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曲久辉院士谈农村地区饮用水安全保障问题与解决策略

时间:2021-11-02  点击:168 次 字号+  字号-
2021年10月13日,“第11届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨村镇环境科技产业交流大会”于江苏宜兴富力艾美酒店举办。中国工程院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员曲久辉作题为《脱贫地区农村饮用水安全保障战略研究》的报告。报告分析了我国农村地区饮用水安全现状和问题,提出4项针对性的策略与建议。
本文对曲久辉院士演讲发言进行整理,希望给您带来思考与帮助。

中国工程院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员曲久辉
农村饮用水安全背景与问题
此次报告我主要基于中国工程院重大战略研究与咨询项目——“脱贫攻坚与乡村振兴战略有效衔接研究”中的调研内容来谈谈农村地区饮用水安全保障的相关问题。
《国家乡村振兴战略规划》中对农村人居环境提出三个阶段的目标和要求:2020年农村人居环境显著改善,生态宜居的美丽乡村建设扎实推进;2035年农村生态环境根本好转,生态宜居的美丽乡村基本实现;2050年乡村全面振兴,农业强、农村美、农民富全面实现。可以说,国家乡村振兴战略规划有两个非常重要的指标,一个就是贫困地区农村集中供水率,这也是是脱贫攻坚的10 项主要指标之一。第二就是改善农村人居环境,建设美丽宜居乡村。所以从这个意义上来说,饮用水安全在乡村振兴战略规划当中起到举足轻重的作用。
我们在做“脱贫攻坚与乡村振兴战略有效衔接研究”项目的时候,主要聚焦三大贫困问题,一是经济发展落后的经济贫困,主要建议是贫困地区美丽乡村建设带动经济绿色发展。二是人居环境破坏的生态贫困,建议是贫困地区农村环境综合治理模式研究。还有一个就是饮用水不安全的健康贫困,这就需要贫困地区农村饮用水安全保障策略研究。
实际从20世纪90年代我国建设饮水解困工程开始,到2005-2015年的农村饮水安全工程,再到2016年-2020年农村饮水安全巩固提升工程,几十年间我国农村饮用水工程效果还是十分显著的,截至2020年底,各地共完成投资2093亿元,提升2.7亿农村人口供水保障水平,其中解决了1710万贫困人口饮水安全、1095万农村人口饮水型氟超标及苦咸水问题。
但如果深入分析就会发现,我们这些年来主要解决的是饮用水水量的问题,而水质安全的保证仍旧任重道远。这其中主要存在三方面的问题和原因:
问题1:部分农村地区安全供水保障的工程技术水平较低
工程建设方面,早期或小型供水工程建设标准偏低,工程质量不高。同时农村地区水源点多面广、单个规模较小,水质监测不到位。而农村小型集中式或分散式供水水质执行标准也普遍低于集中式供水工程。诸多原因导致农村地区供水存在安全隐患,无法保障饮水安全。
问题2:饮水安全工程管理运维资金不足
农村饮水安全属于半公益性质工程,建设投资基本按照《农村饮水安全工程建设管理办法》,由中央、地方和受益群众共同负担。运维管理一般参考《农村饮水安全工程建设管理办法》,农村饮水安全工程水价,按照“补偿成本、公平负担”;对二、三产业的供水水价,按照“补偿成本、合理盈利”的原则确定。可以说,贫困地区农村饮水安全工程建设投入和管养成本高,同时村民对用水缴费意识薄弱或不愿意缴费。
问题3:农村饮水安全工程管护系统不健全
管理机构不健全、运行管理体制不完善、用人制度不规范等问题导致农村饮水安全工程运维管理上基本没有可持续性,尚未达到“建得成、管得好、长受益”的目标。
我们在做“脱贫攻坚与乡村振兴战略有效衔接研究”战略咨询项目的时候做了很多实地调研,走访了西藏自治区的浪卡子县、萨嘎县、仲巴县、普兰县、日土县、林芝市,甘肃省临夏州、甘南州等地。调研结果从好的一方面说,是我们在农村饮用水安全方面做出了一定的成绩,全国农村集中供水率达到88%,自来水普及率达到83%,万人工程水源保护区全面划定,千人以上工程已基本实现收费全覆盖 。而存在的问题也很明显:饮用水来源不稳定,包括地表水、井水、山泉水各种水源;饮用水质无保障,矿化程度高、水质每年监测一次;最后就是处理工艺简单,基本就是沉淀处理。
脱贫地区饮用水安全保障策略与建议
基于以上调研和对问题的分析研究,我们总结了4条针对性的策略建议:
首先就是加强脱贫地区农村分散式饮用水水源地环境保护与水质安全保障。这是至关重要的,如果遵循2010年9月《分散式饮用水水源地环境保护指南(试行)》的话,目前我们至少还有三件事需要重点解决:
第一是要有水源地的标志,大家可以看看目前农村水源地,可以说有标志的屈指可数,然而没有标志怎么能有办法进行管理呢?所以一定要加强农村分散式饮用水水源地标志及隔离设施的管理维护,推进规范化建设。
第二是分散式饮用水的污染防治。这里我特别强调一点,就是农村地区一定要把水源周边,包括生活污水、垃圾、畜禽养殖、废弃物等进行统筹管理,只管水是没有用的。目前指南中只关心水源上游1公里、下游100米、周边50米,这是解决不了水源根本性问题的。
第三是要重点做好牧区牧民生活污染与牲畜粪便污染治理,目前牧民们的水源普遍不受人们关心,他们自己也不知道其中的重要性,所以非生物性污染非常普遍,这也对水源地水质安全造成了巨大隐患。
除了指南中提到的以上三点问题外,目前我们还应着重关注一个新方向,就是监测问题。我们中医里看病有个流程叫望、闻、问、切,实际我们农村水环境也是类似的方法,叫望、闻、问、尝,可以说基本就是很简单粗放的评价方式,这样是无法保证饮水安全的。所以我们一定要加强定期、常态、动态的饮用水监测力度,提高对水源水质和供水水质的监测频次、监测标准,应确保每季度开展1次常规指标监测,每年开展1次全指标监测,及时发现问题、解决问题,确保水质符合《供水生活饮用水卫生标准(GB5749)》。
第二个建议是加快推进城乡一体化和规模化供水管网向周边镇村延伸,如果不能城乡一体化的,就要因地制宜地建立分散式、小型化、标准化供水工程。美国目前的做法是建立EPA饮用水国家基金,资助供水商或家庭安装新管道及水处理设备以提高水质,但这其中也出导致一些问题的出现,USEPA 和 WHO 报告(2012)也均对此有过强调,就是长距离输水需关注微生物和消毒副产物,尤其是余氯优化控制等问题。
目前江苏地区已经实现了城乡一体化供水,共有两种模式,一种是直接供给农户、一种是间接供给。直接供给方面由于出厂水要进行长距离输送,水质变化导致农户端水中微生物超标,而间接供给由于乡村二次配置后水质波动大,农户端水中余氯、微生物不达标问题突出。针对以上问题,我们团队做了一个东南地区城乡供水一体化方面的研究,并提出了一个解决方案:对于通过管网直接供给的模式,可以在中途加上提升、补氯优化等措施减少微生物污染,而对于间接供水模式,则设立一个水站,通过采用膜处理等一些新方式,使水质得到二次净化,保证农民用水的安全。
另一方面我们还对脱贫地区小规模农村饮用水存在的问题进行了调查,结果表明,对地表水源来说,它的主要污染是浑浊度、胶体颗粒物,细菌、病毒、军团菌等微生物。而对于地下水源,除了地表水源已有那些污染物外,还有砷、氟、硝酸盐等特殊污染物。基于此,我们思考是否能研发出一些无药剂式的设备,形成针对不同水质特点的适配工艺,保障农村供水水质安全、控制水质风险。以此为目标,后来我们也做了一些工作,并取得了一些研发成果。
首先是针对优良水源的无药剂直接过滤设备。采用压力式直接膜滤、砂滤+膜滤工艺,有高通量、低膜面;无药剂、低维护;提升水质适应性等优势。在一些保护较好的塘库型饮用水源中可以很好的应用。
另一种是针对微污染水源的可采用河岸过滤-直接膜滤净水工艺。该工艺可以解决农村蓄水池、水窖等分散式供水设施中水体细菌超标的问题,目前已经在甘孜州道孚县娜乌托村供水工程中有实际案例应用。
最后是针对重污染水源,可以采用混凝-膜滤+深度紫外(VUV) -生物活性炭工艺的无药剂深度处理工艺。VUV/UV可替代O3,形成VUV/UV+O3深度处理工艺,在小规模供水中无需投加药剂,且能耗较O3更低,长期运行下,GAC表面形成生物膜,成为生物活性炭BAC,对农村生活污水+工业废水+农业面源可以有效处理。

第三个建议是提高有害污染物去除效率,不断提升供水水质。就比如说砷的问题, 以0.01 mg/L标准限值计,中国有近2000万人存在饮用水砷暴露风险,砷中毒是中国最严重的地方病之一,而全世界饮用水砷超标人口1.4亿,砷污染是孟加拉最严重的自然灾难。还有饮用水除氟,大量饮用水除氟方面的创新均失败而告终,而更换水源被视为优先策略。所以说,有了设备并不等于我们就可以保障水质安全,我们还需要用更好更新的技术来解决这个问题。

第四个建议是建立健全脱贫地区农村分散式供水工程的长效运管机制。主要包括以下几方面内容:
首先是培训,要加强村镇专业服务人员培训,提升农村分散式供水工程检测、维修、养护以及水质检测能力;
第二是水源,须建立健全农村分散式供水安全风险监测机制,做好应急预案,对于偏远地区、季节性缺水地方,采取双水源、应急供水点或应急供水措施;
第三是水价,应合理核定供水成本,全面推行有偿用水,建立合理的农村分散式供水水价形成机制,逐步实现农村供水收费全覆盖;
第四是资金,提高中央或省级财政对分散式饮用水安全工程的补贴力度,充分考虑山区、牧区、偏远地区的社会经济发展状况与工程建设需求,充分保障供水工程有效运行;
最后对于公众,要完善公众参与及监督机制,提高居民饮水安全风险防范意识。
本文根据曲久辉院士在第11届中国农村和小城镇水环境治理论坛上的发言整理,文章未经本人审核确认。
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