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工程院院士张杰访谈录:实现健康的社会水循环
更新时间:2014-10-12 来源:《姑苏晚报》 作者:刘放

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  根据水的健康循环理念,水资源的利用将由过去的“取水——输水——用户——排放”的单向开放型流动,转变为“节制的取水——输水——用户——再生水”的反馈式循环流程。通过水资源的不断循环利用,使水的社会循环和谐地融入到水的自然循环中,以实现水的健康循环。

  使水的社会循环和谐地融入到水的自然循环中

  晚报会客厅:张先生好!欢迎你到苏州参加学术活动。你是国内城市污水净化再生权威,也是国际上知名水处理专家,通俗地说,就是保护用水的,保护人类的生命之源的。请介绍一下我国这方面的现状。

  张杰:很对,水是生命之源,保护水源是人类义不容辞的责任。虽然道理浅显,可是人类对水资源的攫取却过于贪婪,水资源短缺和水环境恶化已经成为中国21世纪社会经济持续发展的瓶颈。中国是个不折不扣的贫水国,必须引起对水的高度关注。你看,中国的水资源总量约为28000亿立方米,人均占有量不足2300立方米,约为世界人均水量的1/4。这还能不是贫水国吗?地球上的水在不断地进行着自然循环和社会循环,在循环中还能使外来自然污染得以自净,维持水量和水质的精妙、平衡。然而,水的自然循环又和水的社会循环交织在一起,水的社会循环对水的自然循环造成了不可忽视的负面影响。我觉得,为了减少这个负面影响,根据水的健康循环理念,水资源的利用将由过去的“取水——输水——用户——排放”的单向开放型流动,转变为“节制的取水——输水——用户——再生水”的反馈式循环流程。

  通过水资源的不断循环利用,使水的社会循环和谐地融入到水的自然循环中,以实现水的健康循环。在水的社会循环中,要尊重水的自然运动规律,合理科学地使用水资源,同时将使用过的废水经过再生净化,使得上游水域的用水循环不影响下游水域的水体功能,水的社会循环不损害自然循环,从而维系或恢复城市乃至流域的良好水环境,实现水资源的可持续利用。目前,由于人类的许多短视行为,造成水的社会循环对水的自然循环形成了干扰,如果这种“干扰度”超出水的自然循环可承载的范围,就无法形成水的健康循环。解决水危机、实现水资源可持续利用的根本途径,在于实现城市水系统健康循环,也就是实现健康的社会水循环。

  因为解决了实际生产问题,才使我的科研有生命力

  晚报会客厅:你率先在国际上提出和验证了生物固锰除锰,纠正了传统技术误区,解决了半个多世纪来地下水除锰难题,成为生物固锰除锰技术第一人,使我国在该领域研究跃居国际领先水平,获得了2005年国家科技奖励。你还发表学术论文100多篇,不少论文被EI、SCI论文收录,为学术界所瞩目。

  张杰:我获得国家科技奖并不是因为EI、SCI论文收录多,而是因为解决了生产实际问题。我们常会碰到这样的现象,地下水抽上来之后,搁置一段时间就慢慢变黄或变黑,这样的水是有害的,其中的主要原因就是水中含铁锰。铁和锰虽是人体营养物质,但多了对身体有害,一些人类的慢性病与铁锰超标有关,而且对诸如纺织、饮料等行业生产上是有害无益的。因此铁锰一定要除。以往除铁锰是先除铁再除锰,而且锰很难达到饮水标准。现在我采用的生物法一起除掉铁锰,铁、锰都去除得很彻底,同时流程节省一半,总投资节省1/3。以一个中等城市的水厂为例,每天40万吨规模,用生物除铁锰能省下了50000多元,算一算就会知道这项技术的社会价值和经济价值。目前这项技术仍居国际领先水平。因为解决了实际生产问题,才使我的科研有生命力。我在2003年进行了“城市水系统健康循环研究”的课题研究,提出了建立较为系统的城市水系统健康循环理论,建立流域城市群用水重复利用、循环利用,城市用水健康循环的示范工程的发展目标。尽管这个理论提出之初受到了一些人的漠视甚至反对,但我对自己的观点坚定不移。

  我认为,因为这是针对人们过度用水、滥排污水和丢弃废提出的,是水资源的利用和水环境保护领域进行的一次革命。它将从思想上和技术上彻底改变过去那种只知用水不知再生、将水的循环人为割裂,只是片面地对其中的某个环节进行研究和处理。因此,这种革命或许需要多年才能得到广泛的认同和接受。我不是不懂得,推行水健康循环理论必然会影响到某些部门或行业利益,在没有具体成功案例的情况下,也很难找到整个水系流域进行实践。同时,水环境治理也应学术、技术与工程实践相结合,并需要环保、水利、农业等多部门的综合协调进行。而这一切对于一个学者来说,太难了。我提出的健康水循环概念和系统的水环境恢复方案成果,被写入了国家中长期科技发展规划,并应用于深圳、大连等地的工程实践,这让我感觉很欣慰。

  晚报会客厅:苏州是水城,水不仅滋养着这座城市的文化,当然也与市民的日常生活息息相关。你到过苏州,江南的水资源问题也一定是进入过你的研究领域的,谈谈苏州的水好吗?

  张杰:我之前的确到过苏州,那还是很多年之前,是上世纪五六十年代,印象非常美。后来,一直没有来过。我的研究,不是针对某一个具体城市的,对苏州的水资源也不便具体多谈。借今秋苏州寒山寺文化论坛的机会,我得以再来到美丽的江南文化名城苏州,看了一些地方,品尝了一些特色美食,当然是非常喜爱这座城市的。苏州无疑是苏州人民的,但从世界上众多喜爱苏州的人来说,苏州又不仅是苏州人民的,也是世界人民的。

  苏州的文化保护做得很好,苏州的总规划不错,古城新城的定位很好,始终没有失去自我。近年连续看到南方的一些城市在暴雨中出现城市内涝现象,但苏州没有过,这很了不起。说明苏州的前人给后人造了福,后人也知道珍惜这份福,没有做愧对前人和后人的事情。这也是天下喜爱苏州的人们所愿意看到的。但是太湖的蓝藻暴发过几次,这显然主要是水的社会循环造成的,应该给我们敲响警钟,要综合地给予治理。所以,本次寒山寺文化论坛的主题难能可贵,“生态文明,和合文化”,用各种文化形式,包括宗教对人们的教化作用,唤醒人们对生态的重视,对自己的生活行为方式的约束,是很有积极意义的。

  以地下水源为主的118个城市中,仅有3%的城市地下水尚属清洁

  晚报会客厅:你这一生与水打交道,像大禹治水一样,的确非常有意义,站在高高的位置上俯瞰自己的研究工作,可以说一生都在面对自己的生命同类的生存和生活质量,想必有很多难以忘怀的事情吧?

  张杰:谢谢鼓励。其实也没有那么诗意,也从来没有感觉“高高在上”,还是脚踏平地的。如同水的本性,顺势而为吧,许多时候也只能是尽自己的良心和本分在工作。说到过去经历中难忘的项目,我倒想起年轻时搞的一个项目,至今还常常想起。时间过去好几十年了,当时吉林白山市要搞一个给水工程,准备修水库。我当时作为工程科研人员,发现当时的任务书上有误,白山地区是石灰岩地层,建水库会漏水的。经过认真踏勘研究,我和我的同事们发现这里地下水露头发达,于是建议改为找泉,并终于找到了一年四季涌水量充沛的泉,就建议把任务书改修水库成引泉工程。泉水清澈,不用净化,泉区地势高,不用专门提升。我们的计划被采纳了,工程进展很顺利。由于工程和实际相结合了,获得了经济效益和社会效益双丰收。现在回头想,我们那时提出的更改计划,其实是冒了很大风险的,如果当时的决策者不给我们面子,仍然长官意志地我行我素,我们也是没有办法的,也只有硬着头皮上。再好的计划也只有流产。可见,开明的领导才是造福社会民生的最重要环节。一旦遇到贤明的领导,重视我们的建议,我们真的是怀着一种感恩心情在工作。

  我本人总是眼睛盯着生产实际,将自己的的研究与实际紧密结合,成果才得以不断推陈出新。我开发了城市污水净化再生全流程,创建了国内首座污水再生水厂,开发的绝氧——好氧活性污泥清除磷技术在普通二级生化处理中可同时完成去除营养盐磷的任务,而且污泥不膨胀、管理方便、出水水质良好,代替了传统的普通活性污泥法。我还主持和完成了东北长春、大连、沈阳、齐齐哈尔、哈尔滨等城市重大给水排水工程设计数十项,推动了寒冷地区给水排水工程技术的发展,感觉自己学有所有,非常幸运。虽然年龄大了,但体力还行,还是想做事。全国以地下水源为主的118个城市中,地下水几乎全部受到不同程度的污染,其中地下水污染严重的占64%,轻度污染的占33%,仅有3%的城市地下水尚属清洁。我觉得自己肩上的担子很重,我还有很多工作要做。

  晚报会客厅:请说说近年有河流出现污染,严重影响城市人民的生活,有何对策?

  张杰:这种突发的事件,让我们必须汲取教训,亡羊补牢。希望对现有的这种企业,要强化安全措施。对突发事故要有安全预案。如忽略这些措施,这些企业是不好开工生产的。我国城市水环境恢复的切入点,还应该是污水深度处理与利用。这也是从源头上控制污染。可以说在污水深度处理、超深度处理和有效利用方面的每一点进步都是对人类和地球的贡献。

  城市排水系统是促进城市用水的健康循环,恢复水环境的生命线工程,它的任务早已超出了排除雨、污水,保护城市生活环境,防止公共水域污染的范畴。目前,国内大连、深圳、北京、东北地区等地相继进行的较为系统的水资源利用和水环境恢复的研究和实践,是城市水系统健康循环理论雏形的初步应用,已经在通往社会用水健康循环的道路上迈出了坚实的一步。

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