中国，作为世界第一人口大国，水资源分布不均匀，人均水资源占有量只有世界人均水平的1/4，属于缺水国家。而且，随着经济发展和城镇化、工业化推进，我国水资源的利用和保护更是面临巨大考验。
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水体富营养化是我国水环境治理急需解决的重要问题。
那么究竟什么是水体富营养化？水体富营养化是指因为水中氮和磷等营养物质含量过多而引起的水污染现象。水体富营养化会导致蓝藻爆发，不仅严重破坏水体生态环境，降低水体功能，造成鱼类等水生生物大量死亡，还会对人体健康产生危害。
富营养化成为我国水环境治理亟需解决的重要问题。在生活废水、养殖废水、工业废水中都含有氮和磷，常规的水处理技术很难将这些营养物质去除干净，同时，农业生产中所使用的化肥最终也会随雨水进入水环境。
除此之外，一些新型污染物也给我国水环境治理带来挑战，如抗生素污染、病原微生物污染、有机物复合污染等等。对此，又该如何预防和控制它的潜在风险？水环境治理是一项长期和复杂的系统工程，一方面，老百姓对环境的要求越来越高，另一方面，要清除几十年形成的污染并非一朝一夕之功。各级地方政府在治污的同时，还要面对高强度的排污养殖。
而面对挑战，必须精准施策、化解风险，才能真正打赢碧水保卫战。
下图是环境库兹涅茨曲线，它是表明污染和经济发展之间的关系。什么时候出现拐点了，即表示这个时候环境污染就得到了控制，环境质量就有可能变好。
国际上对库兹涅茨的预测为12972美元，此时人均GDP才能出现拐点。而在江苏太仓，在2270美元时已经出现拐点。这表明国际上所预测的发达国家走过的路，中国不一定走，也就是说发达国家用了100年时间解决的问题，中国可能用几十年就可以把它解决。
但是我们在看到这些成绩的时候，不要忘记我们面临的环境污染形势依然严峻，我们的道路还很长，因为环境治理是一个艰巨、复杂和系统的工程，这就要求对中国的水环境质量以及它如何治理要有一个清醒的认识。
首先 水质提升仍然面临多个挑战
首先，在流域方面，除了长江和珠江以外其他的流域，如淮河、海河、辽河、松花江等还属于轻度污染。其次是湖泊，湖泊富营养化问题依然突出，生态修复尚需时日，中国最大的三个湖泊：鄱阳湖、洞庭湖、太湖，现在都是在轻度的富营养化，富营养化氧化治理非常艰难。
曲久辉院士表示用5年时间消除太湖的富营养化这是一件不可能完成的任务，如果能用15年的时间来消除已经很了不起。水环境治理犹如得病，就是病来如山倒，病去如抽丝。所以治理过程应该是非常艰难，非常复杂，也应该是个长期艰巨的任务。
日本霞浦湖在上世纪70年代初就有严重的富营养化。1984年到2011年，日本政府做了6期治理工程，使霞浦湖污染得到控制。但是到目前为止，霞浦湖治理尚未真正完成，霞浦湖的COD治理目标为3mg/L，但目前经过6期治理之后COD浓度仍然在7mg/L左右，离目标还有相当的距离。因此，湖泊治理是一个艰巨的任务，城市水环境黑臭河道返黑臭的风险依然存在。
在黑臭河道治理当中，花费了大量的资金投入，但由于对环保与水质达标的限期，要求在规定的时间里必须达到规定的水质。所以有的时候河道治理只能治标而不能治本，那本是什么？本是做到生态恢复，生态恢复应该是有完整的生物链，有生物的多样性。在表面的认识上说水里可以游泳，里边可以有鱼，但是生态系统往往是恢复起来要一个很长的时间（水悟堂|城市黑臭河道水体治理的几种技术介绍）。
生态修复与单纯的河道治理是两个概念，我们治理的众多的河流当中，怎么保证制定好的河流它不返黑臭，这是我国面临的一个重大考验。
其次 控制污染源难点众多
曲久辉院士表示，如果要改善水质，提高水环境的质量，控制污染源是根本所在。如果源不控制住，水质很难改善，流域就很难治理。
研究表明，将近67.8%的磷是从农业来的，而这些量大面广的农业和农村的分散污染源的控制，并不像城市那么简单。城市建立一个集中式的污水处理厂，可以处理大规模污水，但是农村把污水收集起来较为困难，后续的处理与管理工作更是艰难。所以中国作为一个农村为主的国家，做到这一点非常的困难。
中国作为大家公认的世界工厂，意义不仅仅是因为劳动力比较便宜，而是我们有全世界最完善的工业体系。而这完善的工业体系里面就表示什么样的污染物都会有。经济成本是瓶颈性因素，能够实现低耗能低成本处理污水较为困难。曲久辉院士提到，只要不限制价格，任何水都可以把它变成自来水，变成好水，让人能够喝下去。所以经济发展的过程当中，怎么样把获得的经济效益和经济利益反馈到水污染治理、水环境整治当中，这是我们国家发展的一个重大策略，也是可持续发展的重大策略。另外还有一些不明污染源，它是隐患万千的，因为它底数不清，无法对其进行控制，目前这是一个巨大的挑战。
第三 新型污染物带来潜在风险
2001年，美国同时对25个州的水源进行了同步调查，发现大部分水源中都至少含有一类PPCP物质，该结果出现后，这类新型污染物被各个国家列入关注名单。2020年1月，美国在饮用水当中检测出PFAS，它是一种叫做全氟或者多氟的烷基化合物，这种物质会引起肝脏的损伤。在美国的32个州，44个水源当中，只有一个没有检出这种物质，在其他州检测出的浓度还不低，事实上这不是第一次发生这类情况。这种物质它的特点是永远不会降解，所以就会越积累越多，长此以往将对人体健康产生影响。美国现在正计划怎么样在饮用水当中把这个物质能够去除。
2019年由美国疾控中心和《国家地理》发布信息表明，除了南极洲以外，所有的大洲里边都存在着这类污染物。特别在孟加拉的一个河流当中，浓度超过限制高达300倍。在多瑙河当中，14种这样的抗生素检测出了7种，而这7种当中的克拉霉素是安全阈值的4倍（水悟堂|饮用水途径暴露的抗生素风险知多少）。全世界都存在着抗生素的问题，也都存在着抗性基因的问题。
问题是如何对抗生素污染进行控制？怎么样来加强抗生素废水的处理，控制抗生素进入环境，就变成了一个重要的课题。真正威胁我们饮用水安全的，更多的还是病原微生物。
本次新冠疫情提醒我们，一些病原微生物可能是水当中的一个重大的潜在风险（疫情跟踪 | 水环境中的新兴和潜在新兴病毒）。1854年的8月份，伦敦在10天之内不明原因死掉了500人，后来发现是由于病人的粪便排入了水源，造成居民饮用水污染导致了疾病的传播。1883年，发现这是一种由病原微生物——霍乱弧菌引起的疾病，所以如何控制病毒是人类生存和发展面临的重大挑战。
还有一些事情更为复杂。当有机污染物、重金属、常规的耗氧有机物质同时存在时会造成何种后果？人们提出了很多假想，认为这些污染物放在一起的时候，会产生一些我们意想不到的所谓的放大效应。
2002年，海斯做了一个试验，他用3000只蝌蚪放在混合了10种化学品的水中培养，这10中化学品的单独计量都不会产生损害效应，加到一起浓度也是一个安全的阈值。但试验结束之后，发现蝌蚪的生长出现了异常情况。也就是说，单个的化学物质不产生效应的情况下，这些物质放在一起就有可能产生所谓的联合毒性。但是到目前为止并没有证据表明这些物质混合在一起会对人体健康产生影响。
