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化学品(包括药物及个人护理品)的大量使用造成的水体污染已成为全球广泛关注的水质安全问题[1]。尽管这类污染物在水中的浓度不高,但其健康风险却不容低估,特别是多种化学品共存时,其导致的复合污染效已引起高度关注[2]。传统的污水处理和饮用水处理工艺对种类繁多的化学品并不能实现有效去除[3],如何解决水中的化学品污染这一环境问题,成为环境科学与工程领域的一大挑战。2018年,德国吕纳堡大学的K. KÜMMERER和美国辛辛那提大学的D. D. DIONYSIOU教授等提出了从源头削减化学品输入的水污染解决途径[4],其主要观点发表在著名学术期刊《Science》上。
该文指出,鉴于当前污水和饮用水处理技术对水中化学品的去除普遍存在局限性,人们应该将更多的关注转移到化学品污染的源头预防上。只有采取了足够的源头污染削减措施,后续水的处理过程才更有针对性,才能更有效地实现水质控制目标。对于如何削减源头化学品输入,文章提出了如下几个方面的具体措施和建议。
对于来自工业废水中的化学品污染,可以采取的削减措施有:在生产过程中尽量减少各种化学品的使用;使用可生物降解的化学品替代不可生物降解的化学品;把具有不同成分的过程用水相互分隔开来;生产过程的辅助化学品实现完全闭环,做到重复利用(零排放)。实践已经证明,在半导体和纺织等工业行业,通过分离、结晶、纯化等技术手段实现污染零排放是可行的。对于市政污水来说,实现源头分离和重复利用较为困难,但在生活日常用品(如洗涤用品和化妆品)中尽量使用可生物降解的成分,并尽可能减少化学品种类和用量是可行的。绿色与可持续化学方面的研究成果也为削减水体化学品的输入提供了一些解决方案。
从化学品的设计开始就充分考虑其环境友好性,并对其进行全生命周期评价也是解决水体污染问题的一个重要措施。通过对产品设计和组成成分的改进,可以实现其在工程过程或自然过程中被彻底分解和矿化。
除了上述措施,还应该超越对化学品功能和应用的单一认识,深入了解原材料和产品在局部、区域、国家乃至全球层面的变化和流动动态,不断提高对产品设计目标和功能的全方位认识,从而找到减少化学品种类、降低化学品复杂性的可行途径。
从政策和制度层面,政府应该大力提倡源头控制,激励企业创新,生产环境友好的化学品,鼓励消费者使用低毒和易降解的化学品。对于企业排污收费要综合考虑各项指标,不仅包括化学需氧量、氮、磷等传统指标,也应对持久性有机化合物、重金属等污染物设定限值,增加非绿色产品的生产成本。
文章最后强调,既然人们对化学品危害性的认识和相应限值的建立总是落后于新化学品的增加速度,那么,采取化学品污染的预防性措施、从源头降低其输入应是必然的选择。
我国目前的水污染形势依然严峻,水体污染控制与治理急需新的思路和战略规划,该文提出的观点值得业界思考和关注。
水污染解决途径:从源头上削减化学品输入
Solution to water pollution: reducing chemicals input at the source
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[1] SCHWARZENBACH R P, ESCHER B I, FENNER K, et al. The challenge of micropollutants in aquatic systems[J]. Science, 2006, 313(5790): 1072-1077. doi: 10.1126/science.1127291 [2] 曲久辉, 等. 饮用水安全保障技术原理[M]. 北京: 科学出版社, 2007. [3] VIENO N M, HARKKI H, TUHKANEN T, et al. Occurrence of pharmaceuticals in river water and their elimination a pilot-scale drinking water treatment plant[J]. Environmental Science & Technology, 2007, 41(14): 5077-5084. [4] KÜMMERER K, DIONYSIOU D D, OLSSON O, et al. A path to clean water[J]. Science, 2018, 361(6399): 222-224. doi: 10.1126/science.aau2405
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