治水润民生 护绿向未来 科技赋能流域生态治理
在江苏东台条子泥湿地,曾经肆虐的互花米草逐渐退去,盐蒿红草随风摇曳,勺嘴鹬等濒危候鸟在修复后的滩涂上翩跹起舞;在贵州贵阳东门河畔,曾经的黑臭水体变身生态公园,居民们沿着清澈的河岸散步,看白鹭掠过水面激起层层涟漪……这些生态蝶变的背后,都离不开我国环境科学与工程领域的专家学者、复旦大学郑正教授带领团队在流域水环境治理领域的持续深耕。团队以“清流水网”理念为引领,攻克多项技术难关,为长江、黄河和太湖、滇池等流域的生态保护国家战略实施提供了技术支撑,在守护碧水清波的征程中书写着科技赋能的时代答卷。
水域生态环境的技术攻关与实践应用
党的二十大报告明确提出“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”,将污染防治攻坚与生态系统保护修复列为重要任务。在国家“十四五”生态环境保护规划中,重点流域水生态环境保护被摆在突出位置,要求到2025年,全国地表水优良水体比例达到85%,重要江河湖库水生态保护修复取得显著成效。面对我国流域污染成因复杂、治理难度大的现实挑战,郑正团队聚焦“外源污染控制—生态系统修复—生物多样性保护”全链条,展开了长期持续的科技攻关。
针对农村面源污染与城市径流污染交织的难题,团队创新性提出“清流水网”技术体系,通过生态沟渠、静脉河道、复合塔式生态滤池等核心技术的系统集成,将分散的沟、河、渠、塘串联成网,构建起“拦截—净化—循环”一体化的污染防控和生态修复网络。在江苏武进区的太湖流域示范工程中,农村生活污水收集处理率,BOD、氨氮等污染物去除率都得到了大幅提升,出水水质达到IV-Ⅲ类标准,有效削减了入湖污染负荷。
传统治理模式往往“头痛医头”,而“清流水网”更注重系统性和循环性。团队研发的复合塔式生态滤池通过多层级好氧-厌氧单元的优化组合,较传统工艺处理效率获得大幅提升,占地面积却减少40%,特别适合人多地少的南方河网地区。这项技术已在长三角、珠三角建成百余座工程处理设施,成为农村污水治理的“标配”技术。
在云南滇池、安徽巢湖等富营养化湖泊治理中,团队突破传统“治水不治生态”的局限,研发出“生态时空构建技术”。通过在水体表层布设抗风浪生态浮床、中层构建可升降沉水植物-生物膜系统、底层铺设改性陶粒滤料,形成“表-中-底”立体修复空间,实现了水质净化与生态系统重建的协同增效。应用该技术的湖区水体透明度明显提升,藻细胞数量大幅下降一个量级,沉水植物和漂浮植物覆盖率大面积恢复,形成了“草型清水态”的健康水生态系统。
更令人瞩目的是,团队在东台条子泥世界自然遗产地的生态修复实践。针对互花米草入侵导致的湿地退化难题,他们创新采用“物理刈割+生物替代+微地貌改造”组合技术,三年时间内将互花米草控制区的物种丰富度提升数倍,底栖生物量显著增加,这为勺嘴鹬等极危物种恢复了关键栖息地,使渔民的捕捞量得以上升,经过治理后的湿地自然景观和物种多样性吸引了大量游客。
科技赋能民生 守护碧水清波
在贵州清镇东门河,曾经的“黑臭河”如今变身“景观带”,这得益于郑正教授团队打造的“公园式生态工程”。他们将塔式生态滤池、梯级人工湿地、旋转浮床等技术与城市景观设计相结合,在10万平方米的核心治理区实现了“水质净化-生态景观-民生服务”的三重功能。工程运行十年来,下游水质稳定在Ⅲ类,真正实现了“自稳定”和“可持续”,不仅保障了百花湖30万居民的饮水安全,更成为市民休闲娱乐的“打卡地”,真正实现了“水清、岸绿、景美”的治理目标。
有效治理的背后,是团队对“实验室研发-中试验证-工程示范-规模化推广”的全链条创新模式的执着追求。复合塔式生态滤池经历了多次技术迭代,从填料配比到流场设计都经过上百次试验,最终形成了“耐冲击负荷、低运行成本、易维护管理”的成熟技术,运行费用不到传统工艺的一半。
为全球水域环境治理提供中国方案
在2012年美国休斯顿国际环境科学与技术大会、2016年捷克布拉格世界地球科学多学科研讨会等国际会议,郑正教授多次受邀做大会主题报告,系统介绍其团队技术在中国河湖治理中的理论研究、技术创新和工程实践。团队的“清流水网”、“复合塔式生态滤池”、“水体生态空间构建”和“基于生态位竞争的重污染水体治理”等技术获得了国际高度认可,获得了多项德国、法国以及瑞士等地举办的国际发明展的金奖。
团队主持了30多项国家及地方省部级重大科学研究项目,获得中华人民共和国科学技术进步二等奖、省部级科技进步奖、中国发明协会一等奖、中国技术市场协会一等奖、上海市教育委员会育才奖等诸多荣誉,累计发表高质量科研论文300余篇,授权发明专利100余项(含发达国家10余项)。团队还出版了环境与人类相关专业著作4部,为国内外环境学科的教学和人才培养提供了宝贵的参考。
站在新的历史起点,郑教授团队正围绕“双碳”目标展开新的探索。他们将生态修复与蓝碳经济相结合,在条子泥湿地开展的“盐沼碳汇计量与交易”试点项目已初见成效,为生态产品价值实现机制提供了新范式。不仅要治好水,还要让绿水青山真正变成金山银山,这是团队对“人与自然生命共同体”理念的生动践行。
从太湖之滨到云贵高原,从长江两岸到黄海之畔,郑正教授团队书写了一部流域治理的科技传奇。他们的实践证明,锚定国家和人民的需求,坚持创新驱动,就能在生态文明建设的伟大征程中留下坚实的科技足迹。他们是碧水清波的守护者,更是绿色发展的追梦人,在建设美丽中国的道路上,这样的科研团队,正以科技报国的初心和绿色发展的信念,在守护绿水青山的征途上续写新的荣光。
责任编辑:汪编辑
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