塑料—节约和开发水资源的功臣
作者：张玉川
水是人类生存的生命线，更是维系全球可持续发展的基本资源。我国是世界上13个贫水国之一，2003年人均水资源占有量2076m3，仅为世界人均水平的1/4，居世界第121位。预测到21世纪20~30年代，中国人口将达16亿，那时人均水资源只有1800m3。水危机严重制约和威胁我国的可持续发展。塑料的发展和应用对于节约和开发水资源有无法替代的重大贡献。 1农业节水
在我国总用水量中，农业用水占70%以上（主要是灌溉用水），为了实现可持续发展，必须发展节水农业。我国的灌溉水的利用率仅为45%左右（发达国家可达80%~90%）。有很大节约潜力。有不少利用塑料的技术有显著的节水效果：
（1）水库和渠道防渗；防渗将塑料土工膜铺在水库和渠道底部和防护堤上，可显著地减少水的渗漏损失。如我国输水渠道过去大都是土渠，渗漏损失水量一般约占灌溉水量的30%~50%。
（2）管道输水灌溉；管道输水灌溉是采用塑料管替代水渠直接输水入田，节水效益更显著。
（3）喷灌：喷灌可适应于任何地形，节约土地平整工程量，取消水渠提高土地利用率。喷灌的管道和喷头都大量使用塑料。
（4）微灌：微灌是将水和作物所需养分直接送到作物根部附近土壤中的灌水方式。不仅节水而且节省劳力，而且适应不平坦地形和用于大棚、温室。微灌有滴灌，微喷，渗灌等，大部分是塑料器材。如各种滴灌管，滴灌带，微喷头，渗灌管。
（5）棚膜温室和地膜覆盖：棚膜温室是用塑料膜构建的温室大棚，地膜覆盖是在耕地上覆盖塑料薄膜。这些技术都是为农作物创造一个有利生长的温度和湿度环境，即可以增产又可以节水。
我国在农业应用塑料规模很大，成绩显著。例如；在“九五”“十五”期间全国发展防渗控制灌溉面积4850万亩，各种防渗渠道近20万公里；发展喷灌面积3137亩，发展微灌面积790万亩，应用的塑料管就有近30万吨。又如：目前我国农业塑料膜每年的用量高达到近100万吨。现在从东南到西北，到处可以看到塑料膜的温室大棚，塑料管的灌溉系统，农业塑料已经是实现农业发展，农村富裕，国家自立的根本保障。越是自然环境差的地区农业塑料的作用越突出，例如在非常干旱的新疆，由于大面积推广地膜和滴灌，现在成为我国棉花和西红柿的生产基地。 2城镇和工业节水
近20年来，随着城镇化水平的不断提高，城镇人口快速增长，城镇工业和服务业的快速发展，许多城镇出现缺水的困难。全国600多个城市中，缺水城市达400多个，其中严重缺水的城市100多个。每年因缺水造成的直接经济损失达2000亿元。解决城镇‘水荒’的根本战略措施之一是建设节水型城镇，一方面节水减排，另一方面开放新的水资源。 城镇和工业节水主要是防止泄漏损失，推广清洁生产，节水卫生器具，循环利用和利用雨水和再生水。其中都离不开塑料的发展和应用。 城镇和工业用水大都用管道输送，节约用水先要防止管道泄漏损失。我国城镇的管网还有不少陈旧失修的老管道，泄漏率相当高（甚至有的高达30%）。为了防止浪费宝贵的水资源，各地在更新旧管网和铺设新管网中都在推广应用安全可靠的塑料管道。 在城镇修复更新旧管道和铺设新管道时常常遇到的困难是这些管道很多在道路和建筑下，如果采用传统的开挖方法进行更新和修复会严重妨碍交通和扰民。现在各地都越来越多采用各种非开挖铺设管道技术，在非开挖铺设中大量利用柔韧，可熔接的塑料管。有一种非开挖修复旧管道的方法是在旧管道内插入聚乙烯衬管，例如大连自来水公司就用此方法修复了一条长4公里直径800毫米的旧管道。 工业节水的重要措施是循环利用，因为工业冷却水用量占很大比例。目前我国工业已经普遍采用各种循环重复利用的系统，无论的管道和冷却塔大都是塑料制品。城市节水的重要措施是节水卫生器具，这些节水卫生器具也不少是塑料制品。 城镇节水的重要措施是利用雨水。如果没有适当的引导管理措施，宝贵的雨水可能没有利用就流失，在沿途被污染，甚至造成积水或泛滥的灾害。所以现代的国家和城市都必须重视雨水问题。近年北京等城市制定了一系列关于城市雨水利用的政策规定和规划，雨水是宝贵资源，雨水要尽量利用的理念已被社会接受。 在这个领域塑料同样已经发挥重大作用，而且有做出更大贡献的潜能。例如我国的排雨水管已经广泛使用各种塑料管。这里介绍一种城市利用雨水资源的新技术--地下雨水存储和回灌系统：很多城市缺水，因为过度取用地下水造成地面下沉等问题。这些城市当然希望有限的雨水不要白流走，不要被污染，能够通过回灌存储在地下备用。但是由于现代城市大量地面被不透水的物体覆盖（绿地和水面总是有限的），以及因为雨水渗透通过表土层到地下储水层需要时间，在降雨集中时为了防止积水造成交通堵塞和房屋进水的问题不得不设法把雨水尽快排走。例如：北京近年因为出现暴雨造成交通堵塞事故，不得不采取加大排雨水泵系的改造措施。国际上解决这个问题的新技术是在城市的部分地面下用大直径塑料管或者可以拼组的塑料箱构成一个临时存储雨水的空间，降雨时通过城市地面的下水管系把雨水引人这种雨水存储空间，让雨水逐渐通过渗透回灌溉到地下水层。在欧洲，美国，日本的一些城市都有成功的经验，在地下存储雨水的塑料管和以拼组的塑料箱已在一些塑料制品企业大量生产。可惜国内至今和没有见到应用的报道。 3防治水污染
节约水资源必须防止宝贵的水资源被污染。众所周知，我国很多地区的缺水是‘污染型缺水’，水环境污染形势十分严峻。在防治水污染领域塑料的发展和应用已经做出重大贡献，并且可以发挥更显著的作用。这些将在另一篇‘塑料-保护环境防治污染的功臣’中介绍。 4开发水资源
开发水资源的途径是污水净化和海水淡化。 污水净化是把污水经过适当处理净化到可以再利用的‘再生水’（或称‘中水’）。根据处理的方法再生水可以达到不同的净化标准。世界上很多国家在推广利用污水资源，例如日本东京都下水局已经把‘污水处理厂’的名称变更为‘水再生中心’。现在国内很多城市开展了利用再生水，例如在北京新建的污水处理厂都同时建有‘中水厂’，现在北京每天可利用的中水量已经达到近100万立方米。目前国内再生水大部分处理水平还比较低，但是可以应用于工业冷却，城市绿化，景观用水，冲洗厕所等场合。按照《全国城镇污水处理及再生利用设施建设“十一五”规划》的要求，北方地区缺水城市再生水2010年要达到污水处理量的20%以上。 各种处理污水工程中都需要大量使用抗腐蚀性能优越的塑料。例如北京的中水管网大量采用高密度聚乙烯HDPE管道系统，其中有一条铺设在北京护城河底下的长管道直径达到1000毫米。如果要求把污水处理到更高水平有一种近年发展很快的新技术：‘膜处理技术’。膜技术的基础材料是特殊性能的塑料膜，经过‘超滤UF’和‘反渗透RO’等方法去除悬浮固体，病菌，病毒，重金属，氯化物等污染物，把污水处理到达高标准要求，甚至可以把污水处理到饮用水的标准，例如在新加坡就有这样的工程应用，建立了日处理27万吨的膜法自来水厂。 水资源缺乏的是淡水，历来人类的一个大愿望是能够利用海水。早已有各种淡化海水的方法，例如用蒸馏的方法，但是因为这些方法淡化水的成本太高无法推广，只能用在特殊的场合。近年塑料膜分离技术的发展已经可以经济地淡化海水，成本可以和其他传统获得淡水的方法竞争（例如和长途引水比）。 现在很多国家，如海湾国家、以色列、阿尔及利亚，美国都已经建立大规模的海水淡化产业。我国的膜技术水处理产业也在迅速成长，中国目前最大的海水淡化工程在天津大港，规模为日产淡化水10万吨。 所以塑料的贡献已经不限于保护水资源防治水污染，还进展到为人类开发新的淡水资源。我们相信随着塑料技术的不断发展，将来人类一定可以彻底解除阻碍全球可持续发展的‘水危机’。
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