对英国水资源环境保护研究的借鉴及思考

王秉忱

(住房和城乡建设部，北京 100007)

1 概述

随着经济的飞速发展，我国的铁路建设也迎来了大发展，截止2017年底，全国铁路营业里程达12.7万km，但铁路建设对水环境的影响不容忽视。将整个地下水系统作为研究对象，对他国的地下水环境保护进行研究分析，其成果对解决水文地质所面临的诸多课题具有一定的借鉴意义。

笔者应英国皇家学会邀请，受中国科学技术协会派遣，作为高级访问学者去英国进行水资源环境领域的考察，并对英国的主要研究机构进行了访问，还在谢菲尔德大学进行了讲学。特别可贵的是，英国政府环境部把该部编制的《长期水研究计划》赠送给我，使我们获益匪浅。

由英国政府环境部编印的《长期水研究》报告，为英国上议院科学技术委员会所属的长期水研究需求委员会聘请权威专家编写，此报告全面系统，共包括前言，内容介绍和任务，途径，社会和政治发展方向对水工业的影响，工业生产中的环境条件，外部技术因素对水质、水量的影响，内部技术变化，监测和数据检控，推荐的研究项目，研究机构及三个附录，现将有关内容摘述如下。

首先，上议院科技委反复强调长期战略性研究的重要性，它可为国家资源环境管理提供技术支撑，对水的研究，英国政府和水工业界都很关心。水资源环境的开发和管理是长期的，需求会随时代改变，包括水质标准、需求的适应性及社会标准的变化等。其重建的分布网络很大，均需很长时间去安排和管理新的建筑设施，所需费用也很高。这就说明了为什么政府和水工业界需要有长期的战略性研究规划的必要性。应大力提倡政府、水工业界和研究团体之间的密切合作，来共同发挥作用。水工业界需要以最有效的方式供水，政府要设立标准，确立实施目标，监测工业达标情况，掌握人体和生态健康状况，以及含水层系统作用的科学理念，对工业政策和生产可能产生的影响做出真实判断。研究团体关心的是与含水层系统有关的科学问题(包括水工业界使用的仪器、设备)，这些都需要用长远的眼光进行规划和实施。此外，也谈到了该委员会的人员组成，成员来自政府、水务管理局、水研究中心和广泛的科研团体等，反映了多方面的利益。关于资金预算，据粗略计算，其主要推荐项目五年内每年耗资200万英镑，其他项目五年内每年耗资100万英镑。

2 环境保护研究

运用EQO/EQS(环境质量目标/环境质量标准)和物质发散极限相结合的方法，研究弥散和中和机械作用，建立有害物质的预测模型；对含水层中有机物作用进行长期调查，扩展对有关生理学和生物化学的基础研究。

(1)饮用水质与健康

识别饮用水中不易挥发的有机物；研究分散系统对化学物数量的影响；检测水处理对病原体细菌和原生动物的影响。

(2)社会和经济项目

发展在水工业界应用风险性分析的方法。

(3)气候变化

研究由于气候变化引起的水文周期和水管理变化，评价其必要性。

(4)淡水

为预测地下水排泄与补给、沉淀运移及地下/地表水流对水质的影响，进行水文学与水文地质学研究；主要研究由微量有机物引起的地下水污染的原因、现象与影响。

(5)海生环境

建立排入污物导致海生生态环境系统变化的预测模拟模型。

(6)污泥海上处置

评价建立野外整体试验的实验室费用和可行性，目的是为了用新的方法评价在海上处置污水和污泥对环境的影响。

(7)农业林业和其他土地使用

评价水质和其他改变农业生产的因素(包括谷物类型，农药使用，杀虫剂，动物泥浆，饲料和灌溉)。

(8)陆地废物处理

对泥浆用作肥料和泥浆土地处置的长期影响进行研究。

(9)监测和数据修正

与有机物相关的物理化学环境和有机物集体内联系的长期多规律研究。

3 借鉴及思考

由上述推荐的主要长期研究项目可见，英国在水研究方面存在的问题在我国也同样存在，而有些问题则是我们尚未予以高度重视的问题，值得借鉴。最后再介绍一下英国的水文地质与环境地质研究现状。在英国，地下水提供了1/3的供水，在过去，地下水一直被认为是经过简单处理即可作为饮用水，如简单消毒或去除锰离子等。英国东部地区比较关心水中硝酸盐含量，因为近十年来水中硝酸盐含量一直在升高。根据国际卫生组织、欧共体标准委员会及医疗部门的意见，决定继续维持硝酸盐含量标准为100 mg/L(三个月平均浓度不超过80 mg/L)。

目前，需要补救的水源地只有一小部分，随着硝酸盐浓度继续上升，水处理或开发新水源地的耗资很大。现有的水处理技术需经进一步改进，以提高效率，降低成本。此外，地下水还受到微量有机物的污染，如燃料和润滑剂中碳水化合物、杀虫剂残留物、生物代谢物和废料处理池溢出物中的酚等。

这类污染物浓度一般比较低，但其逐渐累积是个应被重视的问题，如氯化硅化合物被用来作为污媒清洗剂和脱脂剂，当出现在地表水中时，可挥发到大气中，但在地下水中可积累到较大浓度。

还有淡水的富营养化问题，现在英国这一问题并不严重(只是给娱乐用水场和渔场带来了一些麻烦)，虽已对导致富营养化的机理有较好的了解，但尚无有效的经济手段来控制和解决这个问题，希望能与海外，特别是热带地区的专家共同研究解决。

关于酸化问题：因燃烧化石燃料产生的碳和氮，从氧化物而导致酸化，已有相当多的国家和国际组织对这类酸的形成、传输和沉降过程加以研究，英国的Warren spring实验室和自然环境研究所(NEC)，也观察到酸性降雨、地表水和地下水的酸度，主要以与酸沉降数量、气候、流动沉降和基床的接触程度有关，同时也与水体的中和酸容量有关。英国的酸性水研究组(UKWRG)正在评价地表水和地下水酸度，不久将发布中期报告，提出监测方面的建议，以确定下一阶段的研究需要和最终报告。

淡水鱼是英国宝贵的自然资源，也是商业捕鱼的对象。目前在农渔部、自然环境研究所、水研究中心、水务管理局、水净化委员会和各所大学正在执行R&D计划并进行研究。现已成立农渔部水联合会渔业技术联合会，负责修正渔业研究发展的技术问题。

关于饮用水与健康：我们不能松懈对饮用水中低浓度物质的监测，近来已采取更加严格的水质标准，由于水分析手段的进展，人们更加关注对水中有害化学物质和微量有机物的调查和评价，尽管目前还没有确凿的数据说明现行的化学物和微生物标准不利于人体健康。截至1981年，人们已从英国的饮用水试验中发现了300多种不稳定的有机物质，在采用更加先进的分析化学手段进行进一步的检测后，又有很多不稳定的和稳定的有机物质被发现。人们对水中的化学反应进行了大量研究，并研究了水处理的影响，但均未对供水的化学物质分布系统给以足够重视。这可能是一个重要领域，与旧分布系统革新和新技术引进有关。对饮用水中非有机物质的研究早于有机组成物的研究，在已知的这类知识中仍存在欠缺，例如不了解水中微量元素和非金属物质各种存在形式的分布规律，通常是根据饮用水和水质饮料来估量人体吸收量。在今后，我们将要了解其他吸收量，如做饭时水的蒸发，还要精确评价人体的有毒物质摄取量。目前，了解这些摄取过程的方法还很原始，对许多有毒物质的了解还是一片空白。我们已对一定的化学系统进行了足够的试验，并正在建立新的测试系统，以提供更广泛的评价基础，这种评价系统将涉及很多领域。未来的研究将在环境部和卫生部联合成立的医学顾问委员会指导下进行，我们有足够的理由怀疑水中的某些成分或几种成分的混合物对人体有害，为此应进行流行病学的研究。低量摄取产生的影响不易被检出，即使发现某种联系，也不能说明其起因和影响，应将所有的证据加以综合考虑。当评价某已知化学物时，应研究那些对有害化学成分非常敏感的人(如儿童老人)或摄取量较高的人的反应，现在已在几方面(如氮、酸度氯化物、石棉)进行了研究。长期摄取水中低浓度的化学物质可能会引起慢性疾病，尽管已进行了大量研究，但水中化学物质与人或动物的关系仍不清楚，其毒性数据的解释将主要依靠基础医学的发展。

综上所述，英国注意污染过程研究，提出采取污染起始值评价地下水污染的概念，因为地下水一旦污染，即很难治理。建议结合我国的具体国情，采取以下措施加强水资源环境保护:①重大铁路工程项目选址(线)时，原则上应绕避重要的水源地；无法绕避时，应采取必要的措施(如采取截流或堵水技术，封闭进水通道)，以减少工程建设对水资源环境的破坏。②铁路工程建设中的污水排放应加强管控，其主要污染物多为施工机械排放和遗留的石油、化学类产品(如废油、泥浆等)，应采取从源头控制的办法，加强污染物的收集和无害化处理。

编后语：王秉忱，中国工程勘察大师，从1992年开始享受政府特殊津贴，1994年被聘任为国务院参事，长期从事水文地质学，水环境评价、保护的教学与研究。为了搞清楚水环境保护方面遇到的一些问题，专程登门拜访了王秉忱大师，王大师对所列问题一一解答，并指出：“研究水文地质问题，要坚持系统的全局眼光，不能孤立地、局部地研究”。当我提出请他写一篇水环境保护的文章时，王大师很爽快地答应了，并提出“他山之石，可以攻玉”，于是就有了《对英国水资源环境保护研究的借鉴及思考》这篇文章。