對英國水資源環境保護研究的借鑒及思考

王秉忱

(住房和城鄉建設部，北京 100007)

1 概述

隨著經濟的飛速發展，我國的鐵路建設也迎來了大發展，截止2017年底，全國鐵路營業里程達12.7萬km，但鐵路建設對水環境的影響不容忽視。將整個地下水系統作為研究對象，對他國的地下水環境保護進行研究分析，其成果對解決水文地質所面臨的諸多課題具有一定的借鑒意義。

筆者應英國皇家學會邀請，受中國科學技術協會派遣，作為高級訪問學者去英國進行水資源環境領域的考察，并對英國的主要研究機構進行了訪問，還在謝菲爾德大學進行了講學。特別可貴的是，英國政府環境部把該部編制的《長期水研究計劃》贈送給我，使我們獲益匪淺。

由英國政府環境部編印的《長期水研究》報告，為英國上議院科學技術委員會所屬的長期水研究需求委員會聘請權威專家編寫，此報告全面系統，共包括前言，內容介紹和任務，途徑，社會和政治發展方向對水工業的影響，工業生產中的環境條件，外部技術因素對水質、水量的影響，內部技術變化，監測和數據檢控，推薦的研究項目，研究機構及三個附錄，現將有關內容摘述如下。

首先，上議院科技委反復強調長期戰略性研究的重要性，它可為國家資源環境管理提供技術支撐，對水的研究，英國政府和水工業界都很關心。水資源環境的開發和管理是長期的，需求會隨時代改變，包括水質標準、需求的適應性及社會標準的變化等。其重建的分布網絡很大，均需很長時間去安排和管理新的建筑設施，所需費用也很高。這就說明了為什么政府和水工業界需要有長期的戰略性研究規劃的必要性。應大力提倡政府、水工業界和研究團體之間的密切合作，來共同發揮作用。水工業界需要以最有效的方式供水，政府要設立標準，確立實施目標，監測工業達標情況，掌握人體和生態健康狀況，以及含水層系統作用的科學理念，對工業政策和生產可能產生的影響做出真實判斷。研究團體關心的是與含水層系統有關的科學問題(包括水工業界使用的儀器、設備)，這些都需要用長遠的眼光進行規劃和實施。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。關于資金預算，據粗略計算，其主要推薦項目五年內每年耗資200萬英鎊，其他項目五年內每年耗資100萬英鎊。

2 環境保護研究

運用EQO/EQS(環境質量目標/環境質量標準)和物質發散極限相結合的方法，研究彌散和中和機械作用，建立有害物質的預測模型；對含水層中有機物作用進行長期調查，擴展對有關生理學和生物化學的基礎研究。

(1)飲用水質與健康

識別飲用水中不易揮發的有機物；研究分散系統對化學物數量的影響；檢測水處理對病原體細菌和原生動物的影響。

(2)社會和經濟項目

發展在水工業界應用風險性分析的方法。

(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

為預測地下水排泄與補給、沉淀運移及地下/地表水流對水質的影響，進行水文學與水文地質學研究；主要研究由微量有機物引起的地下水污染的原因、現象與影響。

(5)海生環境

建立排入污物導致海生生態環境系統變化的預測模擬模型。

(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境的影響。

(7)農業林業和其他土地使用

評價水質和其他改變農業生產的因素(包括谷物類型，農藥使用，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)監測和數據修正

與有機物相關的物理化學環境和有機物集體內聯系的長期多規律研究。

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與環境地質研究現狀。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。英國東部地區比較關心水中硝酸鹽含量，因為近十年來水中硝酸鹽含量一直在升高。根據國際衛生組織、歐共體標準委員會及醫療部門的意見，決定繼續維持硝酸鹽含量標準為100 mg/L(三個月平均濃度不超過80 mg/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上升，水處理或開發新水源地的耗資很大。現有的水處理技術需經進一步改進，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，當出現在地表水中時，可揮發到大氣中，但在地下水中可積累到較大濃度。

還有淡水的富營養化問題，現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)，雖已對導致富營養化的機理有較好的了解，但尚無有效的經濟手段來控制和解決這個問題，希望能與海外，特別是熱帶地區的專家共同研究解決。

關于酸化問題：因燃燒化石燃料產生的碳和氮，從氧化物而導致酸化，已有相當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Warren spring實驗室和自然環境研究所(NEC)，也觀察到酸性降雨、地表水和地下水的酸度，主要以與酸沉降數量、氣候、流動沉降和基床的接觸程度有關，同時也與水體的中和酸容量有關。英國的酸性水研究組(UKWRG)正在評價地表水和地下水酸度，不久將發布中期報告，提出監測方面的建議，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，也是商業捕魚的對象。目前在農漁部、自然環境研究所、水研究中心、水務管理局、水凈化委員會和各所大學正在執行R&D計劃并進行研究。現已成立農漁部水聯合會漁業技術聯合會，負責修正漁業研究發展的技術問題。

關于飲用水與健康：我們不能松懈對飲用水中低濃度物質的監測，近來已采取更加嚴格的水質標準，由于水分析手段的進展，人們更加關注對水中有害化學物質和微量有機物的調查和評價，盡管目前還沒有確鑿的數據說明現行的化學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現了300多種不穩定的有機物質，在采用更加先進的分析化學手段進行進一步的檢測后，又有很多不穩定的和穩定的有機物質被發現。人們對水中的化學反應進行了大量研究，并研究了水處理的影響，但均未對供水的化學物質分布系統給以足夠重視。這可能是一個重要領域，與舊分布系統革新和新技術引進有關。對飲用水中非有機物質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各種存在形式的分布規律，通常是根據飲用水和水質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，還要精確評價人體的有毒物質攝取量。目前，了解這些攝取過程的方法還很原始，對許多有毒物質的了解還是一片空白。我們已對一定的化學系統進行了足夠的試驗，并正在建立新的測試系統，以提供更廣泛的評價基礎，這種評價系統將涉及很多領域。未來的研究將在環境部和衛生部聯合成立的醫學顧問委員會指導下進行，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，為此應進行流行病學的研究。低量攝取產生的影響不易被檢出，即使發現某種聯系，也不能說明其起因和影響，應將所有的證據加以綜合考慮。當評價某已知化學物時，應研究那些對有害化學成分非常敏感的人(如兒童老人)或攝取量較高的人的反應，現在已在幾方面(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物質可能會引起慢性疾病，盡管已進行了大量研究，但水中化學物質與人或動物的關系仍不清楚，其毒性數據的解釋將主要依靠基礎醫學的發展。

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。建議結合我國的具體國情，采取以下措施加強水資源環境保護:①重大鐵路工程項目選址(線)時，原則上應繞避重要的水源地；無法繞避時，應采取必要的措施(如采取截流或堵水技術，封閉進水通道)，以減少工程建設對水資源環境的破壞。②鐵路工程建設中的污水排放應加強管控，其主要污染物多為施工機械排放和遺留的石油、化學類產品(如廢油、泥漿等)，應采取從源頭控制的辦法，加強污染物的收集和無害化處理。

編后語：王秉忱，中國工程勘察大師，從1992年開始享受政府特殊津貼，1994年被聘任為國務院參事，長期從事水文地質學，水環境評價、保護的教學與研究。為了搞清楚水環境保護方面遇到的一些問題，專程登門拜訪了王秉忱大師，王大師對所列問題一一解答，并指出：“研究水文地質問題，要堅持系統的全局眼光，不能孤立地、局部地研究”。當我提出請他寫一篇水環境保護的文章時，王大師很爽快地答應了，并提出“他山之石，可以攻玉”，于是就有了《對英國水資源環境保護研究的借鑒及思考》這篇文章。