我們發現自己正處於曆史上一個獨特的時期，人口的膨脹和城市密度的指數級增長正導致水的需求遠遠超過水的供應。全球變暖和氣候變化進一步加劇了這種情況，造成天氣模式異常，並導致嚴重幹旱、洪水和疾病。盡管這些挑戰幾個世紀以來一直伴隨著我們，但從來沒有哪一個文明遭受到我們今天所經曆的如此猛烈和頻繁的打擊。這就更加強調需要快速推進我們的技術解決方案，並在問題出現之前預測問題。有三個領域將或應該對我們現在和未來解決環境問題的方式產生影響，即新出現的令人關注的汙染物、可持續性和智能基礎設施。

新出現的值得關注的汙染物

新出現的令人擔憂的汙染物，包括化學汙染物和微生物汙染物，之所以出現，是因為它們要麼是新出現的，要麼在過去不是問題，但後來被發現是問題。聯係的線索是，這些汙染物會帶來一些健康風險，但由於信息或證據不足，尚未得到確認和監管。從處理的角度來看，新出現的汙染物在幾個方麵仍然是一個挑戰。一種是微量微量微量汙染物的分析檢測;另一個是去除廢水和飲用水中的汙染物。我們對它們在環境中的存在的理解隻是隨著我們探測能力的發展而發展的。測量的靈敏度和準確性需要不斷提高到極限，同時必須嚴格追求質量保證、質量控製和標準化方案，以確保比較的綜合基礎。目前，許多新出現的汙染物都是在實驗室用高端分析儀器處理的離散水樣進行測量的。然而，目前的趨勢是實時或在線檢測水係統中的目標汙染物，特別是那些對健康有嚴重危害的汙染物。實時檢測這類汙染物的能力將使我們能夠采取快速應對措施，抵禦威脅，無論是意外的還是有意的。 There is still plenty of scope for development in this area but progress has been promising.

除了檢測方法，處理方法也需要改進，因為現有技術不能有效去除所有新出現的汙染物。在處理過程中應用新材料提供了新的機會，而不同處理方法的結合允許更有效和更徹底的清除，盡管取得了不同程度的成功。最終的目標是將汙染物的濃度降低到對環境不構成風險的水平。這就引出了一個問題:什麼樣的水平是合適的?對於化學品，對生態係統和人類健康風險的了解似乎不可避免地落後於新汙染物的產生，需要做更多的工作來先發製人地預防健康風險，而不是事後才作出反應。還應以與環境有關的濃度和時間尺度對混合物進行有關的生物測定，以便對風險作出更現實的評價。

由於有這麼多新出現的汙染物浮出水麵，有必要不斷更新汙染物的目標列表。隨著一些汙染物逐步從生產中淘汰，新的汙染物被添加進來，這些汙染物的健康風險不太為人所知。例如，由於與致癌性、發育影響和生物積累特性有關的潛在健康影響，許多國家已在2000年代停止生產無處不在的每氟化學品全氟辛烷磺酸和全氟辛酸。它們已經被更短的鏈PFCS(如PFBS, PFBA)所取代，它們往往疏水性更低，因此，生物積累性更低。然而，最近人們對這些短鏈化學品在城市水循環中的安全性提出了擔憂。為確保公眾安全和保護環境，必須繼續警惕新出現的汙染物。

可持續性

可持續性是近年來不斷被使用的一個術語，強調了它在管理稀缺資源和為未來做準備方麵的重要性。在水再利用領域，可持續性是水回收的主要原因，它繼續在世界各地的社會中發揮作用。再生水仍然主要用於工業和間接飲用水，但向前發展，我們能否達到將再生水直接用於常規飲用水供應的水平?這項技術已經存在，但它可能仍然是一個克服公眾關注和殘餘未知的問題，而不是技術限製。我們看到越來越多的國家麵臨嚴重的水資源壓力，氣候變化加劇了這一壓力，可能到了緊要關頭，將不得不實施再生水的直接飲用。無論出於什麼原因，所使用的技術都應該足夠嚴格，以減輕人們的恐懼，同時，應該對公眾進行適當的教育和信息傳播，以改變人們的思維方式。

水的壓力促成了灰水和黑水的循環利用。由此產生的一個問題是，人們應該選擇集中治療還是分散治療。是否應該從源頭進行治療?如果是，治療到什麼程度?它的優點包括節省汙水收集和供水基礎設施的費用，但缺點是處理方案的規模經濟和缺乏質量控製。另一個問題是執行。如今，許多城市在人口密集地區麵臨著基礎設施老化的問題，使改造和修複成為一個巨大的挑戰。每個地方都是獨特的，而且往往沒有一個適合所有人的大小。然而，在新的發展中，將水和廢水基礎設施整合到城市設計中是一個極好的機會，廢水回收和水回收是可行的。同時，從處理過程中回收家庭或建築層麵的能源將有助於閉合循環，並確保長期的可持續性。應該把更多的重點放在研發上，這樣不僅可以去除目標汙染物，還可以大幅減少足跡、碳排放和成本。 With greater treatment efficiency and energy recovery, water reclamation can be a viable solution that can greatly enhance water resilience.

智能基礎設施

傳感、建模和數據分析的耦合是一個即將到來的趨勢，它可以顯著改變和增強城市水係統的彈性。然而，要想取得成果，環境工程師和數據科學家之間必須協同合作。傳感器網絡和在線數據監測，加上數值建模和人工智能，為開發智能水基礎設施係統提供了真正的機會。這些係統可以為快速響應和解決問題提供實時信息。如果機器人技術可以作為解決方案的一部分集成，這將有助於更快地解決問題。許多新穎和創新的解決方案存在於不同學科的接口或聯係上，可以通過合作夥伴之間的積極合作來開發這些解決方案。例如，人們可以想象這樣一種場景:檢測到故障的管道係統，並使用通過網絡交付的傳感器控製機器人自動修補。互聯網技術還為傳感器網絡的數據通信開辟了途徑，提供了方便的應用工具，可以在任何地方訪問。

將分散的汙水處理方案與智能傳感和控製相結合，是未來真正的可能。設想一個家庭層麵的用水、回收和回收綜合智能係統並不是不可想象的。在線傳感和反饋提供了質量控製和安全，而數據挖掘和人工智能可以幫助優化方法。有了這些技術，就可以實現城市水循環的可持續性目標。我們期待收到您對這項工作的研究貢獻。

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引用:Gin KYH(2015)水再利用——我們的方向是什麼?國際J水廢水處理1(2):doi http://dx.doi.org/10.16966/2381-5299.e101

版權:©2015 Gin KYH。這是一篇基於創作共用署名許可條款發布的開放獲取文章，該許可允許在任何媒體上不受限製地使用、分發和複製，前提是注明原作者和來源。

出版的曆史:

收到日期:2015年6月4日

接受日期:2015年6月5日

發表日期:2015年6月10日