四 灰色水足迹及环境可持续性评价
（一）灰色水足迹评价
2012年杭州市工业灰色水足迹为324.58×108立方米，是当年水资源总量的1.47倍，对地区水污染程度影响最大；其次是城镇生活灰色水足迹，为102.56×108立方米，是当年水资源总量的46%；农业灰色水足迹最小，为86.92×108立方米，也是水资源总量的39%。杭州市处于长三角经济圈内，属全国经济发达地区，工业比例较大，2012年工业产值为316.9亿元，占总产值的40.6%，而农业产值仅占总产值的3.3%；工业也是退水量最多的部门，2012年工业退水量9.63亿立方米，占总退水量的69.2%。因此工业部门对灰色水足迹影响最大。
2012年杭州市灰色水足迹水量是工业灰色水足迹与城镇生活灰色水足迹之和，为427.12×108立方米，即需要427.12×108立方米的地表径流量才能使杭州市水体达到Ⅲ类标准。而当年杭州市地表水资源量仅为218.92×108立方米，还需要约1.2个满库容千岛湖的水量才能完全将污染稀释。在计算生活灰色水足迹时仅考虑了城镇生活废水排放，没有包括农村生活废水排放，由于研究区城乡差距并不是很大，很多乡村地区也有集中排污渠道，因此灰色水足迹值相对保守。由于不同类型、不同地区的污水中化学物质浓度不同，污染负荷计算复杂，在缺少污染负荷数据的年份或地区，采用差值和年份负荷比例方法得到其数值。灰色水足迹反映的是一个地区水体污染总体程度，不能具体计算出局部区域水质，因此实践中会出现一些地区水质（如水源地）较好，但一定的区域（非水源地）会存在严重超标的水质。
杭州市2003—2012年各部门灰色水足迹都呈现下降趋势，工业灰色水足迹十年间下降了49.4%，城镇生活灰色水足迹下降了38.4%，农业灰色水足迹下降了24.3%。虽然灰色水足迹呈现逐年下降趋势，但杭州市缺水没有得到实质性缓解，同时城乡河网水质还出现恶化现象。由于水资源总量是有限的，当时期内灰色水足迹大于水资源总量时，地区水量就不足以稀释污染，会使污染物积累，导致水质持续恶化。因此，尽管杭州市十年间灰色水足迹有大幅度下降，但由于每年灰色水足迹都大于水资源总量，使得水质仍得到不实质性改善，一些地区还出现持续恶化现象。
（二）灰色水足迹的环境可持续性评价
根据（7）式计算得出2012年杭州市水体污染程度WPL等于1.95，大于1，即当年的纳污能力已全部被消耗，说明2012年杭州市现有水质超出了水质标准，灰色水足迹将处于不可持续性状态。根据2012年《杭州市水资源公报》，2012年杭州市参加评价的85个重点水功能区中仅38个达到水功能区目标水质要求，53个达到Ⅲ类水质标准；特别是萧绍河网7个参评的水功能区，均未达到水功能区目标水质和Ⅲ类水质标准，主要超标项目为氨氮、总磷、溶解氧等；总体上水质空间分布为山区好于平原。这些事实印证了灰色水足迹分析结果。
2008—2012年，WPL都大于1，也就是说，本地纳污能力已消耗殆尽，水体水质处于持续恶化的状态。杭州市水功能区以水质目标为评价标准，其达标率都小于0.5，即都在50%以下。WPL居高不下和水功能区水质达标率低水平徘徊，都说明杭州市水资源利用处于不可持续的状态，杭州市水安全受到严重威胁。如何应对水安全问题是杭州市目前面临的巨大挑战。
（三）灰色水足迹与水质性水短缺
2012年杭州市实际耗水量为21.42×108立方米、用水量为56.45×108立方米，仅分别占水资源总量的9.7%和25.5%，也就是说，杭州市水资源从存量看是丰富的、不短缺的；但灰色水足迹却远超过水资源总量，是其1.93倍，从水质上看水资源存在较大缺口。2003—2012年，杭州市实际耗水量和用水量变化不大，而且都远小于水资源总量；但灰色水足迹虽然十年间呈现下降趋势，但每年都超过水资源总量；也就是说，杭州市水资源总量是丰富的，但水质达标的可用水量是短缺的。总之，灰色水足迹是导致杭州市水短缺的直接原因。
灰色水足迹是消除某种化学物质而使用的水量，是反映水体环境的指标。灰色水足迹的存在并不说明水环境受到威胁，自然状态下也会存在灰色水足迹，但这个量很小，并不影响水体环境。也就是说，此时化学物质可以被水体消纳，从而纳入大的地球物理化学大循环中。但当人类活动逐渐增强，产生的灰色水足迹大于水资源总量时，就没有足够的水量来消纳此种化学物质，这种化学物质就以污染物的身份存在，水环境受到威胁。此时灰色水足迹就是反映水体污染程度的指标，它产生了质的变化。同时会因为大量的灰色水足迹存在而使得水体环境就达不到环境标准，水体水质恶化，真正可用水量减少，从而产生水质性水短缺。
灰色水足迹的质变根源在于人地关系演化过程。原始社会和农业社会人敬畏自然、遵循自然规律，生产生活废物排放最终归于大地，废水经过土地过滤（营养物质变为土壤肥料）或流水净化成为再次可利用的资源，各种废弃物都是自然界可稀释的，排放量也处于可稀释的范围内；各种化学物质经过人类活动环节最终都能进入地球物理化学大循环过程中。但随着人类科学技术不断进步，工业社会的到来，人口快速增长，人类活动规模和强度迅速扩大，不但可以直接利用地层中亿万年才形成的自然界物质，还可以制造出自然状态下很少或者没有的物质；人口的膨胀使得废弃物数量和类型越来越多，超出了自然界可承受范围；一些废弃物在循环周期内来不及完全降解或根本不能降解（一些化学合成物在自然状态下不存在能降解的微生物），人地关系矛盾突出。此时，人类科技进步相对自然世界来说是有限的，还不能发明可以完全遵循自然规律的降解途径，因此导致灰色水足迹发生质变，从而产生了水污染及水质性水短缺。