2020年，突如其來(lái)的新冠疫情讓我們見(jiàn)識(shí)了世界如何在短短幾個(gè)月里發(fā)生劇變。這場(chǎng)疫情讓我們看到了現(xiàn)代城市的優(yōu)勢(shì)和弊端，例如一個(gè)城市被“封鎖”之后，它的各種資源和供應(yīng)都可能很快告急，很多社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)也面臨停擺。疫情讓我們?cè)俅我庾R(shí)到可持續(xù)性和韌性對(duì)于一個(gè)城市來(lái)說(shuō)是多么重要。水安全是城市韌性的重要層面。當(dāng)今的城市如何才能走上可持續(xù)發(fā)展的道路？歐盟一個(gè)名叫COST循環(huán)城市行動(dòng)(COST Action Circular City)的項(xiàng)目就將基于自然的解決方案（Nature based solutions - NBS），尤其是一些綠色基建(Green Infrastructure)引入城市，以應(yīng)例如城市熱島、洪水、污水處理以及糧食供應(yīng)等水挑戰(zhàn)。
　　COST行動(dòng)計(jì)劃由28個(gè)歐盟成員國(guó)以及11個(gè)非歐盟國(guó)家的參與。其目標(biāo)是要建立一個(gè)跨學(xué)科平臺(tái)，聯(lián)動(dòng)城市規(guī)劃師、建筑師、循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)家、工程師、社會(huì)科學(xué)家和自然科學(xué)家，共同開(kāi)發(fā)一個(gè)可以讓城市應(yīng)對(duì)水挑戰(zhàn)的系統(tǒng)?；谧匀坏慕鉀Q方案和綠色基建是該項(xiàng)目的核心元素。就像下圖所展示的水-營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)-能源-材料的循環(huán)圈，項(xiàng)目希望通過(guò)合作和研究，來(lái)驗(yàn)證基于這種理念的資源循環(huán)系統(tǒng)能否為城市提供健康的、可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境。

　　圖1. 基于自然解決方案的資源循環(huán)社會(huì)
　　最近參與了COST行動(dòng)項(xiàng)目的科學(xué)家在IWA國(guó)際水協(xié)會(huì)的開(kāi)源期刊《Blue-Green Systems》上發(fā)表了題為《基于自然的城市資源回收解決方案的回顧》的綜述文章。在本期微信推送里，我們將對(duì)該跨學(xué)科國(guó)際合作成果進(jìn)行簡(jiǎn)介。
　　什么是基于自然的解決方案
　　這份綜述報(bào)告的一大目的就是明確基于自然的解決方案(NBS)的定義。研究團(tuán)隊(duì)將NBS定義將那些由自然帶入城市的技術(shù)，以及從自然中衍生出來(lái)的技術(shù)。它們以生物有機(jī)體作為載體，能夠?qū)崿F(xiàn)城市地區(qū)的資源回收以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的恢復(fù)。
　　綜述報(bào)告的另一主要目的是對(duì)COST行動(dòng)項(xiàng)目中涉及的92個(gè)子項(xiàng)目做一次總結(jié)，介紹當(dāng)今的NBS應(yīng)用和最新研發(fā)成果，分析各種可回收產(chǎn)品的發(fā)展障礙，探索NBS在微觀(家庭)、中觀(區(qū)鎮(zhèn))以及宏觀 (城市) 層面的應(yīng)用前景。報(bào)告主要考察了城市污水、工業(yè)廢水、市政垃圾及廢氣排放，和垃圾分類(lèi)和循環(huán)設(shè)計(jì)等，非技術(shù)內(nèi)容則不在其討論范圍內(nèi) 。
　　城市污水
　　統(tǒng)計(jì)顯示，歐洲2.77億人口規(guī)模的城市污水日產(chǎn)量約為4150萬(wàn)m3，但處理后的出水只有2.4%得以回用(約100萬(wàn)m3)。下表列出了各種城市污水資源回收技術(shù)及研究項(xiàng)目概況。

　　表1. 城市污水資源回收技術(shù)概況及研究項(xiàng)目
　　工業(yè)廢水
　　工業(yè)廢水和廢物可以中回收能源、碳、金屬、化學(xué)品等物質(zhì)，研究因此將工業(yè)廢水和廢物作為第二大類(lèi)考察對(duì)象。下表2總結(jié)了多個(gè)行業(yè)的回收技術(shù)，包括垃圾焚燒、乳業(yè)、食品、造紙、金屬行業(yè)等。

　　表2. 工業(yè)廢水和污染物的NBS資源回收技術(shù)及研究項(xiàng)目
　　市政固廢
　　在歐盟地區(qū)，市政固廢（Municipal Solid Waste, 簡(jiǎn)稱(chēng)MSW）占廢棄物總量的10%。乍看這比例不高，但因?yàn)槭姓虖U成分復(fù)雜，包括了家用垃圾、商業(yè)樓宇垃圾、建筑垃圾、市政污泥等，這意味著復(fù)雜的分類(lèi)收集機(jī)制。下表3列出了處理市政固廢的NBS技術(shù)。

　　表3. 市政固廢的NBS處理方法和研究項(xiàng)目
　　廢氣
　　NBS技術(shù)可凈化室內(nèi)和室外廢氣，包括顆粒物、SO2、NOX、N2O、O3、VOCs，還可以將CO2轉(zhuǎn)化為O2。下表4總結(jié)了目前從城市廢氣回收二次資源的技術(shù)和項(xiàng)目。

　　表4. 處理排放廢氣的NBS技術(shù)及項(xiàng)目一覽
　　城市廢棄資源的分離回用
　　除了末端處理，前端的資源分類(lèi)也相當(dāng)重要。首先可以通過(guò)雨污分離管網(wǎng)提高污水廠進(jìn)水濃度。更進(jìn)一步的理念應(yīng)該是在廁所間進(jìn)行資源分離，通過(guò)無(wú)水廁所、真空廁所等設(shè)施分離黃水(尿液)、褐水(糞便)、黑水(褐水、灰水、黃水混合)。第三是餐廚垃圾和生物垃圾的有機(jī)轉(zhuǎn)化。下表5對(duì)這些源頭分離技術(shù)和項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)。

　　表5. 城市污水和廢棄物的源頭分離技術(shù)和項(xiàng)目

　　圖2. 荷蘭Sneek的真空廁所分離家庭用水的流程圖
　　共同問(wèn)題
　　NBS在城市污水、工業(yè)廢水、城市固體廢棄物和廢氣四個(gè)方面的應(yīng)用有各自的困難和挑戰(zhàn)。作者認(rèn)為，總的來(lái)說(shuō)NBS面臨以下三方面的阻力。
　　第一是缺少關(guān)注度。盡管在上述一些實(shí)例里NBS顯示出比傳統(tǒng)技術(shù)更好的表現(xiàn)和效率，但依然沒(méi)有受到應(yīng)有的重視。作者認(rèn)為這些成果應(yīng)得到更好的宣傳，讓更多的決策者了解NBS，認(rèn)識(shí)其優(yōu)點(diǎn)并建立信心和信任。
　　第二是法律法規(guī)方面的障礙。NBS理念和技術(shù)很難和現(xiàn)行的法律法規(guī)兼容，因?yàn)橐环N資源用過(guò)之后就會(huì)被視作“廢棄物”，其處理就要執(zhí)行廢棄物管理的標(biāo)準(zhǔn)。一些現(xiàn)有的法規(guī)并不允許對(duì)一些回收后的二級(jí)產(chǎn)品直接回用，例如荷蘭仍在討論城市里產(chǎn)生的堆肥的使用條件和范圍，因?yàn)闊o(wú)法對(duì)每家每戶(hù)自產(chǎn)的堆肥進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法確認(rèn)其質(zhì)量是否符合目前的標(biāo)準(zhǔn)。這就導(dǎo)致一些NBS技術(shù)無(wú)法在整個(gè)城市得到推廣。
　　第三是自身的技術(shù)問(wèn)題。除了得到政策支持，NBS技術(shù)自身也要繼續(xù)優(yōu)化，它們很多還處于小試或中試規(guī)模，而且產(chǎn)品的衛(wèi)生安全還有待驗(yàn)證。
　　在這個(gè)階段，其實(shí)三個(gè)方面的阻礙相互影響。只有促進(jìn)和政府以及一些私人投資者的溝通才能打開(kāi)市場(chǎng)，反過(guò)來(lái)讓決策者看到成功案例，才能獲得法律法規(guī)的支持，最終獲得繼續(xù)研發(fā)的經(jīng)費(fèi)，建立一個(gè)良性循環(huán)。
　　小結(jié)
　　在綜述報(bào)告最后，作者們也提出了一些展望和建議：
　　1.在更多城市和地區(qū)對(duì)現(xiàn)有的NBS技術(shù)進(jìn)行概念驗(yàn)證
　　2.對(duì)得到驗(yàn)證的NBS資源回收系統(tǒng)進(jìn)行更大規(guī)模的試驗(yàn)
　　3.突出NBS技術(shù)的多功能性，吸引更多的投資
　　4.與價(jià)值鏈上的其他組織加強(qiáng)合作
　　5.細(xì)化NBS技術(shù)的全額成本計(jì)劃，以便和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)方法進(jìn)行比較
　　這份綜述報(bào)告最大的亮點(diǎn)就是將目前歐盟超過(guò)90個(gè)基于NBS的資源回收項(xiàng)目進(jìn)行了匯總簡(jiǎn)介，也對(duì)其技術(shù)要點(diǎn)和發(fā)展障礙進(jìn)行了分析，非常值得讀者收藏查閱。

　　圖3. COST行動(dòng)