楊蘭 曹璇

時至今日，保護環(huán)境、保護水源的理念早已深入人心，然而，具體的保護流程和措施，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“禍首”，甚而由此引發(fā)一系列在其他方面污染環(huán)境的問題。中國科學院長春應用化學研究所電分析化學國家重點實驗室的研究員李壯博士，以極度認真和負責的精神，對此作出了一系列探討和研究，并且根據(jù)我國的實際情況提出了解決方案，記者據(jù)此對他進行了采訪。

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。您能給我們談談您提出這一方案的背景和出發(fā)點嗎?

李壯：曾經(jīng)有文獻做過這樣的調(diào)查報道，“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)境的一個主要根源。據(jù)統(tǒng)計，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)中國科學院地理與湖泊研究所的調(diào)查和研究認為：太湖流域各種途徑對太湖水體磷的貢獻率依次為：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)計年報報道的數(shù)據(jù)，當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57.7％。全國廢水中化學需氧量排放量為1320.7萬噸，其中生活污水化學需氧量排放量占化學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，當年全國共有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施的年運行費用在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)境保護規(guī)劃中，主要著力削減化學需氧量和氨氮排放量，規(guī)劃將化學需氧量排放總量由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)。為了實現(xiàn)這一目標，國家還啟動了建國以來投資最大的水污染治理科技項目，總經(jīng)費概算三百多億元的水體污染控制與治理科技重大專項(水專項)。

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，污染了環(huán)境，人們不得不投入大量的資金建設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，具有實施的可能性。進一步延伸，還有可能同時解決餐廚垃圾對環(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)帖稱盈江地震災區(qū)盞西鎮(zhèn)中心寄宿制小學是一所山區(qū)小學，共有師生1000多人，全校卻只有男女各七個蹲位的小廁所。每到早操結(jié)束或課間休息時，廁所都非常擁擠，要排長長的“方便隊”。該小學一老師說，“……大部分學生都去這個廁所方便，課間休息15分鐘，一直都很擠，學生們需要排隊如廁。確實有個別學生靠每天少喝水來減少去排隊?！薄袄蠋焸儾扇×苏{(diào)劑措施，學生上課后，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大廁所，希望有能力的人們能幫助解決這個難題!”

因為我的童年時代是在陜北度過的，曾經(jīng)在農(nóng)村城鎮(zhèn)的學校就讀，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，相當多的農(nóng)村城鎮(zhèn)學校仍然由于蹲位少，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一步發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，為全面推廣提供經(jīng)驗教訓。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：您是研究應用化學和電分析化學專業(yè)的，不僅是電分析國家重點實驗室的研究員.博士生導師，而且還曾在德國著名的Jena分子生物技術(shù)研究所分子細胞和電子顯微學實驗室擔任客座科學家。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、掃描探針顯微學及納米化學領(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。近年又負責973項目“納米材料與納米技術(shù)在水污染物檢測與治理中的應用基礎(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”作為一名科學家，研究工作不能局限在書齋和實驗室，應該放眼到外界更廣闊的天地里。

我們從事科學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)的實際問題。我童年時期在陜北的生活經(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)學校、家庭如廁難這一實際問題。有人曾經(jīng)說過，人不吃飯可以堅持生存一個月，不喝水能夠維持生存一個星期。但是，人不大小便能夠堅持多長時間?如廁問題看上去簡單，實際上是人類最基本、最重要的生命活動內(nèi)容之一。目前水沖廁所雖然方便，但后果是浪費了資源，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嗎?

李壯：要在農(nóng)村城鎮(zhèn)學校推廣必須考慮經(jīng)濟性和實用性，我所提的方案特點是“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，因為關(guān)系到如廁問題，其實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使用。如果希望能夠進一步降低費用，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，空瓶蓋蓋后可重復使用。(當然，為了避免交叉感染，最好每個人用自己的尿瓶)。而且經(jīng)過適當?shù)木毩曔@一方法也可適用于女性。

2.大便：步驟：A.將塑料便盆(淘寶價格5元／個)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)定的時間內(nèi)分別用作男廁所和女廁所，規(guī)定的時間結(jié)束后恢復原教室。其實在任何地方拉個簾子形成隱秘空間，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)實的塑料袋，當快收集滿時，將袋口密封進一步保證沒有臭氣泄露。B.將密封的塑料袋中的大小便運到指定的地方堆肥還田，或制造有機化肥，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慣將塑料袋口封閉，嚴格管理。

原則上本方案可用于解決任何多人同時如廁、可以解決沒有衛(wèi)生間的家庭在室內(nèi)大小便的問題。由此擴展，原則上本方案可以解決人類的如廁問題。當然，在技術(shù)和加工制造及管理方面需要根據(jù)實際情況相應地改進和發(fā)展。要全面推廣，必須進一步研究和發(fā)展完善更方便的全自動技術(shù)。

記者：您認為您的研究方案還有哪些需要改進和注意的地方?

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，達到全民行動，此項方案仍有需要改進的地方。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)濟更環(huán)保；為了大面積推廣，需要專門設計制造批量生產(chǎn)成套設備；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)濟實用；大便處理時需要進一步研究密封袋的回收和處理工作；要全面推廣必須進一步研究和發(fā)展全自動塑料袋打包型馬桶；如何培養(yǎng)使用者養(yǎng)成相應的習慣；在城市建立密封大小便袋收集，運送，處理行業(yè)體系，建立尿產(chǎn)業(yè)等。

這一方案的進一步研究和發(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，有可能解決沖水廁所造成的巨大水資源浪費，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，還有可能同時解決餐廚垃圾對環(huán)境的污染。實現(xiàn)從源頭解決污染，改善人類生活環(huán)境。這一方案的進一步研究、發(fā)展和實施，將是人類繼水沖廁所后的又一次變革，涉及每個人的行為方式。希望引起更多人們的重視。歡迎大家討論，提出建設性的改進意見，并建議國家設立重大研究專項。