今年4月11日到5月9日，不到一个月的时间，甘肃兰州、湖北武汉、江苏靖江等城市因饮用水受到污染而停水。一时之间，城市饮用水安全问题受到广泛关注。随着城镇化进程的加快，我国部分地区城市饮用水安全面临着较为严峻的挑战。
　　新型城镇化与饮用水安全保障
　　改革开放以来，我国城镇化经历了一个起点低、速度快的发展过程，取得了举世瞩目的成就。据统计，1978年到2013年，我国城市人口从1.7亿增加到7.3亿，城镇化率由17.9％增长到53.7％，城市数量由193个增加到658个。京津冀、长三角、珠三角三大城市群，以2.8％的国土面积集聚了18％的人口，创造了36％的国内生产总值，成为带动我国经济快速增长和参与国际经济合作与竞争的主要平台。
　　与此同时，我国传统粗放的城镇化模式也带来了一些环境问题，制约了经济社会的可持续发展。目前，传统的大气煤烟型污染尚未得到解决，PM2.5、臭氧等新型污染问题又接踵而至；城市水量型缺水问题依然存在，水质型缺水问题又进一步凸显；传统污染防治问题尚未得到彻底解决，民众对优质生态产品的需求与对环境健康的关注迅速上升，环境质量改善与市民预期尚有一定差距。
　　在这样的背景下，基于国情，我国提出了强调以人为本、注重生态文明的新型城镇化道路。其中，饮用水安全得到保障是新型城镇化建设的重要目标之一。
　　近年来，我国饮用水安全工作取得了积极进展。《2013中国环境状况公报》的数据表明，2013年，全国309个地级及以上城市的835个集中式饮用水水源地取水总量为306.7亿吨，达标率为97.3%。此外，2013年，我国新解决农村6300多万人的饮水安全问题。但是，我国饮用水安全总体形势尚不容乐观。根据环境保护部统计，我国有1.1亿居民住在重点排污企业旁边，有2.8亿居民使用不安全饮用水。
　　由于传统粗放的发展方式尚未得到根本改变，工业化、城镇化快速推进使得资源环境面临巨大压力，工业、生活和面源污染等给城市饮用水安全保障带来挑战。
　　城市饮用水安全面临的挑战
　　首先，我国水资源匮乏。人均水资源量约为2200立方米，仅为世界人均水平的28％，加之水资源时空分布不均、与生产力布局不相匹配，发展需求与水资源条件之间的矛盾较为突出，使得我国城市面临缺水危机。同时，我国城市规模不断扩大，每年新增城镇人口约1300万，供水需求快速增加，但城市基础设施建设相对滞后，使得水资源难以快速集中到人口密度高的城市，导致城市水资源缺乏问题凸显。
　　此外，用水效率也是造成我国城市缺水的原因之一。相关研究表明，我国农业用水总量大、比重高，农田灌溉水有效利用系数低于世界先进水平，单位用水的粮食产量每立方米不足1.2公斤，而世界先进水平为每立方米2公斤左右，农业粗放的用水方式间接加剧了全社会的水资源紧张；我国工业用水的重复利用率较低，约为60%，发达国家工业用水的重复利用率则为85%；我国多数城市用水器具和自来水管网的浪费损失率约为20%，节水器具普及率较低，非常规水资源利用还处于初级阶段。
　　其次，我国水环境污染较为严重。水环境受到污染，致使水质恶化不能使用，导致水质型缺水。目前，我国城市水质型缺水已经取代水量型缺水，日益成为威胁我国城市水安全的主要因素。水量型缺水一般受限于自然因素，可以通过从区外调水解决，而水质型缺水多由人为因素引起，会造成水资源丰富的地区也缺水。因此，相对于水量型缺水，水质型缺水更难解决。
　　《2013中国卫生统计年鉴》表明，我国水资源的自然本底条件较差，如北方部分平原地区地下水存在高氟、高砷的问题，导致饮用水不安全。《2013中国环境状况公报》的数据显示，2013年，我国地下水环境质量的监测点总数为4778个，其中国家级监测点800个。较差的监测点比例为43.9%，极差的监测点比例为15.7%。与2012年相比，水质变好的监测点比例为15.4%，变差的监测点比例为18.0%。地下水污染趋势呈现由点状、条带状向面上扩散，由浅层向深层渗透，由城市向周边蔓延的趋势。此外，中小城市水源还受到典型的面源污染，包括农村养殖废水和生活污水无序排放而导致的地表水和地下水污染。总体而言，水中污染物种类多元化使水污染类型复杂化，给水质安全带来挑战，增加了人体健康风险。
　　目前，全国95％以上的公共供水厂是在《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）颁布之前建设的，这些水厂传统的处理工艺尚难以保障出水完全达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求。因此，污染物种类多元化也使得传统的净水工艺面临挑战，提高了水处理的难度和成本。
　　第三，非传统安全威胁不容忽视。非传统安全威胁是指除军事、政治和外交以外的其他对主权国家以及人类整体生存与发展构成威胁的因素，如自然灾害、恐怖袭击、重大环境污染事件等。据媒体报道，今年以来，我国多地遭受旱灾，造成农作物减产，导致民众饮水困难。近年来，我国发生了多起重大饮用水安全事件，暴露出我国在突发事件预防和应急处理等方面的能力不足。
　　综上所述，我国城市饮用水安全面临的问题相互交织、相互作用、相互影响，使城市饮用水安全保障形势紧迫、复杂、严峻，制约城市经济社会的可持续发展，阻碍生态文明建设的推进。面对生态文明建设的新要求、民众民生保障的新期待，迫切需要解决城市饮用水安全保障问题。
　　城市饮用水安全保障对策与建议
　　城市饮用水安全问题的深层原因是发展方式粗放、思维观念落后、治理速度滞后污染速度等因素综合作用的结果。因此，必须加强饮用水从源头到龙头的全流程保护，从根本上保障城市饮用水安全。
　　第一，开源节流，缓解水量型缺水矛盾。
　　针对我国水资源短缺的现状，加强非常规水资源开发利用，提高用水效率，构建节水型社会，是保障城市饮用水安全的重要途径。
　　一是再生水回用。推动水资源循环利用是世界上缺水型城市的共同选择。以色列人均水资源量是世界平均水平的1/33，2011年以色列的污水回用率达到75%，在再生水回用方面值得我国借鉴和学习。以饮用为目标的回用，耗能大、成本高，与国情不相适应。因此，在推进再生水回用和污泥资源化利用的同时，再生水回用途径应当分类、排序，再倒推处理标准和工艺。脱氮除磷是污水处理的难点，回用农田的污水在做好有毒有害污染物控制后可用于灌溉，无需脱氮除磷，既能节约用水，又能提供肥料，所以再生水回用可优先考虑农业灌溉和工业利用。
　　二是优化雨水利用。研究表明，随着城市化进程的加快，道路、建筑物等不可渗透地表面日益增加，使得城市降水的径流量流失由城市开发前的10%增加到开发后的55%。我国城市供水不足，雨水收集利用率较低，约为10%，雨水资源浪费较严重。与此同时，雨水污染问题较为突出，北京污染总量的30%以上来自溢流雨水，上海的苏州河、昆明的滇池，也同样受到雨水地表径流的污染。
　　由于雨洪和污染问题相对突出，所以人们更多关注的是雨水的快排和处理，而忽视了雨水的循环利用，传统的雨水直排理念受到越来越多的挑战。因此，要改变城市原有排水的灰色路线，采用绿色路线，减少城市内涝和水环境污染，提高水资源利用率，保障水循环系统平衡，促进城市的可持续发展。
　　三是加强海水淡化技术研究和应用示范。海水淡化是缓解水资源短缺的重要举措之一，是水资源的重要补充和战略储备。目前，全球海水淡化日产量约7000万吨，其中80%用于饮用水，解决全球1亿多人的供水问题。截至2013年底，我国已建成海水淡化工程产水规模约90万吨/天，为我国饮用水安全保障提供了有益补充。但是，与发达国家相比，我国海水淡化利用率仍较低。因此，应大力开展基于可再生能源的海水淡化技术研究和应用示范，这是可再生能源和非传统水源开发利用技术未来的发展方向之一。
　　四是构建节水型社会。在开源的同时，要做好节流。通过创新节水技术与工艺、完善节水标准体系、强化节水意识与节水管理等措施，在工农业生产和生活方面提高用水效率。
　　五是实行阶梯水价。通过发挥价格因素在水需求调节等方面的作用，增强社会节水意识，避免水资源浪费。2013年，上海市实施阶梯水价；2014年4月，北京市举行了阶梯水价实施方案听证会，参会的24名代表全部同意水价上调。今年初，国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部出台了《关于加快建立完善城镇居民用水阶梯价格制度的指导意见》，要求2015年底前，所有设市城市原则上全面实行居民阶梯水价制度，引导居民合理用水、节约用水。
　　第二，污染源头防治，解决水质型缺水问题。
　　一是发展绿色经济。将生态文明理念融入我国经济发展全过程，加速产业结构调整，推进产业优化布局，建立绿色发展核算体系，引导经济发展转方式、调结构，走绿色发展道路，解决水源污染问题。
　　二是推广生态农业。2013年，我国废水中COD排放量农业源占比高达47.8%，农业面源污染已成为我国水源污染的主要形式之一。因此，推广生态农业，减少化肥和农药的使用量，对于我国水污染治理和饮用水安全保障具有重要意义。
　　三是采用绿色化的污水处理工艺。传统的污染处理技术以污水作为处理对象，仅关注水资源的恢复，忽略其资源与能源载体的属性，同时在处理过程中以能消能，释放大量的二氧化碳，有悖于可持续发展理念。而绿色化的污水处理工艺是从节能减排的角度考虑，推进新型清洁能源应用，既要污水处理达标，又要从中回收资源、能源和肥料，同时降低二氧化碳排放，实现可持续发展。
　　四是因地制宜，制定污水排放的标准。传统的污水排放标准是以污水处理技术条件为基础制定的，在特定的历史条件下为控制水体污染发挥了积极作用，但也存在一定局限，如排放标准一刀切，没有考虑不同受纳水体的自净能力和水环境容量；排放标准偏低，导致达标排放污水，水体水质不断恶化。因此，我国应在满足污水排放标准的情况下，因地制宜，根据受纳水体水质情况，倒逼污水排放标准升级。同时，针对水质相对较差的情况，严格污水排放标准，促进水环境持续改善。
　　五是加强水源地保护。建立和完善生活饮用水水源地保护规划；对重点水源地保护区内的污染源进行全面调查；禁止在生活饮用水水源保护区建设畜禽养殖场；建立饮用水水源保护区环境管理评估制度，明确饮用水水源地保护生态补偿机制；在生活饮用水水源地建设的项目，必须遵守有关规定建设。
　　第三，集成创新，提升饮用水安全保障能力。
　　一是推动水环境刚性化管理。严格落实新修订的《环境保护法》，扭转一些地方有法不依、执法不严、违法不究现象，推动水环境刚性化管理。在供水环节，开展精细化管理，减少管网漏损率和二次污染。
　　二是强化水质安全监测预警。针对我国供水水质监测技术落后、监测频率较低、不能适应新标准实施要求的问题，开展水质监测方法研究，构建和完善供水安全监测预警体系，使水质监测预警工作常态化。
　　三是优选适宜的水处理技术。当前，我国水源污染物种类繁多，水质差别较大，因此，要根据具体的水源水质情况，选择合理的水处理技术。具体而言，可以根据水源的水质状况，选择常规处理工艺、深度处理工艺或组合工艺。
　　四是健全应急处理体系。针对目前突发性水污染事件频发的现实情况，应加强饮用水安全应急体系建设，尤其要提高应急处理速度，确保人民群众的生产生活快速恢复正常。
　　五是增强应急供水能力。针对非传统安全威胁可能导致的饮用水污染问题，未雨绸缪，加强应急供水技术与设备研发。研究表明，以膜技术为核心的组合工艺是应急供水较好的工艺选择。
　　作者系中国工程院院士