變廢為寶解決“廁所”污染之困

楊蘭 曹璇

時(shí)至今日，保護(hù)環(huán)境、保護(hù)水源的理念早已深入人心，然而，具體的保護(hù)流程和措施，許多人還停留在防止水源被工廠、企業(yè)的生產(chǎn)污水侵害，禁止向民用水系內(nèi)傾倒生活垃圾等常規(guī)渠道。事實(shí)上水源受到污染是多方面的，看似難登大雅之堂的如廁問題，也有可能成為污染水源的“禍?zhǔn)住?，甚而由此引發(fā)一系列在其他方面污染環(huán)境的問題。中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所電分析化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究員李壯博士，以極度認(rèn)真和負(fù)責(zé)的精神，對此作出了一系列探討和研究，并且根據(jù)我國的實(shí)際情況提出了解決方案，記者據(jù)此對他進(jìn)行了采訪。

記者：通常說到解決污染問題，人們想到最多的是工業(yè)污染，禁止工業(yè)污水傾倒等等，您提出來的解決污染問題卻是從生活污染角度出發(fā)的。您能給我們談?wù)勀岢鲞@一方案的背景和出發(fā)點(diǎn)嗎?

李壯：曾經(jīng)有文獻(xiàn)做過這樣的調(diào)查報(bào)道，“從1852年英國誕生第一座沖水公廁開始，水沖廁所逐漸在世界范圍內(nèi)普及。水沖式廁所對改善人類的生活環(huán)境，防止糞源性疾病的流行起到了重要作用。但水沖式廁所也是污染環(huán)境的一個(gè)主要根源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每人每天大約上廁所6～8次，一年大約2500次。成年人每人每年平均產(chǎn)生糞尿約550l，其中糞便約50l尿約500l，COD約30kg糞尿中所含的養(yǎng)份以氮、磷、鉀為主。含氮4.5kg磷0.8kg鉀1.8kg這些養(yǎng)份80％以上存在于尿中水沖式廁所每次需用6-13自來水沖洗，即用99％的清潔水沖洗1％的糞便，產(chǎn)生100％的生活污水。據(jù)測算，沖廁用水約占生活用水量的20％全國城鎮(zhèn)人口每年沖廁用水不低于50億噸相當(dāng)于25座中型城市的年供水量。生活污水中人體糞便是地表水富營養(yǎng)化的主要原因。據(jù)中國科學(xué)院地理與湖泊研究所的調(diào)查和研究認(rèn)為：太湖流域各種途徑對太湖水體磷的貢獻(xiàn)率依次為：人體(糞便)排磷43 57％，洗衣排磷16.1％，畜禽排磷12.51％，農(nóng)業(yè)(化肥流失)排磷11.89％，工業(yè)(污染)排磷7.41％，水產(chǎn)養(yǎng)殖排磷5.30％，其它排磷3.22％。在江河湖海中有70％的氮也來源于生活污水?！?/p>

根據(jù)2008年度的環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)報(bào)道的數(shù)據(jù)，當(dāng)年全國的廢水排放總量為571.7億噸，其中工業(yè)廢水排放量占廢水排放總量的42.3％，生活污水排放量占廢水排放總量的比例高達(dá)57.7％。全國廢水中化學(xué)需氧量排放量為1320.7萬噸，其中生活污水化學(xué)需氧量排放量占化學(xué)需氧量占排放總量的65.4％；全國廢水中氨氮排放量127.0萬噸，生活污水氨氮占到氨氮排放總量的76.6％。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)年全國共有1692座城市污水處理廠，全年共處理廢水237.3億噸。其中，生活污水202.9億噸，占到總處理水量的85.5％，其中僅城鎮(zhèn)生活污水處理率就達(dá)到57.4％。我國的遼河、海河、淮河、長江、黃河、松花江和珠江七大流域的污水治理設(shè)施的年運(yùn)行費(fèi)用在351.6億元，城市生活污水處理率為57.0％。

在國家的“十二五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃中，主要著力削減化學(xué)需氧量和氨氮排放量，規(guī)劃將化學(xué)需氧量排放總量由2010年的2551.7(萬噸)降低到2015年的2347.6(萬噸)；氨氮排放總量由2010年的264.4(萬噸)降低到2015年的238(萬噸)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，國家還啟動(dòng)了建國以來投資最大的水污染治理科技項(xiàng)目，總經(jīng)費(fèi)概算三百多億元的水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(水專項(xiàng))。

從以上數(shù)據(jù)我們可以得知，一方面，人類糞便處理造成了大量寶貴的水資源的浪費(fèi)，污染了環(huán)境，人們不得不投入大量的資金建設(shè)污水收集與處理系統(tǒng)；另一方面，巨量化肥的使用不僅降低了土壤質(zhì)量，而且進(jìn)一步污染了地下水及河流。我們很早就意識到：如果能將糞便單獨(dú)收集、集中處理就可以變廢為寶，從源頭上解決糞便污染，大大降低生活污水中的化學(xué)需氧量和氨氮排放量。而且，從現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展來講，具有實(shí)施的可能性。進(jìn)一步延伸，還有可能同時(shí)解決餐廚垃圾對環(huán)境的污染。

但是，由于沖水馬桶在世界各個(gè)城市及富裕地區(qū)的普及，城市居民打開水龍頭就能得到自來水，如廁之后一按按鈕馬桶就會(huì)出水，將排泄物沖走；很少有人關(guān)心這些自來水是從哪里來的，以及那些排泄物進(jìn)入下水道之后去了哪里。要改變?nèi)藗兊摹胺奖恪毕到y(tǒng)，非常困難。然而，來自互聯(lián)網(wǎng)的一則消息為解決“將糞便單獨(dú)收集、集中處理、變廢為寶，從源頭上解決糞便污染”，這一難題找到了突破口。

記者：您所講的突破口是什么?

李壯：2011年11月15日，云南省盈江縣委副書記在微博上發(fā)帖稱盈江地震災(zāi)區(qū)盞西鎮(zhèn)中心寄宿制小學(xué)是一所山區(qū)小學(xué)，共有師生1000多人，全校卻只有男女各七個(gè)蹲位的小廁所。每到早操結(jié)束或課間休息時(shí)，廁所都非常擁擠，要排長長的“方便隊(duì)”。該小學(xué)一老師說，“……大部分學(xué)生都去這個(gè)廁所方便，課間休息15分鐘，一直都很擠，學(xué)生們需要排隊(duì)如廁。確實(shí)有個(gè)別學(xué)生靠每天少喝水來減少去排隊(duì)?！薄袄蠋焸儾扇×苏{(diào)劑措施，學(xué)生上課后，老師講完課程或者抽空去上廁所……”該縣委副書記呼吁：“孩子們希望能有一個(gè)大廁所，希望有能力的人們能幫助解決這個(gè)難題!”

因?yàn)槲业耐陼r(shí)代是在陜北度過的，曾經(jīng)在農(nóng)村城鎮(zhèn)的學(xué)校就讀，所以對微博上的這條消息感同身受。目前我國許多農(nóng)村城鎮(zhèn)學(xué)校仍然以使用旱廁為主，衛(wèi)生條件差，夏天蚊蛆四串，蒼蠅亂飛，臭氣熏天，即便如此，相當(dāng)多的農(nóng)村城鎮(zhèn)學(xué)校仍然由于蹲位少，存在如廁困難的問題。

我們本著因地制宜、就地取材的原則，提出了簡潔而有效地“零污染、零感染、零廢棄物排放，變廢為寶”解決方案。

盡管目前的方案比較實(shí)用，還可以解決沒有衛(wèi)生間的家庭在室內(nèi)大小便的問題。但還比較簡陋。然而，對于沒有水沖廁所，甚至旱廁也不夠的農(nóng)村城鎮(zhèn)來說具有必要性和可行性。并可以在使用過程中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，為全面推廣提供經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。成為“由農(nóng)村包圍城市”，向全人類推廣“零污染、零感染、零廢棄物排放，變廢為寶”如廁方式的突破口。

記者：您是研究應(yīng)用化學(xué)和電分析化學(xué)專業(yè)的，不僅是電分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究員.博士生導(dǎo)師，而且還曾在德國著名的Jena分子生物技術(shù)研究所分子細(xì)胞和電子顯微學(xué)實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任客座科學(xué)家。是什么力量促使您關(guān)注到“如廁”這一看似不起眼的問題的?

李壯：這些年來，我主要從事DNA與蛋白質(zhì)相互作用、掃描探針顯微學(xué)及納米化學(xué)領(lǐng)域的研究工作，曾經(jīng)提出了利用原子力顯微鏡制作基礎(chǔ)因組DNA高分辨物理圖的概念，改進(jìn)和發(fā)展了DNA、單鏈DNA及DNA／限制性內(nèi)切酶EcoRI在DNA質(zhì)粒pBR 322上酶切點(diǎn)和星號活力高分辨物理圖，成功獲得了人類基因組130kb-190kb BAC DNA克隆分子展開形貌圖，為發(fā)展快速、精

確、簡便的用于解決大規(guī)模DNA測序中排序與組裝困難的高分辨物理圖提供了可能。近年又負(fù)責(zé)973項(xiàng)目“納米材料與納米技術(shù)在水污染物檢測與治理中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究“課題“基于納米材料與納米技術(shù)發(fā)展高效、快速、智能檢測表征系統(tǒng)的新原理、新方法”作為一名科學(xué)家，研究工作不能局限在書齋和實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)該放眼到外界更廣闊的天地里。

我們從事科學(xué)研究目的是為人類提供更好的生活、生存環(huán)境，解決國家、人民切身相關(guān)的實(shí)際問題。我童年時(shí)期在陜北的生活經(jīng)歷給我留下了非常深刻的印象，所以我了解農(nóng)村城鎮(zhèn)學(xué)校、家庭如廁難這一實(shí)際問題。有人曾經(jīng)說過，人不吃飯可以堅(jiān)持生存一個(gè)月，不喝水能夠維持生存一個(gè)星期。但是，人不大小便能夠堅(jiān)持多長時(shí)間?如廁問題看上去簡單，實(shí)際上是人類最基本、最重要的生命活動(dòng)內(nèi)容之一。目前水沖廁所雖然方便，但后果是浪費(fèi)了資源，污染了環(huán)境。人們不得不花大力氣治理。

記者：您能給我們具體介紹一下您所研究的解決污染源頭.改善如廁環(huán)境的方案以及這一方案的特點(diǎn)嗎?

李壯：要在農(nóng)村城鎮(zhèn)學(xué)校推廣必須考慮經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，我所提的方案特點(diǎn)是“零污染、零感染、零廢棄物排放變廢為寶”，而且簡便易行。

具體到方案本身，因?yàn)殛P(guān)系到如廁問題，其實(shí)本方案可以按照大便和小便的步驟來區(qū)別劃分。1.小便：步驟：A.將飲料瓶用剪刀剪成塑料杯作為支撐物。B.將一次性不透明可降解塑料袋放入塑料杯，可降解塑料袋袋口粘有封口膠帶或扎口絲。C.將小便便入可降解塑料袋后，用粘在袋口的封口膠帶或扎口絲將裝有尿液的塑料袋密封。D.將密封的裝有尿液的塑料袋從支撐的塑料杯中取出，放到指定的地方集中處理。E.將支撐的塑料杯歸還或放到指定位置以便重復(fù)使用。如果希望能夠進(jìn)一步降低費(fèi)用，用口徑較大的帶蓋的飲料瓶也可以。小便后，將瓶中尿液倒入指定的尿液收集桶，空瓶蓋蓋后可重復(fù)使用。(當(dāng)然，為了避免交叉感染，最好每個(gè)人用自己的尿瓶)。而且經(jīng)過適當(dāng)?shù)木毩?xí)這一方法也可適用于女性。

2.大便：步驟：A.將塑料便盆(淘寶價(jià)格5元／個(gè))作為支撐物。B.將一次性不透明可降解塑料袋放入塑料便盆，可降解塑料袋袋口粘有封口膠帶或扎口絲。C.將大便便入可降解塑料袋后，用粘在袋口的封口膠帶或扎口絲將裝有大便及手紙的塑料袋密封。D.將密封的裝有大便及手紙的塑料袋從支撐的塑料便盆中取出，放到指定的地方集中處理。E.將塑料便盆歸還或放到指定位置以便重復(fù)使用。

3.使用場所：本方案無需構(gòu)建特殊建筑，只要能將男女分開，各自擁有隱秘空間即可。甚至下課后可以在教室或禮堂用布或不透明塑料布拉成隔離空間，分別供男女當(dāng)廁所用，大小便后將密封在塑料袋中的大小便放到指定的地方，將布或不透明塑料布撤離之后，教室或禮堂即又可正常使用。此外還可采用更簡單的辦法：下課后將教室分為男教室和女教室，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)分別用作男廁所和女廁所，規(guī)定的時(shí)間結(jié)束后恢復(fù)原教室。其實(shí)在任何地方拉個(gè)簾子形成隱秘空間，都可以方便，將簾子撤掉又可還原原來空間，但是如果有條件還是建議建造專門使用地方。

4.集中處理：A.在大小便的場所或指定其他地方放至少帶有兩個(gè)容器的車(或手推車)用于分別收集小便和大便，容器中放大的較結(jié)實(shí)的塑料袋，當(dāng)快收集滿時(shí)，將袋口密封進(jìn)一步保證沒有臭氣泄露。B.將密封的塑料袋中的大小便運(yùn)到指定的地方堆肥還田，或制造有機(jī)化肥，制造沼氣或制備生物燃料。小便還可以賣給生物公司提取尿激酶等。

由于本方案采取將大小便密封在一次性不透明可降解塑料袋中，解決了臭味問題，也解決了蚊蛆蒼蠅寄生蟲及交叉感染問題。但要求教育使用者必須習(xí)慣將塑料袋口封閉，嚴(yán)格管理。

原則上本方案可用于解決任何多人同時(shí)如廁、可以解決沒有衛(wèi)生間的家庭在室內(nèi)大小便的問題。由此擴(kuò)展，原則上本方案可以解決人類的如廁問題。當(dāng)然，在技術(shù)和加工制造及管理方面需要根據(jù)實(shí)際情況相應(yīng)地改進(jìn)和發(fā)展。要全面推廣，必須進(jìn)一步研究和發(fā)展完善更方便的全自動(dòng)技術(shù)。

記者：您認(rèn)為您的研究方案還有哪些需要改進(jìn)和注意的地方?

李壯：“零污染、零感染、零廢棄物排放，變廢為寶”是一種理想化的境界，達(dá)到全民行動(dòng)，此項(xiàng)方案仍有需要改進(jìn)的地方。諸如：封口技術(shù)如何更方便；是用一次性不透明可降解塑料袋，紙袋，還是用可回收再生的塑料袋更經(jīng)濟(jì)更環(huán)保；為了大面積推廣，需要專門設(shè)計(jì)制造批量生產(chǎn)成套設(shè)備；尿液的收集和處理要考慮塑料袋的后處理問題，使用口徑較大的帶蓋尿瓶更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用；大便處理時(shí)需要進(jìn)一步研究密封袋的回收和處理工作；要全面推廣必須進(jìn)一步研究和發(fā)展全自動(dòng)塑料袋打包型馬桶；如何培養(yǎng)使用者養(yǎng)成相應(yīng)的習(xí)慣；在城市建立密封大小便袋收集，運(yùn)送，處理行業(yè)體系，建立尿產(chǎn)業(yè)等。

這一方案的進(jìn)一步研究和發(fā)展，有可能從根本上解決人類糞便和化肥對環(huán)境的污染及水污染問題；有可能徹底解決糞便的交叉感染，為人類健康提供保障；同時(shí)，有可能解決沖水廁所造成的巨大水資源浪費(fèi)，大大降低水處理廠生活污水處理成本；更重要的是為人類提供了“方便”。這一方案的延伸，還有可能同時(shí)解決餐廚垃圾對環(huán)境的污染。實(shí)現(xiàn)從源頭解決污染，改善人類生活環(huán)境。這一方案的進(jìn)一步研究、發(fā)展和實(shí)施，將是人類繼水沖廁所后的又一次變革，涉及每個(gè)人的行為方式。希望引起更多人們的重視。歡迎大家討論，提出建設(shè)性的改進(jìn)意見，并建議國家設(shè)立重大研究專項(xiàng)。