污染防治攻堅戰是中國全面建成小康社會決勝時期的“三大攻堅戰”之一。圍繞目前中國污染防治和風險管控有哪些難點?打好污染防治攻堅戰,最緊迫的任務是什么?今年是新中國成立70年,如何評價中國生態環境發展歷程?就這些熱點話題,記者專訪了2018年中國科學院科技促進發展獎獲得者、中國科學院生態環境研究中心研究員、發展中國家科學院院士呂永龍。
2018年中國科學院科技促進發展獎獲得者、中國科學院生態環境研究中心研究員、發展中國家科學院院士呂永龍。
源頭控制當務之急,應轉變生產生活方式
記者:污染防治攻堅戰是黨的十九大提出的中國全面建成小康社會決勝時期的“三大攻堅戰”之一。您認為目前中國污染防治的難點是什么?
呂永龍:對中國來講,最大的污染防治和風險管控的難點是多種污染物并存、多種污染源并發、多種環境介質受到影響,污染不僅造成生態環境風險,也通過呼吸、接觸或食物鏈/網的傳輸過程對人體健康產生潛在的威脅。不是單一的污染物產生的污染問題,而是多種種污染物在環境中并存,通過相互的物理、化學或生物化學反應,形成復合污染問題。
另外一個問題是,污染物在多種介質間傳輸,以及多種污染源并發。多種介質包括大氣、土壤、水、生物等,這些污染物不是固定在某個地方,而是通過傳輸和擴散的過程,在多種介質中都存在。多種污染源并發,不僅有點源問題,還有面源問題。
因為有這些特點,所以,要找到污染物的源頭在哪兒,到哪兒去,影響的范圍和損失多大,以及形成的原因,都成了污染防治攻堅的難點。
比如說,有的大氣污染,其實不完全是大氣污染。污染物經過大氣傳輸過程,沉降到地面,就會給土壤、水帶來污染。我們強調綜合性的污染防治,而不是單純地將水、土等環境介質割裂開來,我不太贊成水污染就治水,氣污染就治氣。土壤污染之所以很復雜,是因為這不僅僅是簡單的土壤問題,很多情況是大氣沉降、水傳輸等多種因素造成的。
記者:那么,在快速城市化和工業化的今天,打好污染防治攻堅戰,最緊迫的任務是什么?
呂永龍:當務之急是抓好源頭控制,這不是新觀念,發達國家早就提出來從源頭的預防性舉措。我認為,最根本的問題還是產業發展問題。難點在哪兒?一方面要追求經濟快速的增長,另一方面又希望有一個清潔的環境,這就需要決定采用什么樣的產業結構,這是個大問題。
污染問題從全球范圍來看并不是中國現在特有的問題,發達國家在20世紀就已經發現這樣的問題。2017年美國生態學會成立100周年的時候整理的最經典文章中有一篇1922年發表的論文,就是關于美國工業污染所引起的生態問題。尤其是20世紀五六十年代,全球關注的環境沖突,都是因為快速的經濟增長所造成的。
采用什么樣的經濟增長方式,這對環境有著根本性的影響。我認為經濟增長方式的選擇有發展階段性的因素。發展初期,有人為了經濟效益不擇手段,或者沒有太多可選擇的余地,會選擇一些已經淘汰的落后技術和產業,作為新興產業發展起來的,為什么選淘汰的產業?這是因為雖然污染相對比較重,但是成本低,在全球范圍內仍有需求。
除了產業發展之外,還有就是要轉變生活方式。如今生活所產生的污染物越來越多,而且生活的污染排放過程不像工業,工業污染排放固定的點污染源多一些,生活源污染面廣、量大。尤其與行為方式都有關系,比如,現在有一些國家已經開始控制塑料的使用,2017年肯尼亞施行全球最嚴禁塑令,在肯尼亞生產、銷售或使用塑料袋將面臨1—4年的監禁或最高400萬肯先令(約合人民幣26萬元)的罰款。除了塑料污染,化妝品、一般生活用的化工品,都存在新型污染物的問題,這些影響也是比較大的,因為它不僅對生態系統,對人體健康也會產生一定的影響。
另外,有一些司空見慣的東西,可能在某個時段變成了污染物。這是因為生活水平和質量提高后,人們對環境質量的要求也提升了。再加上隨著一些高精尖的技術手段出來,發現新型污染物的水平和能力也提升了,過去很難發現和檢測到的污染物,現在可以檢測出來了。比如,過去我們認為電子產品沒有污染,現在證明不但有,而且很多是屬于持久性的有毒污染物。所以,我們現在正在享受的東西,新的化學合成產品,看似對生態系統、人體健康沒什么影響,但是要想真正弄清楚是否有影響,還需要一個過程。
我要強調一點,在中國現階段,污染源防控與污染控制兩方面要并舉。對中國來講,現在光從源頭防控是不夠的,因為很多是過去積累的污染問題,現在必須要控制和消除這類污染,對目前的污染場地或區域要進行生態修復,提升其生態服務功能。目前大量的精力或者投入主要放在污染控制上面,我們也在想辦法從源頭上來預防。
摸清污染源家底,來去有“數”
記者:您一直強調源頭控制,然而,確定污染物的來源與去向一直是困擾中國科研工作者多年的難點。您在這方面的研究取得了什么樣的進展?
呂永龍:這是我們目前非常重要的工作,叫做污染物的源解析,污染源的辨識問題。污染源的識別分兩個方面,一方面是到底是什么樣的產業,或從工業發展過程來看有哪些工業部門,哪些具體的行業,對這類的污染貢獻比較大,要找到這一類的產業。另一方面,我們要從環境中大規模采樣分析,尤其是區域性采樣,采用環境地學方法進行系統采樣,無論從空間上還是時間上,都有序列性,比如有時間序列,了解整體污染物在介質中間的降解情況,獲取比較長時間序列的數據。
沉積物采集器安裝與前期準備
一般來講,在一個樣點采樣要堅持很長時間。每隔幾年,或者五年,再大范圍進行一次采樣,看一下這種污染物在這個時間段到底發生了什么變化。經過分析之后,可能選擇重點的研究區域進行重點采樣,要采水、土、生物、大氣各種各樣的樣本。到實驗室對這些樣本進行分析,了解環境介質(水、土、沉積物)里面的污染物的化學結構是什么樣的,再對比分析生產企業生產的化學產品結構,分析到底哪些行業是有貢獻的。
水體樣品采集
濕地分層樣品采集
淺水湖泊沉積物樣品采集
農田土壤樣品采集
河流沉積物樣品采集
另外,從歷史來看,我們采用采集定深沉積物方法,分析污染物可能在環境介質中到底存續了多長時間,隨著時間的變化,產業生產的產品與環境介質中的污染物之間到底存在什么關系。通過化學結構分析和年代溯源后,可以找出來哪些行業哪些企業對這一類污染貢獻最大。在此基礎上我們再做行業排放因子分析,并根據產品生產量對行業污染物排放量進行估算。
剛才講到的生活污染源也是非常重要的源,每個人都有貢獻。這與一個城市或地區的人口,居民可支配收入水平,富裕程度呈正相關關系。需要估算每年的排放,尤其對于城市來講,都是生活污染主要通過污染物集中處理系統對外排放,所以,通過污水集中處理系統的流量可以作為生活污染排放量的重要估算依據。由此可以獲得這兩類源各自貢獻到底有多大,全部估算完之后,就可以從時間和空間上看出其分布特征。
環境風險圖譜預警產業結構調整
記者:您這項研究是把整個水、土、食品、健康和環境整個做了一個協調聯動的鏈條,目前,這項研究有沒有運用到具體的實踐當中,以此指導地方或企業進行產業結構調整,實施可持續發展呢?
呂永龍:有。我們在解決實際環境問題的過程中,要明確污染到底對當地有哪些影響,影響范圍有多大,產生了多大的損失等。比如,北京周邊曾經是種水稻的地方,但隨著一些工業沿河道布局,河流受到了污染。當地農民種小麥、水稻、大豆、玉米之類的農作物,一直用河流的污水進行灌溉,致使離河道越近的作物收成越低,甚至顆粒無收。這類污染事件也是社會不穩定之源之一,因此,當地政府希望我們幫助分析灌溉河流的污染物、農田生態系統的污染狀況,找出造成損失的原因,給出建議,指導地方政府和農民采取必要的對策。
污染物找到之后,順著找源頭,找產業。往往造成污染的產業對當地來講都是經濟支柱甚至是地方稅收的重要部門,所以我們做科研要為當地解決問題,了解污染狀況及其根源,給政府提供決策支持。
另外,我們也會到車間對企業每一個生產環節采樣,分析哪些環節是最重要的排放源,哪些車間排放量比較大,從生產物料平衡的角度去做分析,給政府作參考,指導企業改進生產工序。
這些數據分析對地方政府和企業產業結構調整有著非常重要的意義, 通過科學的分析知道哪些產業要優先發展,哪些要制約。
記者:您的這種做法是給地方和企業繪制了一個環境風險圖譜,按照這個圖譜進行預警和產業結構調整,這個成果將來會大范圍推廣應用嗎?
呂永龍:這個是有可能的,但是實際控制的時候是不是需要對所有的污染物都控制?我認為不需要全部控制,應該根據當地的保護目標來選擇優先控制的污染物。在許多污染物并存的情況下,到底選哪些污染物優先進行控制,我們對不同保護對象的污染物風險進行了排序。風險越大就把它作為重點的控制對象,在重點區域進行優先控制。我們把各種各樣的污染物生態風險圖做出來,在控制的時候根據確定保護的目標來進行選擇。比如一個地方要保護的是一種鳥類,那就要以這種鳥類作為保護對象,它對什么樣的污染物最敏感,就優先進行控制,要分清輕重緩急。
漸進式變革的發展道路適合中國國情
記者:這樣做有的放矢,既能根據實際情況保護環境,又能因地制宜發展產業。今年是新中國成立70年,中國的環境狀況一直因發展變化,從先發展后治理到邊發展邊治理,到目前的以恢復保護為主的生態環境發展觀,您如何評價這樣的發展?
呂永龍:這個問題其實是一個比較復雜的問題。發達國家講“你們在走我們20世紀發展的老路,我們都已經污染過了,你不能再污染。”還有人提出跳躍式發展,跳躍式發展有陷阱,我并不完全贊成。在初級發展階段,中國的工業體系沒有那么先進,技術員、高級工程師、企業管理人員等各方面都缺乏的情況下,怎么能夠跳躍式發展?只能逐步發展。任何發展都要量力而行,我認為中國發展走的路是對的,選擇的是漸進式變革的發展道路,適宜的技術,這是適合中國國情的。
中國現在很多污染問題,跟上20世紀80年代鄉鎮企業的發展模式有關。當年很多地方都強調沿著河岸布局小紡織、小機械、小造紙等等,那時候人們認為冒煙就是好的,冒煙代表是有技術的,因為不了解發展過程。如今社會逐步發展了,人們對環境質量的要求也提高了,有的人說希望回到以前,但是回到以前那是一個原始的生活狀態,跟國際水平是不可比的。人們向往生活在沒有城鄉差別,過著富裕生活但又沒有污染的地區。
當前我國需要做的一個工作就是持續地支持一些科研機構,做系統性研究,注重數據資源的積累與儲備,加強生態系統保育和環境技術創新。不能再走發展低端產業的老路,要從污染源頭上控制,把好關。我國已經跨越了技術、人才、經驗儲備和積累的階段,現在要考慮的是如何發展可持續的產業,這不是簡單的GDP增長,而是生態資本也能增加,至少是保護生態的,這是極為重要的。
不要認為過去的發展都是有問題的,如果沒有過去的經歷與經驗,老百姓也不會認識到現在的環境問題,20世紀80年代還在為解決溫飽而奮斗,沒有能力去顧及到環境問題。如今經濟發展了,社會進步了,群眾的環境意識也在逐步提高,生態文明建設變得更為緊迫。
記者:能理解成這是一個必然的發展階段嗎?
呂永龍:對,如果說必然可能有的人不一定贊同,但是確確實實是一個發展階段,這個階段也培養了人的環保意識。我講一個案例,中國人對于核輻射污染的認識,最大的一次震動是2011年日本福島核事故,對1986年切爾諾貝利核泄漏事件沒有什么感覺,實際上這兩次核事故,切爾諾貝利核泄漏事件更慘痛。一是因為日本距離我們很近,二是2011年中國人已經開始關注環境、自己的安全和健康,這絕對是發展階段性的問題,需要經歷這么一個過程。
中國是解決新型環境問題最好的實驗場
記者:科研的進步和領先能夠對經濟和社會發展進行預見性的指導,那么,中國在污染防治的研究中,與國際水平相比處在怎樣的水平?
呂永龍:從時間上看,我們是有差距的。因為20世紀發達國家就遇到了很多的污染問題,那個時候就開始研究了。中國現在遇到的問題,他們曾不同程度地遇到,為什么說不同程度呢?我們現在遇到的很多污染問題比他們更復雜,比如1952年的倫敦煙霧事件,60年代的洛杉磯霧霾污染事件,這都發生在上世紀五六十年代。中國大的霧霾天氣滯后他們多少年?所以發達國家已經有這樣的經歷,對于規律的認識,研究手段和方法,特別是在一些學科的發展上,肯定是由他們發起的。比如,現在元素的生物地球化學循環研究、環境地學的研究,開山鼻祖以及走在前沿的,都是發達國家的研究人員,他們是這些學科的先驅者,而我們現在正在研究。
我們現在要做的工作就是針對中國的情況和出現的新問題,找到解決方法,研究新的理論。近些年,中國在地學、環境、生態學領域發展快速。這也是為什么我們在這些領域的國際合作非常活躍,現在和發達國家研究人員已經不是簡單的師生關系,而是一個對等的合作關系。為什么是對等合作?第一,我們現在運用的方法、手段,包括根據實際問題產生理論等方面,是可以走在前沿的。為什么能走在前沿?解決新型的環境地學和生態學問題,中國是最好的實驗場,沒有哪一個國家能比中國更好。中國幅員遼闊,地域差異也很大,發展階段也很不同,各種各樣的環境問題,各種各樣的自然災害、地學的問題都可以在中國找到。
我的團隊跟英國研究機構合作比較多,英國現在污染沒有那么嚴重,研究人員強調的是能不能把英國的科學和技術輸出到別的國家去,在尋找他們的科技能夠解決發展中國家什么樣的環境問題,我和他們說要改變一下思路,不是所有都強調是英國的科技在中國或者其他國家的應用,還要考慮中國新的理論方法在英國的應用。
我們與歐洲這些國家的差別在于,他們很多研究是非常系統性的,強調科學和政策的結合,科技成果怎么樣運用,而我們有欠缺。我們很多環境技術、標準、管理辦法屬于舶來品,我們如何做系統的研究,掌握系統的數據,在現階段非常重要,只有更科學的數據才能反映生產生活帶來的環境和生態的影響。(記者王振紅 特約記者楊柳春)