8月5日，山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院（以下簡稱“山師地環(huán)學(xué)院”）孔強(qiáng)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(xué)、生物指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。
孔強(qiáng)是山東師范大學(xué)校長張建教授團(tuán)隊(duì)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(dāng)南水北調(diào)工程啟動(dòng)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。”張建眼中的這件事便是對南水北調(diào)工程沿線流域的水質(zhì)保護(hù)。其中，南四湖治理成為重中之重。
當(dāng)一項(xiàng)項(xiàng)源于南四湖、用于南四湖的“獨(dú)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(dāng)成了它們的樂園。
治理“醬油湖”，需要借助科技力量。
在該團(tuán)隊(duì)接受任務(wù)時(shí)，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(dāng)時(shí)的南四湖變成了魚蝦絕跡的“集中納污區(qū)”。
隨著山東省“治用保”流域治污策略的實(shí)施，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(gè)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(xué)和生物過程提供反應(yīng)界面。
張建團(tuán)隊(duì)成員之一、山師地環(huán)學(xué)院師資博士后紀(jì)明德向記者展示了一幅圖：當(dāng)污水進(jìn)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(diǎn)，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(yùn)行配置不合理。
以冬季低溫植物“失靈”問題為例，紀(jì)明德進(jìn)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(jī)物質(zhì)降解為無毒無害物質(zhì)以實(shí)現(xiàn)水體凈化。但問題在于，植物到了冬天便枯萎“失靈”。該團(tuán)隊(duì)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(bǔ)碳源不足問題。
針對三大痛點(diǎn)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(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)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(yàn)工程摸索技術(shù)參數(shù)，用1500畝示范工程積累工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，最終用了近十年在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了‘遍地開花’的局面。”張建表示，上述數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)及成果支撐了3個(gè)國家濕地公園、山東省26萬畝人工濕地工程的建設(shè)和運(yùn)行。
“水清不代表無污染。”如今，這句話飽含著張建團(tuán)隊(duì)的新目標(biāo)。近期，他們瞄準(zhǔn)了隱形污染物。在今年的政府工作報(bào)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(jī)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(shí)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’。”張建表示，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(tuán)隊(duì)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(jī)制，他們設(shè)計(jì)了一種新型自動(dòng)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(shí)現(xiàn)有機(jī)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(xué)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(tuán)隊(duì)已找到破解之道，并持續(xù)推而廣之，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境貢獻(xiàn)力量。（記者 王延斌 通訊員 于曉明 王志 董廣遠(yuǎn)）