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水资源?智能用水?智慧城市

2018-09-10常俪

中国质量与标准导报 2018年2期
关键词:用水水资源利用

常俪

全球性流动、集约式农业和城市的发展,已经延伸到了曾经不适宜人类居住的地区,这使水资源的获得、使用和再利用成为制定国际标准的重要领域。

这可能是很难想象的,很多人根本就没水喝,更别说有足够的水做饭、洗衣服或是种植粮食作物了。这正是制定联合国洁净水和公共卫生可持续发展目标(SDG 6)的原因。

此项可持续发展目标(SDGs)的重要内容,突显了水在未来发展中的重要性,ISO有三个技术委员会负责水资源的有关工作。这三个技术委员会分别是ISO/TC 147 水质技术委员会、ISO/TC 224 涉及饮用水供应系统和污水系统的服务活动——服务与性能指标的质量基准技术委员会和ISO/TC 282 水再利用技术委员会。这些技术委员会已完成和正在进行中的工作(目前,管道相关的标准超过80项)与SDGs的目标一致,他们的工作范围还涉及农业、食品生产以及智慧城市。这里,我们关注的是水资源的再利用:国际标准如何为合理使用水资源提供指导?

解决方案并不总是明确的

有人认为,“最好”的解决方案是将所有水都处理净化达到完美的纯净度,但事实并非如此。ISOfocus曾采访过水资源专家Zillay Nawab,他根据水的用途说明了完全不同的用水需求。拥有超过30年专业经验的Zillay(服务的技术委员会超过5个,并是ISO/TC 282通信任务组的召集者),为ISO相关标准的制定作出了宝贵的贡献。他介绍的第一点是“水再利用的重要阶段:收集和处理。这两个阶段都需要基础设施和资金投入,所得到的水的纯净度越高,需要付出的成本越高。”

这意味着预订计划非常重要。正如Zillay所说:“重要的是水在收集阶段没被污染”,因为家庭用于洗澡的水与工业废水和冲厕所的水相比是相对“干净”的。同样,工业用水,例如冷却用水,确实不需要与饮用水一样纯净,如果将其处理到饮用水的洁净度,确实是一种资源浪费。他继续补充:“某些地区要求在废水被排放到水体、地面和排水系统之前,必须将有害物质处理掉。但是,人们看到的更多的是水污染的例子,以及因此引发的健康问题。”

Zillay是水资源权的倡导者,他将国际标准视为“帮助城市规划者和相关参与者制定解决方案”的指南。ISO标准可以使所有的利益相关者,无论市政管理机构、制造商、保险公司,还是其他相关组织,使用统一的词汇和对最佳实践有共同的理解,并参与建设性的讨论。

Zillay来自巴基斯坦,在美国学习工程,现在加拿大生活和工作。基于共识,以全球的视野看待ISO的工作是积极的,他强调“为了制定使工作更有效率的解决办法,当前的标准化工作需要发展中国家的参与”。他指出,由经验和资源丰富的ISO成员,指导和支持欠发达国家成员共同制定标准,是双赢的好事。ISO正在努力提升这方面的组织能力。Zillay还补充说,通过“意识、利益相关者协商、发达国家以及发展中国家的参与和合作,能够有效促进国际标准化的发展”。显然,Zillay作为通信任务组召集人,有利于其专业技术方面的工作。

生命體

水资源再利用的技术挑战,与水是所有生命和大多数流体的基本组成部分相关联。从化学的角度来看,水可以溶解很多物质。可以用于洗衣服和灌溉农作物,但是,当需要一杯洁净的水的时候,就要面对一定的挑战了。纯水确实是相当难以得到的,这个事实是一个令人沮丧的难题。地球三分之二的地表被水覆盖,但是,事实上这么多的水并不能直接饮用或用来灌溉农田。

海水淡化技术的挑战激发了几代工程师的兴趣。科技使我们比以往任何时候都更接近目标,目前的情况是,我们可以通过海水脱盐得到淡水,甚至是大量的可用水,但要付出巨大的经济和生态代价。尽管这种获得水的方式常常依赖于能源密集型的蒸馏或复合膜,在一些环境不适宜人类居住的地区,海水脱盐几乎是城市获得淡水的唯一途径,也是这些地区城市发展的一个趋势。

自古以来,世界上多数的大城市都建在河流沿岸(事实上,欧洲只有一个首都不是沿河而建的)。在大河沿岸建立城市的好处,不仅仅是交通运输和捕捞。市中心的河流表明了水的原始重要性。虽然河流运输的货物和人口比以前少了,但仍被广泛用于供水和运输废物。那些在缺少水资源的地区发展起来的新城市怎么样呢?

智能用水,智慧城市

一些发展迅速的城市,确实位于特别荒芜的地区。几乎没有其他城市比阿联酋(UAE)的耀眼城市发展速度更快,吸引着数以百万的游客将其作为旅游目的地;阿联酋也是全球人口增长最快的国家之一,增速约为8%,人口大量涌入的一个重要原因是,被丰厚的收入和奢侈的生活所吸引。

事实上,Zillay曾在阿布扎比工作了20多年,为中东最大的重力给料下水道排水系统和水循环系统提供过帮助。长40千米,宽5.5米的管道,是现代工程的杰作。在淡水资源稀缺的海湾国家,淡水主要依靠海水淡化厂,复杂的水回用,在节约用水意识的配合下,创建了全球最高效的水资源利用城市。

Zillay针对节约用水提出了一些观点:“例如,这里的居民用水是加拿大主要城市用水的2倍,但是,他们的水资源再利用做得很好。”这方面做得最好的是以色列的特拉维夫市,该市90%的水可以被再利用于农业和工业;阿布扎比的此项数值是85%,这都得益于战略规划与数十亿美元的投资。

如此多的卡车,看起来像阅兵

迪拜有许多事情需要做。网络视频中可以看到数千辆的油罐车排着队前往污水处理厂。在一些情况下,司机因无法忍受严重的交通堵塞,将未经处理的污水倒向雨水渠或地面,污染了地下水源或流入大海。这种情况迫切需要解决,因为水源性病原体会严重威胁人的健康,目前,70%的城市污水流进管道。若想赶上阿布扎比,安全处理和保存污水是优先要做的。

快速发展的城市如何管理水资源,不是只有海湾国家面临这些挑战。他们只是需要解决这类问题的情况比其他国家更加迫切,并且也在用先进的解决方案应对这些问题。但是,当前全球超过50%人口居住在城市,30年后将达到70%。

农业、盐度、水井、可持续性

城市的效率最高,是可持续性的,也是人类共存的一种方式。充分利用资源、有效地分配资源,从规模经济中获益,这些使人们的日常生活便利且更环保。

未来是互联的。通过了解人们的习惯、分布和人口结构、旅游需求以及资源利用模式,包括公共资源(如水),人们将得到比以往任何时候都好的服务。2017年世界标准日的主题是“智慧城市”,为解决如何使70亿人口安全舒适地在城市生活的各种问题,ISO组织全球合作共同制定国际标准的角色比以往更重要了。

但是,并不只是人类不能使用被污染的水。家禽牲畜和农作物同样无法接受盐分。粮食生产的可持续发展,需要解决过度依赖矿物质丰富的钻井水的问题,这也是粮食生产的可持续发展面临的一个重要挑战。人们对干旱和半干旱土地的灌溉导致一些土地盐化,而土地盐化会破坏农业生产。错误的水资源管理没有使土地高产,反而使成千上万公顷的土地变成了人为盐化土地,农作物在这些土地上难以生长。合理规划、精准灌溉和有效利用水资源,将解决所有这些问题。

提升生活标准

与能源不同,水可以被创造,也能被破坏。(也许有人能想起上学时的一个简单实验,一个电池连上两个放入水中的电极。如此,燃烧任何碳氢化合物都可以产生水。)但是,在实验室之外,水是有限且珍贵的资源。

感谢Zillay 这样的ISO专家和超过315项国际标准,为水资源安全、水的有效使用、收集、处理和再利用提供了参数,使这一切在全球得以实现,帮助实现可持续发展目标。水的平等获得将使约20亿每天被迫饮用受污染水的人口直接获益,同时也是关注包括“水下生存”“零饥饿”及“城市和社区”等其他目标的基础。这是值得庆贺的事情。

(原文标题:Putting the logic into hydrological,

作者:Barnaby Lewis,摘编自ISO官网)

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