新加坡的水資源開發(fā)與保護(hù)對(duì)上海的啟示

何義亮，陳奕涵，彭穎紅

(上海交通大學(xué)，上海 200240)

【項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)介紹】何義亮教授長(zhǎng)期從事環(huán)境工程領(lǐng)域的教學(xué)、研究和工程實(shí)踐，在國(guó)內(nèi)外富有影響的學(xué)術(shù)刊物以及國(guó)際水質(zhì)協(xié)會(huì)年會(huì)等重要的國(guó)際會(huì)議上發(fā)表論文百余篇，編撰出版學(xué)術(shù)專著兩部。作為課題負(fù)責(zé)人，主持“十一五” 、“十二五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)《水污染控制與治理》研究課題兩項(xiàng)；作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，先后承擔(dān)五項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目；作為PI，參與新加坡政府 CREATE重大國(guó)際合作項(xiàng)目E2S2，并負(fù)責(zé)環(huán)境新生污染物課題研究。團(tuán)隊(duì)研究方向主要包括水污染控制與水環(huán)境修復(fù)、新生污染物環(huán)境行為、功能膜開發(fā)與應(yīng)用。

水資源作為基礎(chǔ)性自然資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展必不可少的條件，其可持續(xù)利用關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問(wèn)題。據(jù)聯(lián)合國(guó)《世界城市化前景報(bào)告》，全球70億人口中，目前有一半生活在城市，而在城市發(fā)展過(guò)程中，水資源的開發(fā)、利用和管控已然成為城市管制方面的焦點(diǎn)，尤其是針對(duì)超大型城市的水資源可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為全球共同面對(duì)的極具挑戰(zhàn)性難題。超大型城市作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心同時(shí)也是污染源的中心，是水資源的得益者亦是水污染的受害者。鑒于此，雖然新加坡和上海的急劇發(fā)展形勢(shì)比較相似，但在水資源和水安全問(wèn)題上亦有許多異同和挑戰(zhàn)。

1 研究背景

近年來(lái)城市工業(yè)化和生活排污的多元化，數(shù)以百萬(wàn)種的化學(xué)品通過(guò)各種途徑進(jìn)入水環(huán)境中，得益于分析技術(shù)水平的進(jìn)步，不斷發(fā)現(xiàn)這些進(jìn)入環(huán)境中的部分化學(xué)品具有新興污染物(emerging contaminants,ECs)的特征。新興污染物通常是指在環(huán)境中使用常規(guī)手段未被檢測(cè)到，且絕大多數(shù)物質(zhì)未被充分引起關(guān)注亦未受到法規(guī)規(guī)范約束，但有可能進(jìn)入環(huán)境并會(huì)導(dǎo)致已知或疑似不良生態(tài)和(或)人體健康影響的任何合成或天然化學(xué)物質(zhì)或微生物。其主要特征包括：(1)環(huán)境中已經(jīng)存在但新被檢測(cè)到；(2)環(huán)境中已經(jīng)存在但其負(fù)效應(yīng)新被關(guān)注； (3)由于新材料的應(yīng)用而新排入環(huán)境的；(4)環(huán)境濃度極低但可通過(guò)生物富集或食物鏈傳遞；(5)通過(guò)直接或間接作用于細(xì)胞或基因危害人體健康。現(xiàn)階段主要分類包括大部分持久性有機(jī)污染物(POPs)、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EDCs)、藥品和個(gè)人護(hù)理品(PPCPs)等，這些物質(zhì)肆意排放勢(shì)必會(huì)造成水資源的污染和飲用水風(fēng)險(xiǎn)的提高[1]。

2 研究?jī)?nèi)容

基于上海交通大學(xué)與新加坡國(guó)立大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)了"超大型城市的能源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展方案(E2S2)"項(xiàng)目的研究，自2012年項(xiàng)目開展以來(lái)，同步選擇新加坡和上海的代表性水體，分別建立了基于固相萃取技術(shù)(SPE)—液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)和氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS/MS)技術(shù)在上海—新加坡兩地同步檢測(cè)典型新興污染物的方法，連續(xù)開展多種涉及到城市水資源和水質(zhì)安全供應(yīng)的典型水體，主要包括地表水源、污水處理廠、功能濕地、飲用水等，監(jiān)測(cè)目標(biāo)物基本覆蓋了工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源、生活源以及抗生素類等151種典型新興污染物，如圖1所示。研究結(jié)果表明無(wú)論在新加坡還是在上海地表水源地中，均檢出多種典型的新興污染物，但是溯源解析表明由于土地利用情況和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不同，上海和新加坡關(guān)于新興污染物的賦存特征是不同的，另外也從兩地新興污染物的生物毒性、生物累積到模型預(yù)測(cè)幾大模塊進(jìn)行一系列完整的研究，其一系列研究結(jié)果可為新興污染物風(fēng)險(xiǎn)控制措施的制定以及污染物處理技術(shù)的改進(jìn)提供重要參考數(shù)據(jù)。

圖1 上海和新加坡地表水源中典型新興污染物清單Fig.1 List of Typical Emerging Pollutants in Surface Water Sources in Shanghai and in Singapore

2.1 新加坡水資源現(xiàn)狀─“水量型”缺水

新加坡的國(guó)土面積(714 km2)僅相當(dāng)于上海面積的1/9，常住人口超過(guò)500萬(wàn)、約為上海的1/5，但人均水資源量?jī)H為211 m3，不及上海人均水資源(54 000 m3)的1/200，排名世界倒數(shù)第二，處于“水量型”缺水嚴(yán)重的國(guó)家，且國(guó)內(nèi)僅有新加坡河和加冷河兩條細(xì)流，缺乏天然的蓄水層[2]。為解決這一關(guān)乎國(guó)家生存和發(fā)展的重大問(wèn)題，新加坡政府把水資源保障視作國(guó)家的戰(zhàn)略，提出四大“國(guó)家水喉”計(jì)劃，除了通過(guò)與馬來(lái)西亞直接購(gòu)買進(jìn)口水以外，天然降水、新生水和淡化海水多管齊下的辦法則是新加坡未來(lái)獨(dú)立實(shí)現(xiàn)水資源的供需平衡和可持續(xù)利用的有力保障，如圖2所示[3]。

圖2 新加坡水資源循環(huán)示意圖Fig.2 Schematic Diagram of Water Resource Cycle in Singapore

2.1.1 高效開發(fā)雨水資源

新加坡地理位置鄰近赤道，雨量充沛且降雨密度高(年降雨量在2 400 mm左右)，但持續(xù)時(shí)間短，分布面積較小。為此，新加坡政府充分利用一切水塘、河道，耗巨資建立現(xiàn)化化、高標(biāo)準(zhǔn)的雨水收集系統(tǒng)和雨污分流系統(tǒng)，雨水收集區(qū)域如同一個(gè)巨大的海綿有效地散布在這個(gè)城市花園國(guó)家，可以將80%～90%的降雨量轉(zhuǎn)化為飲用水，解決當(dāng)?shù)鼐用?0%以上的用水需求[4]。

2.1.2 廢水循環(huán)利用

新加坡作為周圍是海的島國(guó)，不管是生活污水還是工業(yè)廢水都可以排向大海，但這樣可能會(huì)為其環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響。基于多方面考慮采用微過(guò)濾系統(tǒng)和其他形式的組合過(guò)濾技術(shù)來(lái)處理生產(chǎn)生活過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，可以達(dá)到非飲用水的使用標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)將處理后的部分新生水與水庫(kù)水融合，再經(jīng)過(guò)自來(lái)水廠處理，即可供人飲用[2]。

2.1.3 海水淡化

新加坡與馬來(lái)西亞的購(gòu)水協(xié)議將至2061年到期，擴(kuò)大海水淡化處理能力是解決新加坡水源實(shí)現(xiàn)自給的一個(gè)重要決定因素，至少要能夠滿足未來(lái)30%的用水需求。因此新加坡從1998年開始實(shí)施“向海水要淡水”計(jì)劃，已成為新加坡爭(zhēng)取水源自給的一個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)，即使現(xiàn)階段海水淡化的成本依然很高，但是新加坡看準(zhǔn)的則是未來(lái)全球淡水危機(jī)的趨勢(shì)，希望在這一領(lǐng)域成為行業(yè)領(lǐng)先者[5]。

2.2 上海水資源現(xiàn)狀─“水質(zhì)型”缺水

上海市位于長(zhǎng)江三角洲和太湖流域下游，東瀕東海，南臨杭州灣，僅從地理位置上看，上海市內(nèi)和周邊地區(qū)都不缺水，但現(xiàn)在上海缺乏的正是可供利用的水資源，整體呈現(xiàn)出“水質(zhì)型”缺水的現(xiàn)狀。上海市地表水污染現(xiàn)階段仍屬綜合有機(jī)污染型，主要包括氟、氮、總磷、石油類、化學(xué)耗氧量等，市區(qū)多條支流水質(zhì)指標(biāo)劣于地表水五類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，郊區(qū)多條支流可達(dá)到地表水四類或者劣四類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，由于上海人口持續(xù)走高和工業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，生活污水已超過(guò)工業(yè)廢水的排放量，成為上海城市水質(zhì)惡化的“元兇”[6]，其中大部分生活污水未經(jīng)有效處理就直接排放，嚴(yán)重污染上海的水環(huán)境，甚至已經(jīng)涉及到長(zhǎng)江口。

隨著上海市城市總體規(guī)劃(2016年～2040年)編制工作的推進(jìn)，規(guī)劃中提出建設(shè)與“全球城市”相適應(yīng)的“水安全保障更可靠、水資源供給更優(yōu)質(zhì)、水環(huán)境治理更生態(tài)、水管理服務(wù)更智慧”的現(xiàn)代水務(wù)保障體系[7]。2016年底伴隨黃浦江上游水源地工程通水，陳行、青草沙、東風(fēng)西沙、金澤水庫(kù)四大水源地逐漸構(gòu)建完畢，四大水源地已全部落成，“兩江并舉、多源互補(bǔ)、多庫(kù)聯(lián)動(dòng)”的原水供應(yīng)格局得到進(jìn)一步的完善，每天承擔(dān)上海市近1 800萬(wàn)m3的原水保障，不僅保障了城市巨大的原水水量需求，還改善了上海的原水水質(zhì)，階段性地解決了城市發(fā)展對(duì)原水供應(yīng)的基礎(chǔ)需求，已成為保障城市安全的重要基石[8]。然而，當(dāng)前上海在步向特大型城市過(guò)程中不可避免地迎來(lái)了環(huán)境污染和生態(tài)破壞等諸多社會(huì)矛盾及潛在風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)論從有效水量或是水質(zhì)水平上，上海的水資源供應(yīng)依然不能令人高枕無(wú)憂。(1)上海在地理位置上處于長(zhǎng)江流域和太湖流域下游，受上游過(guò)水、徑流匯入和排污等不確定因素影響，原水水質(zhì)復(fù)雜多變且難于控制；(2)長(zhǎng)江口江心水庫(kù)受長(zhǎng)江口水勢(shì)、海洋、氣候等自然因素影響，枯水期容易形成咸潮現(xiàn)象，由于咸潮形勢(shì)多變復(fù)雜，且現(xiàn)階段針對(duì)其特征規(guī)律的研究成效僅僅只能實(shí)現(xiàn)短期的預(yù)測(cè)，考慮到未來(lái)全球氣候異常規(guī)律變化所帶來(lái)的不確定性，因此對(duì)咸潮中長(zhǎng)期的預(yù)警作用仍不容樂(lè)觀[9]。雖然目前上海已完成四大水庫(kù)水源地的布局，但仍難保證萬(wàn)無(wú)一失，因此，不難引發(fā)兩個(gè)擔(dān)憂和假設(shè)：(1)如果未來(lái)長(zhǎng)江流域受上游污染影響水質(zhì)下降，作為上海中心城區(qū)主要水源地的青草沙水源地如何有效保證高質(zhì)量的供水水質(zhì)？(2)現(xiàn)有的四大水源地任一發(fā)生突發(fā)性水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)有的原水運(yùn)調(diào)系統(tǒng)能否保證原水調(diào)配的可靠？ 結(jié)論是多水源的原水運(yùn)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)和水庫(kù)型水源水質(zhì)控制風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)依然存在[7]。

2.3 新加坡用水治水對(duì)上海的啟示

綜合新加坡和上海的水資源模式和布局：(1)水源均以地表水源為主，且有效水資源不足；(2)供水水源呈多源和多樣化特征；(3)原水水量水質(zhì)的聯(lián)合調(diào)配，多系統(tǒng)互聯(lián)互通。尤其是新加坡，以極少的水資源總量支撐高度發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)和城市發(fā)展水平，新加坡在城市水資源開發(fā)保護(hù)、節(jié)約利用、宜居城市水環(huán)境的管理和建設(shè)等方面積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，即使對(duì)于“水質(zhì)型”缺水的上海也尤為值得借鑒。

2.3.1 雨水資源的管理

借鑒新加坡的城市雨水收集和利用技術(shù)，充分收集、利用建筑物屋頂及道路、廣場(chǎng)等硬化地表匯集的降雨徑流，經(jīng)收集—輸水—凈水—儲(chǔ)存等方法，利用雨水，為綠化、景觀水體、沖洗甚至是生態(tài)用水等提供補(bǔ)給，以達(dá)到綜合利用雨水資源和節(jié)約用水的目的[10]。鑒于此，新加坡的海綿城市治理理念已進(jìn)行了十年有余，現(xiàn)階段已經(jīng)非常成功，可以說(shuō)，現(xiàn)在新加坡是一塊當(dāng)之無(wú)愧的“大海綿”，目前全島2/3的國(guó)土已經(jīng)建成為城市集水區(qū)，可以充分借鑒新加坡海綿城市模式構(gòu)建富含湖泊、濕地、清潔環(huán)境和生態(tài)洼地─新上海。

2.3.2 水資源的高效利用

新加坡政府在新生水問(wèn)題上的處理態(tài)度特別值得一提。在超過(guò)20 000次全面的測(cè)試和分析后，新加坡于2002年將200萬(wàn)加侖/d(1 000加侖=4.54 m3)的“新生水”加入水庫(kù)。至2012年，新生水能滿足30%的總需水量，預(yù)計(jì)到2060年這一比例將至50%。一方面為了讓公眾從心理上充分接受“新生水”，政府實(shí)施密集的宣傳計(jì)劃；另一方面，盡管經(jīng)過(guò)充分的安全測(cè)試，但是并沒(méi)有將新生水直接接入居民家中的水龍頭，而是將新生水注入水庫(kù)，再次凈化后輸入居民家中，并持續(xù)研究和密切關(guān)注新生水飲用的安全和健康問(wèn)題。這種做法，張弛有度，似一種微妙的平衡藝術(shù)，蘊(yùn)含著管理和決策的智慧。近年來(lái)隨著上海常住人口的劇增，水資源的高效利用在民眾中推廣也顯得至關(guān)重要，目前新加坡制定了宣傳與教育計(jì)劃,舉辦了形式多樣的活動(dòng)來(lái)向公眾宣傳節(jié)約用水，通過(guò)開放式水源地，節(jié)約用水運(yùn)動(dòng)、散發(fā)節(jié)水傳單、播放節(jié)水廣告及節(jié)水卡通片、舉辦節(jié)水展覽及節(jié)水內(nèi)容的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)展示等手段來(lái)向公眾宣傳節(jié)約用水[11]。上海也可以通過(guò)多種途徑培養(yǎng)和提高民眾的水資源危機(jī)意識(shí)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)，諸如生活上通過(guò)宣傳教育，提高對(duì)節(jié)水的認(rèn)識(shí)，改變低效率的用水習(xí)慣，恰當(dāng)時(shí)候可以向民眾合理開放上海一些水源地，培養(yǎng)飲水思源和呵護(hù)母親河活動(dòng)。同時(shí)，工業(yè)用水也是上海水資源重要消費(fèi)渠道，可以通過(guò)技術(shù)革新或者相應(yīng)的水費(fèi)提高促進(jìn)水的重復(fù)利用率。

2.3.3 嚴(yán)控源頭水污染

雖然上海已通過(guò)立法，制定嚴(yán)格的法規(guī)文件來(lái)確保水源保護(hù)和污染源的有效管控，但是在很多細(xì)節(jié)把控和實(shí)際行動(dòng)方面新加坡做得更加出色。新家坡高度重視水資源管理立法，先后制訂了《水源污染管理及排水法》、《制造業(yè)排放污水條例》等一系列法律法規(guī)，建立了一套嚴(yán)格的執(zhí)法機(jī)制和程序，以及有效的監(jiān)管體系，減少了水污染事件和水資源浪費(fèi)的發(fā)生。在集水區(qū)實(shí)行了嚴(yán)格的控制污染措施，例如：在蓄水池的周圍建立綠化帶，所有建筑物配置現(xiàn)代化的衛(wèi)生設(shè)備，雨污水實(shí)現(xiàn)完全分流，給所有住宅區(qū)的排水溝渠加蓋，更新垃圾收集中心及垃圾槽的設(shè)計(jì)，減少污水的泄漏等。對(duì)沿岸河道實(shí)行嚴(yán)格管理，嚴(yán)控所有入河污染源，要求工業(yè)、生活污水100%達(dá)標(biāo)排放，否則施以極為嚴(yán)厲的罰款；對(duì)河道進(jìn)行定期的維護(hù)和生態(tài)治理，河道水面兩側(cè)岸堤復(fù)合生態(tài)固化減少水土沖刷，水面上消落區(qū)建立生態(tài)走廊，既成為城市花園的風(fēng)景線，也有效減少了不必要陸源輸入。自2016年底上海市實(shí)行河長(zhǎng)制以來(lái)，已確保至2017 年底，全市中小河道基本消除黑臭，且水域面積只增不減，特別是郊區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部的水環(huán)境質(zhì)量[12]。相信這些都可以作為上海整治“黑臭”水體的案例研究和決心提供支撐。

2.3.4 向海水要淡水

現(xiàn)階段新加坡兩座以反向滲透膜科技為主的海水淡化廠制造的水量足以應(yīng)付全國(guó)1/4 的淡水需求[5]，雖然上海現(xiàn)階段不需要像新加坡一樣依賴于海水淡化，但是上海作為中國(guó)最大的都市和科技智慧型城市，在迎接未來(lái)淡水資源供需矛盾這個(gè)巨大挑戰(zhàn)時(shí)，必須現(xiàn)在就要承擔(dān)起未來(lái)的歷史責(zé)任。同時(shí)，海水淡化作為一個(gè)技術(shù)密集型和資本密集型產(chǎn)業(yè)，也是符合當(dāng)下上海經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型所追求的質(zhì)量GDP 的內(nèi)涵式發(fā)展道路[13]。

2.4 建立典型新興污染物數(shù)據(jù)庫(kù)

新興污染物在水體中管控和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是E2S2的主要聚焦內(nèi)容之一。通過(guò)本項(xiàng)目連續(xù)多年的溯源解析和模型構(gòu)建，已經(jīng)證實(shí)集水區(qū)內(nèi)沿岸農(nóng)業(yè)區(qū)域、污水處理廠和城市高度密集區(qū)是新興污染物的主要來(lái)源，因此地表水中新興污染物管控則主要在于源頭減排或者減少污染源頭向水環(huán)境中的直接排放。通過(guò)項(xiàng)目的清單調(diào)查和試驗(yàn)研究，已經(jīng)初步建立了上海和新加坡典型新興污染物數(shù)據(jù)庫(kù)，并且借助大數(shù)據(jù)處理和云計(jì)算手段，系統(tǒng)研究了水環(huán)境中新生污染物風(fēng)險(xiǎn)管控等核心技術(shù)，并分別在新加坡和上海的代表性區(qū)域和水體進(jìn)行了實(shí)證性研究。目前研究成果已經(jīng)在新加坡得到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了覆蓋新加坡70%以上水體的水質(zhì)安全預(yù)警性監(jiān)控，世界衛(wèi)生組織(WHO)專家實(shí)地考察并將此列入國(guó)家案例，如圖3所示。上海作為全球代表性超大城市，也期待可以在上海超大城市水源管控方面帶來(lái)幫助，最終能使上海市水源地水質(zhì)安全可持續(xù)發(fā)展水平與世界先進(jìn)城市同步。

圖3 大數(shù)據(jù)處理和云計(jì)算手段用于新加坡Marina水庫(kù)中水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)管控Fig.3 Big Data Processing and Cloud Computing Means for Water Quality Risk Management in Marina Reservoir,Singapore

3 研究展望

現(xiàn)時(shí)期，終究礙于新興污染物的排放控制標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境質(zhì)量仍處于空白階段，更沒(méi)有相關(guān)法律和國(guó)際公約約束，目前僅僅停留在科學(xué)研究階段，亦未被政府和社會(huì)公眾充分重視。尤其是飲用水中一定濃度的抗生素以及其他個(gè)人生活護(hù)理品的殘留，另外環(huán)境中泛濫傳播的耐藥細(xì)菌已經(jīng)使飲用水中發(fā)現(xiàn)大量的耐藥基因。也許，這些物質(zhì)短時(shí)間內(nèi)并未給人們帶來(lái)生理上的感知性傷害，但是長(zhǎng)期的慢性健康風(fēng)險(xiǎn)絕不容忽視，強(qiáng)烈建議開展以下對(duì)策。

3.1 環(huán)境新興污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程與體系構(gòu)建

新興污染物在環(huán)境中具有低劑量、長(zhǎng)期賦存的特點(diǎn)。隨著新興污染物在環(huán)境中的檢出，對(duì)其在生物體內(nèi)的累積、食物鏈傳遞及毒性效應(yīng)等的研究越來(lái)越受到關(guān)注。然而，傳統(tǒng)的毒性評(píng)價(jià)方法集中在新興污染物作用末端點(diǎn)上對(duì)生物致死率、生殖影響、生長(zhǎng)障礙以及行為等的影響，新興污染物作用濃度高，往往采用遠(yuǎn)高于環(huán)境中實(shí)際存在的濃度，因而并不能真實(shí)反映新興污染物在低濃度長(zhǎng)期暴露條件下的生物效應(yīng)，尤其是忽視了其可能對(duì)于受試生物體產(chǎn)生的hormesis效應(yīng)，因而不能對(duì)新生污染物的毒理學(xué)效應(yīng)做出全面、客觀的評(píng)價(jià)。美國(guó)環(huán)保署(Environmental Protection Agency,EPA)在評(píng)估有毒物質(zhì)的致癌性時(shí)，將hormesis 效應(yīng)納入?yún)⒖挤秶瑢?duì)化學(xué)物質(zhì)在低劑量下風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)給予了廣泛關(guān)注。

美國(guó)EPA總結(jié)了20多個(gè)用于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法，推薦生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)由4部分構(gòu)成，即受體評(píng)價(jià)、暴露評(píng)價(jià)、危害評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)表征。基于前期研究，我們已經(jīng)獲取了各類新興污染物在水環(huán)境中的賦存狀態(tài)和濃度。對(duì)于這些新興污染物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，首先，我們并不局限于傳統(tǒng)的毒性研究，而是結(jié)合這些物質(zhì)的理化性質(zhì)、生物降解力、毒性劑量效用等基本性質(zhì)，建立檢測(cè)區(qū)域水平的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，進(jìn)一步建立新興污染物在環(huán)境中的遷移及分布模型。同時(shí)，針對(duì)新生污染物低劑量賦存的特點(diǎn)，我們將利用組學(xué)技術(shù)，包括基因組、蛋白組、轉(zhuǎn)錄組和代謝組，通過(guò)生物信息學(xué)，分析檢測(cè)受試生物在低劑量暴露條件下分子水平的變化標(biāo)志物，揭示出新興污染物對(duì)于生態(tài)的影響，同時(shí)通過(guò)這些生物標(biāo)志物建立早期預(yù)警的管控體系。

3.2 優(yōu)先控制新興污染物名單建立流程與規(guī)范化管理

建立水樣中未知化學(xué)物以及微生物的定性分析方法，選取各地代表性水樣進(jìn)行定性分析，獲得水中可能存在的新興污染物。匯總地表水，尤其是飲用水中大量檢出的污染物，建立其在水中的定量檢測(cè)方法進(jìn)行短期監(jiān)測(cè)。從檢出的污染物中篩選出檢出頻率和濃度較高，且可能給人類和生態(tài)健康帶來(lái)不良效應(yīng)的污染物列入新興污染物名單初稿。接下來(lái)，將初稿上的污染物通過(guò)相應(yīng)軟件或工作進(jìn)行分類，并通過(guò)相應(yīng)專家組進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估主要根據(jù)污染物毒性效應(yīng)的嚴(yán)重等級(jí)、潛在危害性、污染物檢出普遍性、檢出大小、污染物的穩(wěn)定性以及遷移能力建立危害評(píng)分體系，確立最終的新興污染物候選名。同時(shí)，該候選名單需要根據(jù)每年開展的水樣分析以及專家評(píng)估，進(jìn)行定期更新。

根據(jù)建立的新興污染物候選名單，每年從中至少選取5種或以上的污染物，進(jìn)行深入新型低劑量毒理效應(yīng)或是健康效應(yīng)研究，依據(jù)研究成果幫助判定已選取的污染物是否具有不良健康效應(yīng)以及達(dá)到此效應(yīng)的濃度水平；環(huán)境監(jiān)測(cè)部門對(duì)候選名單上的污染物進(jìn)行較為長(zhǎng)期廣泛的監(jiān)測(cè)分析工作，通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)果幫助判定已選取的污染物是否在公眾暴露的地表水中大量檢出；同時(shí)開展并收集已有的水處理技術(shù)對(duì)已選取污染物的去除效果，以幫助判定是否通過(guò)削減技術(shù)有效降低污染物產(chǎn)生的健康危害。最終，綜合以上三方面的判定結(jié)果，由專家組判定該污染物是否進(jìn)行控制以及其控制優(yōu)先級(jí)。

總的來(lái)說(shuō)，時(shí)刻面對(duì)超大城市發(fā)展所帶來(lái)更多新興污染物的急速涌現(xiàn)，現(xiàn)階段我們所呈現(xiàn)出的研究仍然是不足的。建議和期待未來(lái)可進(jìn)一步借助計(jì)算機(jī)輔助軟件和環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建立更加可靠的方法來(lái)篩選優(yōu)先研究、控制和管理的新興污染物。

3.3 新興污染物最佳實(shí)用控制技術(shù)研發(fā)

常規(guī)污水處理工藝未考慮對(duì)新興污染物的去除，大量的研究結(jié)果也表明常規(guī)水處理工藝不能有效去除新興污染物，使得它們最終出現(xiàn)在受納水體或飲用水中。新興污染物在天然水體中的濃度很低，但它具有潛在的毒性和風(fēng)險(xiǎn)；另外，隨著越來(lái)越多的新興污染物肆意地進(jìn)入水體，這種毒性和風(fēng)險(xiǎn)會(huì)加大。城市污水處理廠已經(jīng)成為大城市水環(huán)境污染源的重要排放源，亟需開展城市污水中關(guān)于典型新興污染物以及其降解產(chǎn)物的去除技術(shù)和工藝研發(fā)，在提高新興污染物去除和降解的同時(shí)，不生成危害性更高的降解產(chǎn)物而進(jìn)入末端出水中，嚴(yán)控城市污水處理廠成為二次新興污染物的污染源。因此，對(duì)常規(guī)的水處理工藝進(jìn)行強(qiáng)化或引入一些深度處理技術(shù)，針對(duì)性地去除新興污染物，盡可能地減輕和降低對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境的潛在威脅，還是極其必要的。

飲用水處理工藝中，深度處理技術(shù)可在最大程度上去除新興污染物，但不可避免地會(huì)增加生活用水的成本。目前，技術(shù)上對(duì)于新興污染物的去除方法主要有臭氧-(生物)活性炭吸附、膜過(guò)濾和高級(jí)氧化法等。由于新興污染物種類繁多、在分子結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)方面相差較大，目前仍需要開展大量的研究，明確各種新興污染物在單一技術(shù)和組合工藝中的遷移轉(zhuǎn)化以及工藝協(xié)同去除機(jī)制，尤其要關(guān)注中間產(chǎn)物的生成問(wèn)題，從而全面、有效地應(yīng)對(duì)新興污染物給飲用水帶來(lái)的安全隱患。但是現(xiàn)階段諸多技術(shù)面臨著“技術(shù)可行”而“經(jīng)濟(jì)不可行”的瓶頸問(wèn)題，因此綜合考慮，建議上海應(yīng)逐步推廣“分質(zhì)供水”計(jì)劃，新加坡已經(jīng)部分施行，即飲用和做飯使用優(yōu)質(zhì)深度處理水，洗澡和洗衣服等使用普通自來(lái)水，家居拖洗和沖馬桶使用新生水等，從而真正做到“技術(shù)可行”和“經(jīng)濟(jì)可行”的相對(duì)統(tǒng)一，真真切切地為上海民生的飲用水安全和健康問(wèn)題提供實(shí)際有效的保障。

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