【科學網】防污修復還遼河碧水清波
黑臭水體重現綠水清波、水源涵養林防止水土流失、農業廢棄物實現資源化還田……如今位于吉林省境內的遼河流域正在發生天翻地覆的變化。
這些變化來自一支科學家聯合團隊在當地政府支持下，打出的污染防控與生態修復治理“組合拳”。
告別黑臭水體
近年來，吉林省遼河流域水污染持續加重。來自中央第一生態環境保護督察組的數據顯示，2018年1-3月份遼河流域6個國家地表水考核斷面全部為劣Ⅴ類。流域水土流失面積達35.6%以上，部分區域生活污水直排，規模化養殖場糞污處理措施不完備，缺乏適宜的治理技術，水質持續惡化，嚴重污染環境。
吉林省生態環保督察組通報遼河流域水污染突出問題，具體包括：源頭區水源涵養能力低、城市河段水體黑臭、畜禽養殖廢棄物處理利用率低、資源利用不合理、污染管控能力低、支流普遍污染嚴重，遼河流域生態保護與修復迫在眉睫。
“我們這個項目是有效解決遼河流域水污染嚴重、提升流域水環境質量的急迫需求。”作為項目負責人，中國科學院東北地理與農業生態研究所(以下簡稱東北地理研究所)研究員何興元向《中國科學報》介紹了吉林省科技創新重大專項——吉林省遼河流域污染防控與生態修復的立項背景。
2020年1月，吉林省遼河流域污染防控與生態修復專項正式啟動。針對遼河流域城鎮生活污水處理效率低、污泥處置不當、自凈能力差、污染治理技術受寒冷氣候制約等主要問題，吉林大學承擔了項目課題“吉林省遼河流域水環境污染綜合治理”的技術研發與示范。
該課題負責人、吉林大學教授鄒東雷告訴《中國科學報》：“我們在公主嶺市懷德鎮開發了適合吉林省村鎮的小水量污水處理設備，該系統具有抗沖擊負荷能力強，低溫條件下脫氮效率高等特點，出水可以穩定滿足一級A標準，且除個別時段可以實現滿足超低排放標準，這為遼河流域各鄉鎮乃至全省小規模村鎮污水的處理提供了技術支持和保障。”
課題組還開發了黑臭水體安全診斷技術，將環境科學和分子生物學技術結合，評估遼河流域主要黑臭水體多種污染聯合毒性及生態效應，進而提出植物-微生物結合探索對黑臭水體氮形態改變的技術方法。
“這項技術讓污泥資源化處置與秸稈處置的問題都解決了。”吉林省拓達環保工程有限公司相關負責人表示，吉林大學研發的小型可移動式污泥處理設備，可以秸稈為載體，真正做到污泥低碳資源化利用。
開展系統修復
“目前，生態修復的一個難點在于，難以從流域的整體性出發開展系統修復。”何興元介紹了東北地理所承擔的項目課題——流域水源涵養與岸邊帶生態修復技術研發與示范在執行中遇到的難題。
“我們打破以往圍繞山、水、林、田、湖、草單一要素開展修復的思路，從山水林田湖草系統的整體性入手，兼顧生態效益與經濟效益。”何興元告訴《中國科學報》，研究團隊根據從山上到山下的空間布局，按照“水源涵養-水土保持-水質凈化”的研究目標和思路進行整體保護、系統修復、整合治理，研發并集成流域水源涵養與岸邊帶生態修復技術體系。
針對遼河流域低山丘陵及源頭區水源涵養能力低、岸邊帶退化明顯等問題，項目團隊研發了流域水源涵養與岸邊帶生態修復技術體系，構建基于湖庫區水文連通與植被恢復、河流岸坡防護與岸邊帶修復等措施的流域源頭區岸邊帶生態修復技術體系，并結合生態修復工程開展了綜合示范。
在岸邊帶生態修復方面，項目團隊針對湖庫區濕地植被退化、水質凈化能力弱等問題，研發了微生境營造—水文連通—植被重建技術模式協同恢復河湖區濕地植被，提升濕地水質凈化功能;針對遼河支流河岸帶裸露、水土流失、自凈能力低的問題，研發了護岸植物群落配置、生態護岸、岸灘水文連通技術模式，并在東遼河一級支流懷德河開展技術示范。
公主嶺市懷德鎮岸邊帶人工濕地濕地生態修復示范工程。 受訪者供圖
何興元介紹，項目團隊研發流域水源涵養與岸邊帶生態修復技術9項，河流岸坡防護技術長度2千米，河流岸邊帶生態修復技術長度2.5千米，建立核心示范區面積900畝。
2022年8月，吉林省鄉村振興現場推進會到遼河源基地現場觀摩，與會領導高度評價了山水林田湖草示范區取得的系列成果。
吉林省財政廳生態環境處相關負責人表示，項目團隊主持編制吉林省東部山區、敦化市牡丹江流域、渾江流域等山水林田湖一體化工程方案，為打造一體化保護修復吉林樣板做出突出貢獻。
減少面源污染
一直以來，遼河流域存在低山丘陵農業面源污染嚴重、源頭區水源涵養能力低等問題，吉林農業大學承擔的課題圍繞農村農業廢棄物綜合治理與資源化利用展開研究，開發了遼河流域上游鄉村廢棄物資源化利用技術體系。
吉林農業大學教授趙興敏向《中國科學報》介紹，農業廢棄物發酵后形成的有機肥呈粉末狀、重量輕，存在拋灑不均勻、效率低等問題，進而影響粉狀有機肥的銷售和利用，而粉狀有機肥造粒會又會增加有機肥成本。
“目前，有機粉肥撒施設備落后、施用環節衛生條件差、勞動強度大等限制，導致有限的資源無法充分利用。”趙興敏表示，粉肥施肥機可提高施肥效率，對于提高有機肥的應用范圍，做到地力提升與農村農業固體廢棄物資源化利用、黑土地保護三者相結合，既能變廢為寶，改善區域生態環境，又為黑土地力得到恢復和提升提供可靠保證，使黑土地保護落到實處。
為此，吉林農業大學課題組研制了2FYJ-180型有機肥變量施肥機，有效解決了農業廢棄物資源化后還田的應用瓶頸。
公主嶺市農機管理總站組織專家對有機肥變量施肥機進行作業性能論證，專家認為該施肥機能使粉狀有機肥均勻落到農田，施肥機箱體內不會形成“鼠洞”現象，解決了有機肥造粒成本高及粉狀有機肥施用困難的問題，產業化推廣應用后可提高有機肥的利用及畜禽養殖廢棄物與秸稈的處理率，減少流域面源污染。
另外，由東北師范大學承擔的課題——流域資源優化與環境智慧綜合管理平臺研發與建設成果將由吉林省科技創新研究院進行成果轉化。
吉林省科技創新研究院執行院長張世彤介紹，該平臺集成了長光衛星應急監測數據接口，當遼河流域發生重大自然災害時，可緊急調動吉林一號在軌運行的108顆衛星進行應急拍攝，在10分鐘內獲取最新的衛星遙感影像，實時監控環境災害狀態，為流域環境災害治理提供依據。
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吉公網安備22017302000214號
