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第24章 水危机(6)

水的调度有其积极的一面,也有消极的一面。几乎所有的调水工程,都有学者提出各种各样的质疑,有的是提出调水工程对沿线生态构成破坏的问题,有的是提出调水工程可能存在经济风险等等。

中国科学院地理科学与资源研究所的贾绍凤就指出,引黄济青工程,由于引来的水的成本高于当地开源和节水的花费,于是青岛就不用引黄济青的水。为了收回成本,国家不得不规定青岛即使不用水,一年也要交3900万元。工程利用率不到40%,没有达到预期的设计目标。他还指出,目前的南水北调工程规划只讨论了企业和居民对水价的承受能力,而没有考虑水价大幅提高后企业用水行为的改变。水价的大幅提高必然使企业通过节水、替代等途径减少用水量,因而需水量会明显下降。南水北调工程可能会遇到水价大幅提高后北方地区需水量下降,不用南水北调工程的风险。

三、造水工程

如果说节约用水是“节流”,水的调度只是改变水在空间上的分布,那么“造水工程”就是“开源”。国内外的实践经验表明,城市污水的再生利用,实现污水资源化,是提高水资源综合利用率、缓解水资源短缺矛盾、改善生态环境、减轻水体污染的最有效的途径之一。从社会、经济、环境整体效益出发,城市污水资源化在一定程度上也优于盲目增加供水。现在我国推行的中水就是对污水资源利用的一个很好手段,中水的利用可以在一定程度上缓解城市的水资源短缺状况。

中水又叫“再生水”,主要是指城市或生活污水经处理后达到国家规定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。在美国、日本、以色列等国,厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等,都大量地使用中水。为了有效利用中水,日本在上水道和下水道之间,专门设置了中水道。为鼓励设置中水道系统,日本政府制定了奖励政策,通过减免税金、提供融资和补助金等手段大力加以推广。新建的政府机关、学校、企业办公大楼以及会馆、公园、运动场等公共建筑物基本上都设置了中水道。

中水的利用有利于提高城市(包括工业企业)水资源利用的综合经济效益。首先,利用中水所需的投资及年运行管理费用一般低于长距离引水所需的相应投资和费用。其次,除实行排污收费外,城市污水回用所收取的水费可以使污水处理获得有力的财政支持,使水污染防治得到可靠的经济保证。第三,中水的利用可以有效地保护水源,相应降低取自该水源的水处理费用。

如果说使用中水,只是增多了有限的水的使用次数,还没有实现真正的“造水”的话,那么,海水淡化就是人类利用海水脱盐生产淡水,实现水资源利用的开源增量技术。海水淡化可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,水质好、价格渐趋合理,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。

现代意义上的海水淡化是在第二次世界大战以后才发展起来的。战后由于国际资本大力开发中东地区石油,使这一地区经济迅速发展,人口快速增加,这个原本干旱的地区对淡水资源的需求与日俱增。而中东地区独特的地理位置和气候条件,加之其丰富的能源资源,又使得海水淡化成为该地区解决淡水资源短缺问题的现实选择,并对海水淡化装置提出了大型化的要求。

海水淡化技术的大规模应用始于干旱的中东地区,但并不局限于该地区。由于世界上70%以上的人口都居住在离海洋120千米以内的区域,因而海水淡化技术近20多年迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用。资料表明,到2003年止,世界上已建成和已签约建设的海水和苦咸水淡化厂,其生产能力达到日产淡水3600万吨。目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区,淡化水大约养活世界5%的人口。海水淡化,事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题,普遍采用的一种战略选择,其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。

四、污水处理

无论采取如何严格的措施,无论采用多么先进的技术,污水的排放是不可避免的,并且水污染在很多地方已经是既成的事实,因此,研究污水的处理技术和方法就非常必要。目前,根据所采取的自然科学的原理和方法,污水处理一般分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。

物理法是利用物理作用除去污水的漂浮物、悬浮物和油污等,在处理过程中不改变污染物的化学性质,同时从废水中回收有用物质的一种简单水处理法。常用于水处理的物理方法有重力分离、过滤、蒸发结晶和物理调节等方法。重力分离法指利用污水中泥沙、悬浮固体和油类等在重力作用下与水分离的特性,经过自然沉降,将污水中比重较大的悬浮物除去。离心分离法指在机械高速旋转的离心作用下,把不同质量的悬浮物或乳化油通过不同出口分别引流出来,进行回收。过滤法是用石英沙、筛网、尼龙布、隔栅等做过滤介质,对悬浮物进行截留。蒸发结晶法是加热使污水中的水气化,固体物得到浓缩结晶。磁力分离法是利用磁场力的作用,快速除去废水中难于分离的细小悬浮物和胶体,如油、重金属离子、藻类、细菌、病毒等污染物质。

化学法就是使有毒、有害废水转为无毒无害水或低毒水的一种方法,主要有酸碱中和法、混凝、化学沉淀、氧化还原等。酸碱中和法是指采用加碱性物质处理酸性废水,加酸性物质处理碱性废水,让两者中和后,加以过滤可将废水基本净化。凝聚法指将污水中加入明矾,充分搅拌,使带电荷的胶体离子沉淀下来。化学沉淀法是在废水中加入化学沉淀剂,使之与废水中的重金属污染物发生反应,以生成难溶的固体物而沉淀。氧化还原法是加入化学氧化剂或还原剂,有选择地改变废水中有毒物质的性质,使之变成无毒或微毒的物质;电化学法是利用电解槽的化学反应,处理废水中污染物质的一种技术,包括电解氧化还原、电解凝聚等不同的过程。

物理化学法是利用物理化学作用去除废水中的污染物质,主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。吸附法是指向废水中投入活性炭等吸附剂,利用其物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除废水中多种污染物的方法。离子交换法是借助于离子交换剂中的交换离子同废水中的离子进行交换而去除废水中有害离子的方法。膜分离法是利用特殊膜(离子交换膜、半透膜)的选择透过性,对污水中的溶质或微粒进行分离或浓缩的方法的统称。萃取法是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。

生物法是利用微生物分解有机污染物以净化污水。未经处理即被排放的废水,流经一段距离后会逐渐变清,臭气消失,这种现象是水体的自然净化。水中的微生物起着清洁污水的作用,它们以水体中的有机污染物作为自己的营养食料,通过吸附、吸收、氧化、分解等过程,把有机物变成简单的无机物,既满足了微生物本身繁殖和生命活动的需要,又净化了污水。菌类、藻类和原生动物等微生物,具有很强的吸附、氧化、分解有机污染物的能力。它们对废物的处理过程中,对氧的要求不同,据此可将生物法分为好气处理和厌气处理两类。好气处理是需氧处理,厌气处理则在无氧条件下进行。生物法是废水中应用最久最广且相当有效的一种方法,特别适用于处理有机污水。

2009年3月,第五届世界水论坛在土耳其的伊斯坦布尔举行,来自全球156个国家和地区的2.8万名代表,包括90多位部长、63名市长和148位议员出席了论坛。第五届世界水论坛的主题是“跨越水的鸿沟”,下面即是具体的子主题和具体议题。

子主题一:全球变化与风险管理

议题1:应对气候变化

人们对全球变暖诸多原因和后果的理解迅速深化。水利界面临的主要问题是,气候变化将如何影响水循环?应对气候变化、减少人类和环境风险的关键战略是什么?鉴于存在很多不同的自然和经济条件,存在与影响和所需行动有关的内在不确定性,在此情况下,通过议题分会,就相应对策、技术方案、政治决议以及最优先重点进行实质性讨论。

议题2:与水有关的迁移、土地利用和人居环境变化

对水、土地和居住环境不断增加的压力,导致人口流动,反过来又对新居住环境带来影响。通过改善水管理、土地和环境,就能减少迁移需求及其对居住的影响吗?应对当前和未来人口增长的适当供水发展和管理的战略是什么?

议题3:对灾害进行管理

当前,城市化进程日益加快,气候不断变化,由此带来的更加频繁和极端的灾害,给数亿人的生命安全和经济安全带来了新威胁。首要任务是做好防灾准备工作,在不同级别政府机构间开展合作,建设与维护重要水利基础设施,以减少灾害发生时给生命、工作、财产和商业持续性带来的损失。在此情况下,对这一问题的紧迫性,对不同级别备灾工作的成本效率,对最脆弱、最不发达国家和小岛屿国家所需官方发展援助的支持等方面,存在着许多不同观点。

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