城市的發展史，是一部城市與水相伴而生的歷史，改變了水環境，重塑了水生態。在自然界中，水的性質不發生變化，但是在社會中，水的性質卻一直在發生著變化。改革開放40周年，中國城鎮化率從1978年的17.9%提高到了2017年的58.5%，城鎮常住人口由1978年1.72億提高到了8.13億，走完了發達國家上半年才完成的城鎮化進程。與城鎮化相匹配的，是中國的工業化進程，40年內，我國農業用水減少了10%，工業用水增長了1.5倍，用極其有限的水資源，完成了對城市化和工業化進程的支撐，創造人類和城市史無前例的壯舉。回顧中國水環境40年的變化，可以總結以下規律：1978年~1999年以開發為主，1999年~2012年以綜合利用為主，2010年~2018年以保護修復為主，預計到2050年，可以實現我國水環境的全面好轉。同時，中國也創造了一系列世界第一：基礎設施方面截止2016年，全國城市供水能力達到3億噸/天，供水管道75.7萬公里，污水處理能力1.82億噸/天，排水管網長度57.7萬公里;科研投入方面，中國已牢牢占據SCI論文發表數量第一的寶座，各方面的科研資金投入也遙遙領先于世界其他國家。

回顧40年，我國城市水環境變化的核心問題一直是水質，從而衍生出水質與健康、水質與循環、水質與生態之間的問題，并集中反映在發展與保護的矛盾、污染與清潔的膠著、惡化與改善的博弈、提升與下降的漲落。

1、供水：水質與健康

在水質安全保障的目標下，水源微污染的現狀成為了供水的主要矛盾。為了在保質引導下發展，供水行業高度投入于護水源、修標準、強凈化、建管網，供水事業快速發展。但也總體體現出以下特點：

（1）污染與保質博弈

由于經濟的快速發展，水環境受到了一定的影響。1978年~1999年期間，我國地表水體質量惡化、污染加重，逐漸體現在有機污染嚴重和湖泊富營養化。經高度的重視和努力，2002年起，我國地表水質量達到I~III類水的比例逐年增加，水質整體向好。

（2）修標與技改協同

在保質目標的引導下，我國飲用水標準也經歷了發展的過程。自1955年《自來水水質標準暫行標準》在北京、天津、上海、大連等城市試行以來到1985年《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)發布，是解決標準從無到有的過程;1985年到2006年，國家標準完成了從35項指標到106項指標的拓展，我國飲用水標準逐步與國際接軌;2006年以來，飲用水標準逐漸將有機物和微生物作為控制重點的趨勢，既符合我國國情，又與世界水質標準發展趨勢一致;進入2018年，隨著上海地方標準的發布，指標進一步拓展至111項，標準體系逐漸向對標全球卓越城市高品質飲用水的目標努力。

標準先行，標準的完善引領技改的協同發展。上世紀80年代中期開始，我國在原有以水介烈性傳染病控制為目標的第一代處理工藝(混凝、沉淀、過濾、消毒)基礎上，開展了臭氧-生物活性炭工藝的研究，大面積推廣了以微量有機污染物和氯化消毒副產物為目標的第二代工藝。進入21世紀后，以“兩蟲”等微生物為目標的納濾膜、電滲析、反滲透等工藝逐漸進入水廠，形成第三代處理工藝，而在標準的進一步引領下，未來的水廠將以高濁度、高藻含量和微污染物凈化為控制目標，探索超濾膜、高錳酸鉀及其復合劑的應用。除了工藝本身以外，未來的水廠也將更多地關注少投加甚至零投加化學藥劑、節約土地資源、滿足健康需求等技改方向，以膜為代表的技術將進一步改變傳統凈水工藝的模式和效率。

（3）水質與能力俱增

可喜的看到，40年的不斷科研投入和實踐，使我國供水從量變到質變，水質與能力俱增。2006年以前，我國供水行業主要彌補歷史欠賬，以保障居民飲用水的基本需求為主，2006年以后，逐漸從關注量向關注質轉變，水廠工藝不斷完善，管材選擇也更注重對水質的影響。原水III類水達標率超過70%，出廠水達標率超過99%，末端水達標率也已超過96%。

（4）挑戰與創新同行

但是，健康安全保障是飲用水供給無終點的訴求，我們將面臨著地表水源的水質標準完善與精準管理、水源水質改善及生態系統修復、水源水質與凈化工藝的優化適配、從源頭到龍頭的全過程水質安全、飲用水的健康安全及民眾的心理認同等等一系列問題，一系列創新的發展方向，例如制定科學有效的水資源管理條例、實施先進長效的治理與修復措施、創建簡單低耗的清潔工藝、打通無藥劑或少藥劑的綠色過程、形成標準與效應協同的控制系統等相繼被提出，形成挑戰與創新同行的局面。

2、污水：水質與循環

控源減排始終是污水處理的主導目標，在減排的驅動下，通過減排量、嚴排標、促技改、明理念，污水處理事業高歌前行。但是，圍繞污水處理的爭論始終不斷，標準上限值從高到低、指標從少到多、變化從緩到慢;技術上灰色技術到綠色技術、資源能源消耗型處理到回收利用型處理;以及污水的資源屬性、再生水的生態融合、排放的風險控制等，污水行業在爭論中前行。

（1）環保倒逼排放提標

1988年以來，我國從水環境污染到水環境治理，排放標準逐步提升。在國家標準的基礎上，部分有條件的省市結合各自受納水體的自凈能力、所規劃的水體水質目標、水環境的生態安全水平，并結合因地制宜、量力而行、按需定標等原則，進一步制訂了更為嚴格的地方標準，不斷探索標準“寬與嚴、高與低”的困惑。

（2）科技支撐工藝進步

與供水行業相似，污水技術的支撐也與標準的發展同步。上世紀70年代A/O工藝作為污水處理主流工藝，80~90年代，A/A/O工藝、AB法等逐漸成為主流，21世紀初，改良A/A/O、回流污泥反硝化生物除硝工藝逐漸得到應用，近十年，膜工藝、高級氧化、厭氧氨氧化技術逐步興起，工藝能力不斷得到提升。

（3）創新提升綜合水平

隨著各方面能力的提升，污水處理行業逐漸依靠創新提升綜合水平，具有代表性的做法即通過高級厭氧消化產沼自給能源，同時產生有機營養土服務周邊農林土地利用等具體措施，實現廠網一體，使能與量高度融合。

（4）理念引領先進方向
 

前沿的理念，必然將進一步引導行業的進步。近年來，業界普遍認可了污水處理行業應當從達標排放與水污染控制，轉向污水再生利用與水生態恢復的處理目標。并就污水的資源屬性達成了一致，即N(營養物、資源Nutrient)、E(能源Energy)、W(水資源Water)和I(智慧Intelligent)。在此基礎上，進一步明確了污水的排放需要保障生態系統安全，并可使再生水具有生態融合的可能，用于生態蓄水補給、水體生態修復、水環境生態美化等。

3、水環境：水質與生態

40年中國城市河流和水環境的演變，經歷了從惑到求的轉變，先后承受了粗放式發展帶來的任性之果、黑臭之殤，在治理之惑中不斷求實，期望生態之合，重回魚游之境。總體而言，我國的城市水環境生態修復實在污染脅迫下進行應對，歷經曲折，從蒙昧到覺醒，如今初入理性之門。

（1） 從清潔到黑臭

記憶中的家鄉溪流，水質清澈、魚蝦成群，但如今很多河流卻水體黑臭、功能喪失。經排查，我國城市黑臭河流總認定數高達2100條，污染現狀不容小覷，黑臭合體治理刻不容緩。

（2） 從分治到綜合

2015年4月，隨著“水十條”的發布，明確到2020年，地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內，到2030年，城市建成區黑臭水體總體消除。2017年6月新修改的《水污染防治法》首次納入“河長制”，從法律層面明確各級政府的水環境治理責任。【點擊標題可跳轉閱讀《仇保興參事談黑臭水體案例、問題與“河長制”對策》】

此后，全國各地的綜合解決方案紛紛出圖，從截污納管、新建污水處理廠和現有污水廠的提標改造，再配合海綿城市的建設，城市水環境系統治理與生態修復如火如荼展開，目前共完成治理的河道已占全部黑臭水體總量的83.1%。但客觀而言，“完成治理”中有一部分僅是階段性初步治理，不能確定其長效保持，生態系統是否可以重構、黑臭會否復發等問題也尚不明確。

近兩年來，隨著不斷的實踐和總結，水環境治理逐漸由截污治污為先，轉變為生態修復為主。關注水安全、水生態、水資源、水文化，成為了綜合治理案例的主旋律。

（3） 從控污到循環

黑臭河道的整治，并不單純是一條河道的治理，我們逐漸意識到，水環境是一個循環系統，水環境的有效整治，不僅僅是控污的結果，更將對飲用水水源和生活飲用水水質帶來積極影響，同時，在污水處理廠提標改造的過程中，應用資源回收技術，可有效回收污水中的纖維、碳源、沼氣、磷等資源，實現更為綠色的生態治理。

（4 ）從環境到生態

必須認識到的是，我國水環境治理的目標必然是將生態破壞的現狀扭轉為生態文明的建設。

必須保持水生態系統的完整性，從恢復水生態功能、控制水生態風險、保障水生態安全三方面進行著手，力爭早日恢復水清岸綠、魚翔淺底的美好水環境。

挑戰與展望

從認識到實踐，從理論到方法，從人的意識到行為，歷經四十年的發展，我國水環境和水行業發展狀況發生了翻天覆地的變化。我們治水的理念也從環境上升到生態，我們對水環境的最大進步是從生態破壞走向生態文明。四十年來，我們完成了諸多壯舉，破解了諸多難題，為世界水行業發展貢獻了“中國力量”。

但是，由于我國仍處于經濟社會發展的高速期，依然將在較長時間內面對水資源短缺、水環境污染、水空間萎縮、水生態破壞等問題。面對復雜并充滿不確定性的未來，我們還要面對如何解決環境問題、如何回應民眾關切、如何化繁為簡并應對不確定性的環境風險等挑戰。

但正是在挑戰鞭策下，才能實現跨越。我們必須意識到，城市流水與我們血脈相通，深入共識生態優先的理念，全社會為城市水環境保護與修復形成強大合力，魚游之境才能是我們不再遙不可及的夢想。

迎接未來，未來已來，讓我們共同開創中國水環境水生態更加美好的未來!

作者簡介：

曲久輝，中國工程院院士，中國城市科學研究會理事長，中國科學院生態環境研究中心研究員，清華大學特聘教授，南方國家水中心首席科學家，《凈水技術》雜志編委會主任

素材來源：

《凈水技術》雜志社編輯與會第十三屆重慶水大會，聆聽學習曲久輝院士關于《城市水環境與水生態四十年回顧與展望》的主題報告，速記其重要觀點，并整理出此篇文章。【本文未經專家審核，如有表述不當之處還請諒解。】