北京奧林匹克森林公園濕地
當(dāng)你面對(duì)著一泓“朽臭與蚊蠅齊飛、垃圾與污水橫流”的河水，恐怕很難作出古人“楚水清若空，遙將碧海通”的浪漫想象了吧？多年來(lái)，水污染防治一直是環(huán)境保護(hù)工作的重要一環(huán)，從太湖到滇池，從小小造紙廠排污到震驚中外的淮河水污染事件，關(guān)于水體污染和富營(yíng)養(yǎng)化的案例層出不窮，一刻也沒有淡出過人們的視線。
迄今為止，水污染處理技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了多年的發(fā)展，說到它，人們最先想到的可能是污水處理廠和各種管道設(shè)施。但是，您相信一片綠草茵茵、流水潺潺的濕地也能治理污水嗎？
由中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所水環(huán)境工程研究中心主任吳振斌教授和北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的郭懷成教授等一百多位專家、十多家單位合作完成的“受污染水體生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)”就有這樣神奇的功效，不但可以凈化污水，同時(shí)還能美化環(huán)境。為此，該科研項(xiàng)目獲得了2009年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
—— 背景閱讀 ——
水體修復(fù) 勢(shì)在必行
近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，資源與能源的消耗也在大幅度增加，在這種情況下，各種工業(yè)廢水和生活污水的排放量越來(lái)越大，污染物的排放已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了水體的環(huán)境容量。同時(shí)，水資源短缺導(dǎo)致水體污染進(jìn)一步加劇，而受到污染的水體又使得可利用的水資源日益短缺。這幾乎成了一種惡性循環(huán)，不僅一步步吞噬著脆弱的生態(tài)平衡，同時(shí)也危害到了人民群眾的身體健康和整個(gè)社會(huì)的和諧可持續(xù)發(fā)展。
—— 老辦法 ——
傳統(tǒng)方式 各有利弊
郭懷成介紹說，以往水污染防治領(lǐng)域的處理工藝較常用的有三種，“第一種就是污水直接處理，通過建立污水處理廠對(duì)城市污水進(jìn)行一級(jí)（簡(jiǎn)單沉淀）和二級(jí)（生化技術(shù)）的處理。生化技術(shù)處理主要通過厭氧、好氧和厭氧—好氧組合處理等幾種方式來(lái)降解有機(jī)物。”這種處理工藝要求污水較為集中，并且隨著社會(huì)對(duì)水質(zhì)的要求越來(lái)越高，這種技術(shù)的處理深度似乎尚嫌不夠。另外，這項(xiàng)技術(shù)需要鋪設(shè)管道，一次性投資較高。
“第二種叫做氧化塘處理技術(shù)，這種技術(shù)主要利用了一些生物對(duì)環(huán)境的自凈能力，這種技術(shù)在上世紀(jì)80年代曾在我國(guó)得到了比較普遍的應(yīng)用。這種技術(shù)的好處就是它價(jià)格比較便宜，但缺點(diǎn)是占地面積太大，容易滋生蚊蠅、產(chǎn)生臭味，還有可能污染地下水。”
“另外一種叫做土地快速滲濾系統(tǒng)，這種技術(shù)的主要問題就是不太穩(wěn)定、容易堵塞，同時(shí)它的建設(shè)成本和運(yùn)行成本都比較高，占地面積也很大。”
—— 新思路 ——
濕地處理 技術(shù)新星
人工濕地處理技術(shù)近十幾年來(lái)發(fā)展非常迅速。
所謂濕地處理，主要是利用濕地系統(tǒng)中動(dòng)、植物、微生物等構(gòu)成的獨(dú)特生態(tài)環(huán)境，通過物理、化學(xué)和生物的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的處理和凈化。
這種處理方式對(duì)氮磷等污染物的去除效果較為顯著，在提高水體水質(zhì)方面有一定功效。另外，它的造價(jià)和運(yùn)行成本也都非常低廉，還兼具美化環(huán)境的功效。
改善生態(tài)系統(tǒng) 更加節(jié)能環(huán)保
“這項(xiàng)‘受污染水體生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)’與以往的處理工藝最主要的不同在于，它是從生物生態(tài)的角度來(lái)恢復(fù)水體，通過植物、微生物和建造濕地過程中填埋基質(zhì)等共同作用提高水質(zhì)，在倡導(dǎo)綠色、生態(tài)和節(jié)能減排方面具有重大意義。”該項(xiàng)目第一完成人吳振斌研究員如是說，“這項(xiàng)技術(shù)不但順應(yīng)了國(guó)家提倡的節(jié)能政策，而且人工濕地上種植的植物可以根據(jù)受污染水體周圍景觀情況來(lái)選配，在凈化水質(zhì)的同時(shí)還可以提高周圍的景觀品質(zhì)。”
吳振斌還提到，“中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所研發(fā)了以復(fù)合垂直流人工濕地為基本處理單元的水質(zhì)改善技術(shù)和以水生植被恢復(fù)重建為核心的污染水體生態(tài)修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)，之后該技術(shù)又在‘八五’國(guó)家科技攻關(guān)課題、歐盟國(guó)際科技合作項(xiàng)目、‘十五’國(guó)家重大科技專項(xiàng)等多項(xiàng)科研課題中不斷改進(jìn)和完善。”
—— 創(chuàng)新點(diǎn) ——
復(fù)合垂直流人工濕地
該項(xiàng)目的第一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)就是研發(fā)了以復(fù)合垂直流為基本流程的人工濕地水處理新技術(shù)，它兼具了常規(guī)的污水處理工程和自然生態(tài)處理系統(tǒng)兩者的優(yōu)點(diǎn)。并且還促進(jìn)了人工濕地從研究到大規(guī)模應(yīng)用邁進(jìn)，并進(jìn)一步向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
作為中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所研發(fā)的具有專利技術(shù)的復(fù)合垂直流人工濕地具有多重優(yōu)點(diǎn)。第一，凈化功能強(qiáng)，相對(duì)占地面積小；第二，應(yīng)用方式靈活，因地制宜，處理規(guī)模可大可小，處理方式可集中也可分散；第三，適用對(duì)象廣泛；第四，常年運(yùn)行比較穩(wěn)定，在我國(guó)大部分地區(qū)，即使在冬季也有比較好的凈化效果；第五，建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低；第六，具有美化環(huán)境的效果。
水生植被的恢復(fù)與重建
“受污染水體生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目把水質(zhì)改善、水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能優(yōu)化和景觀的建設(shè)很好地結(jié)合起來(lái)，并研發(fā)和集成了多種改善水環(huán)境的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，由此形成了以水生植被恢復(fù)與重建為核心的水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)。
水力調(diào)度與生態(tài)修復(fù)的有機(jī)結(jié)合
引調(diào)水是國(guó)內(nèi)外水體水質(zhì)保持的重要水利工程技術(shù)手段之一。該項(xiàng)成果將水力調(diào)度與生態(tài)修復(fù)有機(jī)結(jié)合，研發(fā)了以水質(zhì)改善和水生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化為主要目標(biāo)的生態(tài)調(diào)水技術(shù)與方法，構(gòu)建健康生態(tài)水網(wǎng)，這是該項(xiàng)成果的第三個(gè)創(chuàng)新。
—— 項(xiàng)目成果 ——
大量應(yīng)用 前景廣闊
提到這項(xiàng)研究成果的具體應(yīng)用，首先要提到北京奧林匹克森林公園，在公園南區(qū)的西南部，是一片占地4.5萬(wàn)平方米的濕地水面。
這個(gè)人工濕地就是采用復(fù)合垂直流的人工濕地技術(shù)建設(shè)的，它從2006年3月開始建設(shè)，每天的處理量可達(dá)三萬(wàn)噸。另外，深圳洪湖公園人工濕地的一期和二期工程也采用了這項(xiàng)技術(shù)，它在1998年的時(shí)候，日處理量為一千噸，2003年已經(jīng)達(dá)到了一天四千噸，出水主要用于公園景觀補(bǔ)水。
從1991年至今，經(jīng)過將近20年的研究，水生所和合作單位利用該技術(shù)建設(shè)、設(shè)計(jì)或規(guī)劃的生態(tài)工程已經(jīng)達(dá)到200余項(xiàng)，取得了十分顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。其他單位應(yīng)用該技術(shù)成果建設(shè)的工程更多，目前，該項(xiàng)成果已推廣到北京、上海、天津、重慶、湖北、廣東、吉林、海南等20個(gè)省、市、自治區(qū)，應(yīng)用前景十分廣闊。
■ 核心提示
這項(xiàng)“受污染水體生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)”與以往的處理工藝最主要的不同在于，它是從生物生態(tài)的角度來(lái)恢復(fù)水體，通過植物、微生物和建造濕地過程中填埋基質(zhì)等共同作用提高水質(zhì)，在倡導(dǎo)綠色、生態(tài)和節(jié)能減排方面具有重大意義。
該技術(shù)不但順應(yīng)了國(guó)家提倡的節(jié)能政策，而且人工濕地上種植的植物可以根據(jù)受污染水體周圍景觀情況來(lái)選配，在凈化水質(zhì)的同時(shí)還可以提高周圍的景觀品質(zhì)。
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