- 時間：2024-08-09
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- 來源：科技日報
◎記者王延斌
通訊員于曉明王志董廣遠
8月5日，山東師范大學地理與環(huán)境學院（以下簡稱“山師地環(huán)學院”）孔強教授在暑假期間趕到了250公里之外的南四湖，對其水體物理、化學、生物指標進行監(jiān)測。
孔強是山東師范大學校長張建教授團隊的一員。橫臥于山東省西南部的南四湖是我國北方最大的淡水湖，但污染讓它變成了“醬油湖”，甚至曾被專家們稱為流域治污“世界第一難”。當南水北調(diào)工程啟動之后，作為長江水北上必經(jīng)之地的南四湖治理變得迫在眉睫。
“20年來，我們專心致志干一件事?！睆埥ㄑ壑械倪@件事便是對南水北調(diào)工程沿線流域的水質(zhì)保護。其中，南四湖治理成為重中之重。
當一項項源于南四湖、用于南四湖的“獨家技術(shù)”發(fā)揮效力后，曾經(jīng)的“醬油湖”變清了——“水中大熊貓”桃花水母、“鳥中大熊貓”震旦鴉雀、全球極危物種中華秋沙鴨把南四湖當成了它們的樂園。
治理“醬油湖”，需要借助科技力量。
在該團隊接受任務(wù)時，挑戰(zhàn)不小。工業(yè)廢水、生活廢水、農(nóng)業(yè)廢水……隨著53條支流攜污染物不斷匯入，當時的南四湖變成了魚蝦絕跡的“集中納污區(qū)”。
隨著山東省“治用?！绷饔蛑挝鄄呗缘膶嵤?，南四湖流域水質(zhì)逐漸提高，但與南水北調(diào)東線水質(zhì)要求相比，仍然要跨越三個以上的地表水環(huán)境質(zhì)量類別，難度極大。綠色高效的人工濕地技術(shù)成為優(yōu)先選擇之一。
人工濕地是人為構(gòu)建、模擬和控制的類似沼澤的地面。人工濕地中的基質(zhì)又稱填料，主要用來吸附、過濾污染物，也為植物和微生物生長提供載體并為物理、化學和生物過程提供反應界面。
張建團隊成員之一、山師地環(huán)學院師資博士后紀明德向記者展示了一幅圖：當污水進入河流后，污染物在基質(zhì)、植物與微生物的協(xié)同作用下被去除。但他提到三大痛點，即傳統(tǒng)人工濕地基質(zhì)水質(zhì)凈化效率低、冬季低溫植物“失靈”、工程結(jié)構(gòu)與運行配置不合理。
以冬季低溫植物“失靈”問題為例，紀明德進行了說明。濕地植物可吸附污染物質(zhì)并將其固定在根系上，并通過自身代謝將有機物質(zhì)降解為無毒無害物質(zhì)以實現(xiàn)水體凈化。但問題在于，植物到了冬天便枯萎“失靈”。該團隊創(chuàng)造性地將植物秸稈轉(zhuǎn)化為生物炭，大幅提升對污染物的吸附性能，并將生物炭作為填料回填到人工濕地彌補碳源不足問題。
針對三大痛點而生的一系列技術(shù)不但優(yōu)化了南四湖的水質(zhì)，更在南水北調(diào)東線工程沿線實現(xiàn)了廣泛應用，相關(guān)成果登上《自然綜述：地球與環(huán)境》雜志。
“我們用300畝試驗工程摸索技術(shù)參數(shù)，用1500畝示范工程積累工程應用經(jīng)驗，最終用了近十年在國內(nèi)實現(xiàn)了‘遍地開花’的局面?！睆埥ū硎?，上述數(shù)據(jù)、經(jīng)驗及成果支撐了3個國家濕地公園、山東省26萬畝人工濕地工程的建設(shè)和運行。
“水清不代表無污染?！比缃?，這句話飽含著張建團隊的新目標。近期，他們瞄準了隱形污染物。在今年的政府工作報告中，它們被稱為“新污染物”。
新污染物之所以“新”，一方面是相對于常規(guī)污染物而言，它們是持久性有機污染物、內(nèi)分泌干擾物、抗生素等新型環(huán)境污染物；另一方面，新污染物種類繁多，可被識別出的新污染物還在快速增加。
“如果說之前的污染物是‘厘米級’，那么現(xiàn)在到了‘納米級’?！睆埥ū硎?，他們正在做的就是找到新污染物的“克星”。
多環(huán)芳烴具有誘變、致癌等毒性，傳統(tǒng)人工濕地對多環(huán)芳烴的去除效果極差。通過多年研究，張建團隊發(fā)現(xiàn)微生物降解是人工濕地降解多環(huán)芳烴的主要機制，他們設(shè)計了一種新型自動潮汐流人工濕地系統(tǒng)，通過優(yōu)化系統(tǒng)氧化還原環(huán)境，實現(xiàn)有機污染物多環(huán)芳烴和營養(yǎng)元素氮的高效去除。這一研究成果刊發(fā)在國際學術(shù)刊物《水研究》上，并且已經(jīng)落地。
治理流域污染，隱形污染物不可忽視，這支團隊已找到破解之道，并持續(xù)推而廣之，為保護生態(tài)環(huán)境貢獻力量。