童银栋，天津大学环境学院教师。
我们答题的时候，如果不知道要点的话，你就玩命地往上写，总有几个是对的。我们发现中国的城镇污水处理厂突然也成了这个局势。我们甚至不知道城镇污水处理厂到底有没有用，就玩命地建，以为建得越多效果就越好。但事实上到底怎样，我们并不清楚。我在过去三年中做的一个工作就是，去思考我们花了那么多钱到底值不值得。
生了病的湖
童银栋
大家好，我叫童银栋，来自天津大学环境学院。我们今天聊环境污染的话题。
今天来这里演讲的主要原因是我在过去三年中做的一个工作。大家都知道，中国城市尤其是大城市里面有许多污水处理厂，我们日常洗菜、洗澡以及冲马桶等生活污水可以到污水处理厂去。但是那些污水处理厂有没有用？在实际水环境中，它对我们湖泊中富贵病的处理到底有没有用？
做这个的目的其实主要是来自于两个地名，第一个地名叫琴坞。琴坞是我出生的一个小山村，我是浙江人。琴坞离上海直线距离大概是公里左右，如果开车的话，四五个小时就到了。
我也就是每年过年的时候会回村子一趟。大概是年或年，我回去的时候，突然看到了这个东西。
如果你们不仔细看的话，很可能会认为是地主人家的游泳池。但它不是地主人家的游泳池，也不是地主人家的养鱼塘，事实上这是一个氧化塘。
氧化塘是什么？城市里面会产生生活污水，农村地区也会。农村地区产生的生活污水就会汇集到氧化塘里面。在氧化塘里经过初步的微生物分解之后，才会把这部分水排放到水环境中。当然这种污水的处理方式其实是非常低级的，但是建这样一个氧化塘也不便宜，大概是在万左右。
这个成本不包括征地，因为征地说不太清楚。我说的那个氧化塘的建造成本是万，但每年运营成本还得50万左右。这是我们村子琴坞发生的事。
在同一年之内，在另一个地方出现了一个东西。这个东西大多数人肯定听到过，跟我们每个人都有接触，就是城镇污水处理厂，也就是每天我们马桶冲水最终汇集到的地方。
我虽然离开那个村，但是我在那个镇上待了很久。我发现5年那么早的时候，那么美好的一个村都已经出现了这样的一个氧化塘，这样一个不起眼的镇都出现了城镇污水处理厂。但我们却从来不知道这些东西对水环境、对太湖里面的蓝藻爆发到底有多大的作用。
我们先来看两组数据。第一组数据是年全国污水处理厂的数据，年全国已经有超过座的城镇集中污水处理厂。我说的是城镇集中污水处理厂，不包括有一些工厂、化工厂，国家会要求它们自己有一些额外的污水处理厂。
城市污水处理量和处理率
农村卫生厕所覆盖人口和覆盖率
现在中国的城镇污水处理率已经达到了84%，也就是说基本上每一个城市、每一个县城都有污水处理厂。如果建造一个每年处理到吨的污水处理厂的话，建造成本大概是在万左右。
但是如果你要把水引到污水处理厂去，还会包括各种管网。比如你经常会看到有些地方把马路给扒掉重新盖，很多时候盖的是污水处理管网。所以加上污水处理管网的话，一般一个城市建造一个污水处理厂得1.5个亿左右。
以上是指建设成本，每年还有大量的人工成本、维护成本。比如说有一些菌种是要更换的，有一些污水处理厂是需要定期维护的，这些成本基本上是一年两千万左右。所以一个污水处理厂，建造成本加上每年的运营成本，其实是一个非常庞大的数字。
另外一个数字来自于《中国环境统计年鉴》。从6年开始到年为止，中央财*直接投入支持污水处理个亿。当然我这里说的是中央财*直接投入，还不包括地方配套的，一般情况下地方配套会是它的两倍。
所以如果按照地方配套两倍计算的话，从6年到年为止，我们差不多用了一万亿来治理城镇污水，但是我们却从来不知道这个有没有效果。
看到太湖藻类仍然在爆发，肯定很多人有疑问。因此我们提出一个问题：我们花了那么多钱，太湖里面藻类还是继续爆发，那又是为什么？
我突然想起来，那个时候我去查阅统计数据，看全国到底有没有人了解污水处理厂的效果有多大，发现居然没有人。这让我想起高中时的一个例子，高考之前，尤其是我们浙江，做的最多的就是《*冈兵法》的模拟卷，好像还有王厚雄。
当我们做完模拟卷之后，一般情况下会分为这么几种人：第一，他做完模拟卷，直接对个答案就玩去了。第二类人，他会对个答案再算个分。比如说是分，他得了60分，无所谓，就走了。还有第三类人，往往是学习成绩最好的人。他对完答案之后，就算得了95分，人家还对那5分不满意，要找到问题的原因，因为找到错的原因下次就不会犯错误了。
大家应该都明白，大多数好的人其实是第三类学生。我突然觉得如果把中国的水环境污染当成我们面临的一张卷子的话，那么城镇污水处理厂的建设，就是我们对这张卷子的一个答题方法。
我们答题的时候，如果你不知道要点的话，你就玩命地往上写，总有几个是对的。我们发现中国的城镇污水处理厂突然也成了这个局势。我们甚至不知道城镇污水处理厂到底有没有用，就玩命地建，以为建得越多效果就越好。但事实上到底怎样，我们并不清楚。我在过去三年中做的一个工作就是，去思考我们花了那么多钱到底值不值得。
当然湖泊的生态系统问题其实有很多，污染也有很多，所以我们这次讨论的只是，污水处理厂是否能有效缓解湖泊中的富贵病。
首先我们来看什么是湖泊中的富贵病。富贵病其实简单地说是水体富营养化的一个表现。水体富营养化是指什么呢？是指水里面氮磷的营养元素过多而造成的水质污染的一个现象。
富营养化一般有两种表现形式，第一种是我们刚才看到的藻型富营养化。就是在湖泊上漂着一层类似油漆的东西，你是抓不到的。你一抓它就流走了，跟沙子一样。
还有一类是叫草型富营养化，草型富营养化在城市河道里面特别地多，比如说河道里经常能看到的水葫芦。
很多人可能知道水葫芦是一个外来物种，我们给的解释是这个外来物种对我们水环境系统特别的好。其实我们不知道的是，中国水葫芦那么多，本质上是因为我们湖泊里面营养盐特别多。当然一般情况下藻型富营养化所带来的直接后果，要比草型富营养化的直接后果大得多。
为什么？因为藻的生长周期很短，一般情况下只有7到10天左右，等到7到10天之后藻就会死亡。死亡之后有机质是要分解的，在有机质分解过程中会消耗水里面大量的溶解氧。
大家都知道水体里面的鱼也是要呼吸的。当藻的分解消耗了水体中大量的溶解氧，鱼就走投无路了，它也只能死。因为鱼本身也是有机质，所以它也会照样分解。结果就是形成了一个恶性循环。藻死亡发臭，然后溶解氧下降，鱼又死了。鱼死了又进一步导致溶解氧下降，最后全死了。从生态学上讲这就叫作DadZons，是一个生态学家提出来的。
所以你在看到藻类出现富营养化，或者看到绿色一片的水葫芦的时候，这个时候还算不错的。等到最后它就会出现大量的死亡，而大量的死亡之后带来的一个后果，就是你会闻到各种各样的恶臭的味道。
我们刚才提到了在水体富营养化中涉及到两种非常重要的元素，一个是氮，一个是磷。我们都知道氮对于人体来说是非常重要的。我们生命体最重要的物质是什么？蛋白质。蛋白质的基本分子，是氨基酸。氨基酸的主要成分是什么？就是氮。
我们经常说要补充蛋白质，补充蛋白质的氮来自于哪里？在我们的农耕社会时期，也叫刀耕火种时期，在每年种完粮食之后，种完小麦、水稻之后，就把它们给烧了。
因为烧完之后地是热的，趁着地是热的，就拿比如各种锄头、石头，把地给捣碎了，然后草在烧完之后形成草木灰。草木灰可以进入土壤，这部分土壤可以作为明年的农作物耕种的一个沃土。
刀耕火种在现在其实就是东北地区的烧荒。每年春天的时候环保部总是查，东北地区、山东、江苏、浙江有多少个火点。其实火点就是刀耕火种的一种表现形式，就是烧荒，但现在我们都不这么干了。现在如果大家去农场的话，都变成这么玩了。就是我们直接会在里面抓一把肥料，把肥料扔到水田里面。
我们现在利用的氨肥，或者说各种各样的以氮为形式的氨肥，包括混合肥等等，都要感谢一个人。这个人叫弗里茨·哈伯。弗里茨·哈伯是工业合成氨的创始人。如果没有他我们肯定很多时候都没有在座的各位。为什么？因为以前那种农耕的方式是没有办法负担地球庞大的人口的。
工业合成氨简单来说就是氮气加氢气催化剂在高温作用下合成氨。这个氨可以进一步转化为硝肽氨，或者说氨肽的一些肥料，然后我们可以直接用于农作物的施肥，所以我们也就不用烧荒了。
弗里茨·哈伯是因为工业合成氨这个反应，获得了诺贝尔的化学奖。他是德国人，但是他同时又是个犹太人，所以他最后命不太好，最后被希特勒给杀掉了。
弗里茨·哈伯他还有另一个罪行经常会被人控诉。如果有来自东北的朋友，你们可能知道东北地区有一个日本的*气弹。日本*气弹里面有一种非常有名的芥子气，芥子气其实就是氯气。氯气是谁发明的？也是这个弗里茨·哈伯发明的。
关于氮就告一段落了，那磷是怎么回事呢？在很久以前我们都是采用动物粪便来施肥，在那个时候还有一个比较好玩的例子就是，世界上曾经有一个国家是靠卖动物粪便发家致富的，那个国家在澳大利亚的旁边，叫瑙鲁。
瑙鲁是太平洋上的一个岛国。太平洋上有很多鸟，鸟飞来飞去，飞到一半飞不动了，那么得找个地方休息一下，然后那个休息的地方很多时候被选成了太平洋的瑙鲁，所以那边鸟粪特别多。瑙鲁曾经因为卖鸟粪变成世界上最富有的国家之一，但后来鸟粪卖得差不多了，全球海平面上升，瑙鲁现在经济环境也不是特别好。
这是我们以前用磷施肥的一个方式，后来我们由磷施肥变成了磷灰石的开采，也就是说我们不再采用动物粪便的方式。
磷灰石主要来自于哪里呢？来自于各种各样的磷矿，比如说瓮安磷矿。瓮安磷矿是亚洲最大的磷矿之一，是在我们的贵州。中国的磷矿是世界上储量第二的，但是注意，磷矿是一种不可再生资源。因为大家都觉得我们是个磷的大国，所以对磷矿资源并不是特别地在意。
包括刚才的氮肥。因为氮肥现在很便宜，一吨氮肥也没多少钱，所以导致在农田耕种过程中，用的氮肥、磷肥，都是极其地低效的。我们在农田里面的耕种，磷肥或者氮肥的利用效率大概只有20%到30%。
我们为了农耕，为了种庄稼，通过各种方法去获得氮或者磷，但事实上我们并没有珍惜，我们的利用效率是极低的。利用效率偏低的后果是什么？就导致了各种多余出来的氮跟磷，它会进入到水环境中，导致水环境的急剧恶化。
为了解释污水处理厂对于湖泊磷处理到底有没有效果，我们需要解决以下几个问题。第一个问题，我们需要问自己，中国湖泊中的污染物的浓度到底是怎么变化的？
如果在过去10年中中国湖泊中的污染物的浓度，像氮跟磷的浓度如果是越来越高的，那么毫无疑问，证明污水处理厂是没有效果的。因为如果有效果，它就不会增加了。
第二步我们需要知道人为活动向水体里面排放的氮跟磷的量。第三步我们需要知道我们哪些人为活动，是能够主导湖泊中的污染浓度变化的。第四步得确认这个主导源是否跟污水排放有关。只有通过以上四个步骤我们才能知道污水处理厂到底有没有用。这部分我可能讲得快一些，因为学术的东西确实比较无聊。
因为中国地大物博，土地利用类型变化很大，人口密度差别很大，年降水量差别很大。所以在这个过程中我们会把中国分成好几个地区，然后不同的地区看它污染物的变化。
这个图比较需要