——记清华大学环境学院副研究员陈超

本刊记者 李 刚

 “千里井，不反唾”，这个寓言故事是中国古代先贤对于保护供水安全，防止水源污染的最早告诫之一。作为现代城市供水安全保障研究的青年学者，陈超也一直在践行这句古训，默默地构筑城市供水安全线。

应急供水是一种极限运动

2005年11月13日，松花江硝基苯污染事件爆发，导致哈尔滨市400万人停水4天，引起了国内外的广泛关注，对我国社会、政治、环境等方面产生了深远影响。陈超的第一次城市供水应急工作便始于此。

师从中国“治水大师”张晓健教授，陈超的学术成长经历也见证了中国的应急供水发展历程。从2005年松花江硝基苯污染事件开始，他先后参与了2007年无锡太湖水危机、2008年汶川震后环境处理、2012年广西龙江河镉污染、2014年兰州自来水苯超标、2015年天津港爆炸事故、2015年四川广元应对上游锑污染等十余起重大应急工作。在多次由住建部或环保部派出的应急专家组中，陈超几乎都是那个最年轻的成员。

2012年广西龙江河镉污染事件发生后，陈超在大年初三下午接到通知，次日中午就从北京赶到现场。他被任命为住建部专家组成员，负责现场应急净水技术研究工作。从晚上8点到第二天凌晨6点，他争分夺秒，完成了四组试验，获得了20多个关键数据，确定了应急除镉技术路线和参数，为柳州市及时建立应急供水能力争取了主动。

“应急供水是一项极限运动，这不仅体现在体力、脑力上，也体现在工程和管理经验上，更体现在责任心和意志力上”；“清华大学提出的又红又专，这个‘红’在应急工作中指的是勇挑重担，召之即来；这个‘专’在应急工作中指的是技术过硬，战之能胜”。每次应急工作总结时，陈超总会给他的学生传递这一理念。

“战之能胜”的底气来自于前期扎实的应急研究。

松花江硝基苯污染事件之后，陈超将大部分科研精力放在了应急供水技术的研发上。国内外首次建立城市供水应急处理技术体系，推进应急供水理论化、系统化和模型化的研究工作，便由张晓健、陈超师徒为主完成。

在住建部、环保部和科技部的支持下，陈超担任了国家“十一五”重大科技专项“水专项”应急供水课题的负责人，领导了包括13家单位上百人的团队。经过三年多的努力，团队对饮用水标准中所涉及的100多种污染物逐一进行应急处理技术分析，完成了上万次试验，获得了1000多页的试验数据，建成了较为完善的城市供水应急处理技术体系。这一体系包括活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化/还原、强化消毒、曝气吹脱和藻类综合处理等6类关键技术，覆盖了饮用水相关标准中大部分污染物，大大提高了我国城市供水行业的应急技术水平。

单单是工作量大并不足以体现这些技术的“含金量”。突发环境污染事件一般具有污染负荷重、响应时间短、现场条件复杂、基础条件薄弱、社会影响巨大等特点，因此对应急技术的有效性、可靠性、安全性的要求很高。

在城市供水应急处理研究过程中，陈超的课题组获得了多项突破，率先获得上百种污染物的应急处理特性；首次系统开发了自来水厂应对重金属严重超标水源水的化学沉淀处理技术和应对挥发性污染物的曝气吹脱技术；首次建立起有机物的应急吸附、吹脱性能的预测模型；课题组还与其他单位合作开发了多种关键设备，填补了国内的空白。研究成果在应急技术的系统性和理论深度、处理对象的覆盖范围、工艺设施的高效稳定等方面获得了重大突破，经鉴定达到国际领先水平。

应急研究的成果不能只停留在报告、论文和专利上，还必须“落地”，变成供水行业的设计规范、示范工程和人员技能。为此，陈超和他的团队一边研究、一边应急、一边培训。除了在事故中对当地技术人员手把手传授之外，在住建部城建司的支持下，他们为全国39个重点城市的供水技术人员组织了多次培训。汶川地震之后，在环保部科标司的组织下，他们为四川省全部市州，特别是重灾区的环保系统提供了全面的技术支持和应急培训。最近，他们还与中国疾病预防与控制中心合作，对突发污染状态下的短期暴露效应进行研究。

“城市供水应急处理影响重大，处理越及时、越全面、越充分，给百姓生活造成的困扰就会越小，就越能维持社会稳定。”陈超说。几次重大水污染事件的成功应急实践证明，在这些成果的支撑下，我国在应急供水方面已经具备相当高的专业性、系统性和科学性。

从“显性”应急到“隐性”应急

除了公众关注的“显性的”突发污染事故外，水源水中是否还存在一些潜在的“隐性的”水质问题需要应急处理呢？在针对常见污染物的应急研究取得阶段性成果之后，陈超的研究重点进一步扩展，关注那些不为人熟知的“新兴污染物”，特别是一类叫做亚硝胺的有毒有害化合物。亚硝胺，是最重要的化学致癌物之一，也是一类新兴的消毒副产物。为此，发达国家、地区和世界卫生组织纷纷制订了饮用水中亚硝胺的推荐标准，基本上在10～100ng/L水平。

为摸清中国的情况，陈超带领课题组在全国23个省44个典型城市开展了大规模的饮用水中亚硝胺检测，发现我国存在较高的饮用水亚硝胺风险，主要来自于水源水中遭受的含氮有机物污染。在暴雨径流、城市排涝、污水违规排放等水源突发污染情境下，存在大量的亚硝胺母体物质——前体物，在消毒之后生成较高浓度的亚硝胺。亚硝胺一旦生成，很难消除，所以当前最为可行的策略就是消毒前去除其前体物。

目前已知的亚硝胺前体物有上百种，还不断有新的被鉴定出来。那么，如何在复杂的污染成分中识别出那些痕量的亚硝胺前体物呢？陈超基于极性快速分析法，开发了亚硝胺的前体物解析技术，在国内外首次对亚硝胺前体物的基本结构特性进行了揭示。

这源于陈超的一次访问学者经历。2012年，他前往美国加州大学洛杉矶分校做访问学者，与导师Suffet教授合作，首次将极性快速分析法用于亚硝胺前体物的解析。回国后，他对此方法做进一步优化和更新，证明了亚硝胺前体物同时具有正电性和非极性，主要来自人为污染，特别是带正电的含氮有机物是其最重要的来源。因而开发出的亚硝胺前体物解析技术具有针对性强、操作简便、质控可靠等优点，未来有望成为一项通用研究工具。

随后，陈超根据解析研究结果，对不同工艺去除前体物的机理进行了研究，确定了臭氧—（生物）活性炭为现阶段控制亚硝胺的最佳可行技术。他的团队还首次开发出了基于阳离子交换的前体物浓缩预处理研究工具和去除技术，为应对亚硝胺风险和筛查风险污染物提供了技术储备。他就饮用水亚硝胺风险问题提出的报告也得到了供水行业和主管部门的高度关注。

虽然是中国制造的“土博士”，陈超也很有“国际范”。除担任中国饮用水深度处理研究会理事和中国环境科学学会高级会员等国内学术职务外，他目前担任国际水协（International Water Association, IWA）的战略委员会委员和消毒委员会秘书长等职务，同时也是美国化学学会会员、美国水工业协会会员，与多位国际顶尖专家联合承担美国水研究基金会课题，在与国际顶尖高手的合作中不断提升自己的学术水平。

十年间，陈超逐渐成长为消毒副产物研究方面的国际化青年学者。除了在Water Research等行业顶尖期刊发表多篇重量级论文外，他开发的亚硝胺前体物解析技术目前已经在美国加州大学洛杉矶分校、东京大学、山东省供排水监测中心等国内外一流研究机构得到了应用；其在亚硝胺方面的研究成果得到了国际同行的高度认可。2015年，陈超首次作为中国大陆学者受邀成为国际消毒副产物领域顶尖会议Gordon DBP Conference的Discussion Leader，并被邀请在2017年Gordon DBP Conference上做大会报告。“我们的研究工作距离本领域世界顶尖水平还有不小的差距，与国内的很多青年学者相比也有很多不足之处，与老百姓对城市供水安全的期望相比更是任重道远”，每次说到成绩，陈超流露得更多的是危机感。

“让我们把水做得更好！Let’s Make Water Better！”，每次学术报告的结尾，陈超总喜欢以此作结。供水是城市生命线工程之一，一个城市供水技术水平高低不仅关系到这个城市居民基本生活质量，也是衡量城市发展水平高低的一个重要标准。“我们是城市供水安全的‘守门员’，我们的身后就是千家万户的水龙头。作为最后一道防线，无论前面是突发污染，还是潜在风险，我们都将勇往直前，义无反顾”。