段的研究需要和最終報告。淡水魚是英國寶貴的自然資源，也是商業(yè)捕魚的對象。目前在農(nóng)漁部、自然環(huán)境研究所、水研究中心、水務(wù)管理局、水凈化委員會和各所大學(xué)正在執(zhí)行R＆D計劃并進行研究?，F(xiàn)已成立農(nóng)漁部水聯(lián)合會漁業(yè)技術(shù)聯(lián)合會，負責(zé)修正漁業(yè)研究發(fā)展的技術(shù)問題。關(guān)于飲用水與健康:我們不能松懈對飲用水中低濃度物質(zhì)的監(jiān)測，近來已采取更加嚴格的水質(zhì)標準，由于水分析手段的進展，人們更加關(guān)注對水中有害化學(xué)物質(zhì)和微量有機物的調(diào)查和評價，盡管目前還沒有確鑿的數(shù)據(jù)說明現(xiàn)行的化學(xué)物和微生物標準不利于人體健康。截至1981年，人們已從英國的飲用水試驗中發(fā)現(xiàn)了300多種不穩(wěn)定的有機物質(zhì)，在采用更加先進的分析化學(xué)手段進行進一步的檢測后，又有很多不穩(wěn)定的和穩(wěn)定的有機物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)。人們對水中的化學(xué)反應(yīng)進行了大量研究，并研究了水處理的影響，但均未對供水的化學(xué)物質(zhì)分布系統(tǒng)給以足夠重視。這可能是一個重要領(lǐng)域，與舊分布系統(tǒng)革新和新技術(shù)引進有關(guān)。對飲用水中非有機物質(zhì)的研究早于有機組成物的研究，在已知的這類知識中仍存在欠缺，例如不了解水中微量元素和非金屬物質(zhì)各種存在形式的分布規(guī)律，通常是根據(jù)飲用水和水質(zhì)飲料來估量人體吸收量。在今后，我們將要了解其他吸收量，如做飯時水的蒸發(fā)，還要精確評價人體的有毒物質(zhì)攝取量。目前，了解這些攝取過程的方法還很原始，對許多有毒物質(zhì)的了解還是一片空白。我們已對一定的化學(xué)系統(tǒng)進行了足夠的試驗，并正在建立新的測試系統(tǒng)，以提供更廣泛的評價基礎(chǔ)，這種評價系統(tǒng)將涉及很多領(lǐng)域。未來的研究將在環(huán)境部和衛(wèi)生部聯(lián)合成立的醫(yī)學(xué)顧問委員會指導(dǎo)下進行，我們有足夠的理由懷疑水中的某些成分或幾種成分的混合物對人體有害，為此應(yīng)進行流行病學(xué)的研究。低量攝取產(chǎn)生的影響不易被檢出，即使發(fā)現(xiàn)某種聯(lián)系，也不能說明其起因和影響，應(yīng)將所有的證據(jù)加以綜合考慮。當(dāng)評價某已知化學(xué)物時，應(yīng)研究那些對有害化學(xué)成分非常敏感的人(如兒童老人)或攝取量較高的人的反應(yīng)，現(xiàn)在已在幾方面(如氮、酸度氯化物、石棉)進行了研究。長期攝取水中低濃度的化學(xué)物質(zhì)可能會引起慢性疾病，盡管已進行了大量研究，但水中化學(xué)物質(zhì)與人或動物的關(guān)系仍不清楚，其毒性數(shù)據(jù)的解釋將主要依靠基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的發(fā)展。綜上所述，英國注意污染過程研究，提出采取污染起始值評價地下水污染的概念，因為地下水一旦污染，即很難治理。建議結(jié)合我國的具體國情，采取以下措施加強水資源環(huán)境保護:①重大鐵路工程項目選址(線)時，原則上應(yīng)繞避重要的水源地;無法繞避時，應(yīng)采取必要的措施(如采取截流或堵水技術(shù)，封閉進水通道)，以減少工程建設(shè)對水資源環(huán)境的破壞。②鐵路工程建設(shè)中的污水排放應(yīng)加強管控，其主要污染物多為施工機械排放和遺留的石油、化學(xué)類產(chǎn)品(如廢油、泥漿等)，應(yīng)采取從源頭控制的辦法，加強污染物的收集和無害化處理。
參考文獻
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［2］WangBingchen，QiuHan，XuQian．TheMechanismofGroundwaterSalinizationandItsControlintheYaobaOasis，InnerMongolia［J］．
［3］王秉忱．歐洲國家水資源環(huán)境管理及主要經(jīng)驗［M］∥中國水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院．環(huán)境地質(zhì)研究(第二輯)．北京:地震出版社，1993
作者:王秉忱 單位:住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部
