地中海农业水资源可持续管理的未来情景：基于意大利北部水回用案例的生命周期评估研究

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【字体：大中小】 时间：2025年10月19日 来源：Journal of Cleaner Production 10

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　　本研究针对地中海农业面临的水资源短缺问题，通过生命周期评估(LCA)和生命周期成本分析(LCC)方法，系统比较了再生水灌溉与传统灌溉在番茄生产中的环境与经济影响。研究发现再生水灌溉可将单位番茄耗水量从1m3/kg降至0.03m3/kg，且外部环境成本降低33%。研究进一步结合德尔菲调查和情景分析法，提出了2050年水回用推广的四种未来情景，为地中海地区制定可持续水管理政策提供了科学依据。

在地中海地区，农业用水供需矛盾日益突出。气候变化导致的极端天气事件加剧了水资源短缺，而传统灌溉方式对地下水的过度开采更是雪上加霜。面对这一严峻挑战，废水回用（Water Reuse）技术被视为缓解农业用水压力的潜在解决方案，但其推广应用仍面临处理成本高、公众接受度低、监管严格等多重障碍。虽然不断涌现的创新技术有望提升水回用效率，但关于其长期环境和经济影响的系统评估仍较为缺乏。

为填补这一研究空白，由博洛尼亚大学Valentina Guerrieri领衔的研究团队在《Journal of Cleaner Production》上发表了一项开创性研究。该研究以意大利北部番茄种植为案例，首次将生命周期评估（LCA）与专家前瞻分析相结合，全面评估了水回用技术在农业领域的可持续发展潜力。

研究人员采用多方法融合的研究策略，首先通过生命周期评估（LCA）和环境生命周期成本分析（eLCC）量化比较了水回用方案与传统灌溉的环境影响和经济成本。实验涉及三种创新水处理技术：上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、分子印迹聚合物（MIP）和曝气人工湿地（ACW）。在此基础上，研究团队开展了覆盖7个地中海国家的德尔菲专家调查（62名参与者），识别关键驱动因素，并构建了面向2050年的四种水回用推广情景。最后通过焦点小组讨论（15名专家）验证情景并制定政策建议。

环境与财务分析结果

生命周期评估显示，水回用方案在多个环境影响类别上表现优异。与传统灌溉相比，水回用方案将单位番茄生产的耗水量从近1m3/kg显著降低至0.03m3/kg。在酸化、气候变化和人类毒性（致癌）等影响类别上，水回用方案分别实现了31%、24-26%和24-26%的减排效果。特别是集成MIP技术的方案（WR_1）在非致癌性人类毒性影响上降低了15%，体现了先进处理技术对微量污染物的去除优势。

财务分析表明，虽然水回用直接成本较高（WR_1: 2.40 €/m3，WR_2: 0.79 €/m3 vs BAU: 0.51 €/m3），导致番茄生产成本轻微上升（0.15-0.18 €/kg vs 0.14 €/kg）。但计入环境外部性成本后，传统灌溉的总成本（0.20 €/kg）反而高于水回用方案（WR_2: 0.19 €/kg），凸显了水回用的长期经济合理性。

未来情景构建

基于德尔菲调查识别出的五大关键驱动因素（水资源短缺、回用成本、公众意识、财政激励和沟通策略），研究团队构建了以"公众意识"和"财政激励"为维度的四象限情景矩阵：

•
情景A（高成本、低意识）：反映了当前水回用推广面临的主要障碍
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情景B（低成本、低意识）：预计在20年内实现，但受能源危机影响存在不确定性
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情景C（高成本、高意识）：可能在2030年前出现，依赖有效的公众沟通
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情景D（低成本、高意识）：被多数专家视为2040-2050年最理想且可能实现的情景

政策干预建议

焦点小组讨论提出了三大类政策干预措施："推动型"政策包括制定水价规制、将水回用纳入农业最佳实践指南；"拉动型"政策涉及建立生态标签、促进利益相关方合作；"信息型"政策重点开展公众教育和意识提升活动。公共当局和农民被确定为最关键的目标群体。

这项研究的创新之处在于将定量生命周期评估与定性前瞻分析有机融合，为水回用技术的可持续发展提供了多维度的决策支持。研究表明，虽然水回用技术在当前阶段面临成本和认知障碍，但其在缓解水资源压力、降低环境外部成本方面具有显著优势。通过合理的政策引导和技术优化，水回用有望在地中海农业领域发挥重要作用，为实现联合国可持续发展目标提供技术路径。

研究结果对制定区域水管理战略具有重要参考价值，特别是在整合资源回收（如养分循环、能源再生）方面指明了未来研究方向。随着欧盟2020/741号水回用法规的实施，这项研究为政策制定者提供了基于科学证据的实施指南，有助于推动地中海地区向更可持续的农业水资源管理转型。

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