北京奧林匹克森林公園濕地
當你面對著(zhù)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)境保護工作的重要一環(huán)，從太湖到滇池，從小小造紙廠(chǎng)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)養化的案例層出不窮，一刻也沒(méi)有淡出過(guò)人們的視線(xiàn)。
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(shuō)到它，人們最先想到的可能是污水處理廠(chǎng)和各種管道設施。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(zhuān)家、十多家單位合作完成的“受污染水體生態(tài)修復關(guān)鍵技術(shù)”就有這樣神奇的功效，不但可以?xún)艋鬯?，同時(shí)還能美化環(huán)境。為此，該科研項目獲得了2009年度國家科技進(jìn)步獎二等獎。
—— 背景閱讀 ——
水體修復 勢在必行
近年來(lái)，隨著(zhù)經(jīng)濟與社會(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)遠遠超出了水體的環(huán)境容量。同時(shí)，水資源短缺導致水體污染進(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(zhù)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 )的和諧可持續發(fā)展。
—— 老辦法 ——
傳統方式 各有利弊
郭懷成介紹說(shuō)，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(guò)建立污水處理廠(chǎng)對城市污水進(jìn)行一級（簡(jiǎn)單沉淀）和二級（生化技術(shù)）的處理。生化技術(shù)處理主要通過(guò)厭氧、好氧和厭氧—好氧組合處理等幾種方式來(lái)降解有機物。”這種處理工藝要求污水較為集中，并且隨著(zhù)社會(huì )對水質(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，這項技術(shù)需要鋪設管道，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環(huán)境的自?xún)裟芰?，這種技術(shù)在上世紀80年代曾在我國得到了比較普遍的應用。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，這種技術(shù)的主要問(wèn)題就是不太穩定、容易堵塞，同時(shí)它的建設成本和運行成本都比較高，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中動(dòng)、植物、微生物等構成的獨特生態(tài)環(huán)境，通過(guò)物理、化學(xué)和生物的方法實(shí)現對污水的處理和凈化。
這種處理方式對氮磷等污染物的去除效果較為顯著(zhù)，在提高水體水質(zhì)方面有一定功效。另外，它的造價(jià)和運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 更加節能環(huán)保
“這項‘受污染水體生態(tài)修復關(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)恢復水體，通過(guò)植物、微生物和建造濕地過(guò)程中填埋基質(zhì)等共同作用提高水質(zhì)，在倡導綠色、生態(tài)和節能減排方面具有重大意義。”該項目第一完成人吳振斌研究員如是說(shuō)，“這項技術(shù)不但順應了國家提倡的節能政策，而且人工濕地上種植的植物可以根據受污染水體周?chē)坝^(guān)情況來(lái)選配，在凈化水質(zhì)的同時(shí)還可以提高周?chē)木坝^(guān)品質(zhì)。”
吳振斌還提到，“中國科學(xué)院水生生物研究所研發(fā)了以復合垂直流人工濕地為基本處理單元的水質(zhì)改善技術(shù)和以水生植被恢復重建為核心的污染水體生態(tài)修復等關(guān)鍵技術(shù)，之后該技術(shù)又在‘八五’國家科技攻關(guān)課題、歐盟國際科技合作項目、‘十五’國家重大科技專(zhuān)項等多項科研課題中不斷改進(jìn)和完善。”
—— 創(chuàng )新點(diǎn) ——
復合垂直流人工濕地
該項目的第一個(gè)創(chuàng )新點(diǎn)就是研發(fā)了以復合垂直流為基本流程的人工濕地水處理新技術(shù)，它兼具了常規的污水處理工程和自然生態(tài)處理系統兩者的優(yōu)點(diǎn)。并且還促進(jìn)了人工濕地從研究到大規模應用邁進(jìn)，并進(jìn)一步向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
作為中國科學(xué)院水生生物研究所研發(fā)的具有專(zhuān)利技術(shù)的復合垂直流人工濕地具有多重優(yōu)點(diǎn)。第一，凈化功能強，相對占地面積??；第二，應用方式靈活，因地制宜，處理規?？纱罂尚?，處理方式可集中也可分散；第三，適用對象廣泛；第四，常年運行比較穩定，在我國大部分地區，即使在冬季也有比較好的凈化效果；第五，建設和運行費用低；第六，具有美化環(huán)境的效果。
水生植被的恢復與重建
“受污染水體生態(tài)修復關(guān)鍵技術(shù)”項目把水質(zhì)改善、水生態(tài)系統結構功能優(yōu)化和景觀(guān)的建設很好地結合起來(lái)，并研發(fā)和集成了多種改善水環(huán)境的生態(tài)修復技術(shù)，由此形成了以水生植被恢復與重建為核心的水體生態(tài)修復技術(shù)。
水力調度與生態(tài)修復的有機結合
引調水是國內外水體水質(zhì)保持的重要水利工程技術(shù)手段之一。該項成果將水力調度與生態(tài)修復有機結合，研發(fā)了以水質(zhì)改善和水生態(tài)系統優(yōu)化為主要目標的生態(tài)調水技術(shù)與方法，構建健康生態(tài)水網(wǎng)，這是該項成果的第三個(gè)創(chuàng )新。
—— 項目成果 ——
大量應用 前景廣闊
提到這項研究成果的具體應用，首先要提到北京奧林匹克森林公園，在公園南區的西南部，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合垂直流的人工濕地技術(shù)建設的，它從2006年3月開(kāi)始建設，每天的處理量可達三萬(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)達到了一天四千噸，出水主要用于公園景觀(guān)補水。
從1991年至今，經(jīng)過(guò)將近20年的研究，水生所和合作單位利用該技術(shù)建設、設計或規劃的生態(tài)工程已經(jīng)達到200余項，取得了十分顯著(zhù)的社會(huì )、經(jīng)濟和環(huán)境效益。其他單位應用該技術(shù)成果建設的工程更多，目前，該項成果已推廣到北京、上海、天津、重慶、湖北、廣東、吉林、海南等20個(gè)省、市、自治區，應用前景十分廣闊。
■ 核心提示
這項“受污染水體生態(tài)修復關(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)恢復水體，通過(guò)植物、微生物和建造濕地過(guò)程中填埋基質(zhì)等共同作用提高水質(zhì)，在倡導綠色、生態(tài)和節能減排方面具有重大意義。
該技術(shù)不但順應了國家提倡的節能政策，而且人工濕地上種植的植物可以根據受污染水體周?chē)坝^(guān)情況來(lái)選配，在凈化水質(zhì)的同時(shí)還可以提高周?chē)木坝^(guān)品質(zhì)。
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