用科技之手解环保之困

发布日期:2015-09-08 14:57:10.0 来源:中国气象网

       新疆是典型的干旱区,是我国的西北战略安全屏障和生态安全屏障,其生态环境保护与可持续发展问题事关国家稳定和发展的全局。随着国家西部大开发战略的深入实施,干旱内陆区资源能源开发力度骤然提高,基础设施建设不断加强,经济总量逐渐提高,由此对生态环境带来一系列的压力,甚至是破坏。

  “中科院新疆生地所新疆干旱区环境污染与生态修复实验室作为中科院在边疆布置的国立科研队伍,有责任也有义务为确保新疆实现环境友好型跨越式发展提供科学依据和技术保障。”实验室主任潘响亮告诉《中国科学报》记者。

  面向地方之所需

  “水土流失、荒漠化、洪涝灾害、干旱缺水、江河断流、草原退化、水土资源不匹配等生态环境问题与人类活动相互交错,互为因果,治理难度大。”看到一系列生态破坏,潘响亮痛心不已。“对优势资源的开发、利用,以及加快区域社会经济发展都必然会影响甚至破坏生态系统,污染环境。”

  而他所在的实验室,正是针对国家西部大开发与新疆跨越式发展的战略需求,立足新疆,面向西北干旱区,围绕新疆新型工业化、农牧业现代化和新型城镇化建设亟待解决的环境污染问题,结合当前国际关注的干旱区环境污染与修复领域的发展趋势,开展内陆流域污染机理与风险、污染环境修复基础和应用研究,发展干旱区环境污染与控制理论方法,实现核心技术重大突破和系统集成。

  “由于许多规律性的东西在新疆是套用不上的,针对新疆地域特点,实验室开展了内陆流域污染过程与环境风险调控、新疆大型矿山能源基地环境污染与生态修复、干旱区城市环境污染机理与修复、农田土壤污染与食品安全保障四个方面的研究。”潘响亮介绍说,这四个方向正是新疆的地方之需。

  内陆河是新疆众多的物语中,无法省略也不能绕过的一个。伊犁河、阿克苏河、玛纳斯河、乌鲁木齐河……这些内陆河铺散开去,从天山之巅流到天山之脚,以冰凉的乳汁滋润着天山南北许多盆地和绿洲。

  “我们研究污染物在内陆流域水体、大气、土壤、生物多种介质中赋存状态、运移、分配和转化规律,阐明污染物在各环境介质中的交互作用机制及其环境效应,评估污染物对生态系统和人体的健康风险,研发控制和削减环境风险的方法和技术。”潘响亮说。

  而针对新疆的油田、大型煤化工基地和金属矿山突出的环境污染问题,实验室开展了研究矿山环境污染的生态风险、废水处理技术、重污染场所和废弃矿山生态恢复技术。

  多年来,乌市空气质量一直低于国家二级标准,是全国污染较严重的省会城市之一,不仅严重制约了经济和社会的持续发展,而且也极大地影响了广大市民的身心健康。

  “我们着眼于干旱区内陆大型城市大气细粒子和大气污染物的排放清单和源解析以及主要大气污染物的时空分布、输送、转化、沉降机理;PM2.5及净化有毒气体净化新技术。”除此之外,潘响亮告诉记者,实验室还将城市饮用水深度处理及饮用水安全保障技术和城市重污染土壤修复技术纳入到研究范畴中。

  另外,针对新疆农田土壤污染特征与规律,科学家们也在研发重金属、农药等污染土壤的物理、化学和生物修复技术,保障食品安全。

  科研、人才两手抓

  实验室长期以来重点研发适用于干旱区的污染环境生物修复技术,自主研发了尾矿、工业有毒废渣无混凝土生物固化技术、重金属和砷污染土壤的微生物原位稳定技术、污染地表水的光生物反应器处理技术、复合污染地下水原位生物修复技术等,部分技术已经在一些矿山等污染场地进行示范推广。

  针对干旱盐碱土的砷污染的生物修复这个世界性难题,他们成功研发了基于微生物钙化的土壤中As原位钝化技术。目前已经有20多株可高效稳定土壤中重金属和砷的土著菌种,可以规模化生产菌剂,在实施中菌剂可以大面积地喷洒,也可以在灌溉期间随水流扩散,在常温下,3到7天即可达到修复土壤效果。

  实验室还建立了3000 平方米克拉玛依高盐重度石油污染土壤植物修复示范基地及多个油田作业废水示范工程项目,为示范基地的进一步建设奠定基础。

  “我们以界面氧化结合电动力学大幅增强酵解及高效脱水,并将之应用于污泥处置开发,已成功研发出多个高效污泥处置装备。”学术带头人李笃中曾担任国际水协之污泥处置组主席,研究获得世界环工界认可。

  他们在颗粒污泥的形成和稳定等核心技术取得重大突破,将目前世界上需30日方能启动20升反应器之技术缩短至72小时内;以优势改质菌种形成颗粒,将目前世界上仅能稳定运行60日之生物颗粒程序延长至一年以上,颗粒污泥并可直接干燥储存三年以上仍不影响活性。

  近几年,实验室在干旱区污染物生态毒理效应研究,城市污泥处置技术,金属尾矿、工业有毒废渣的重金属污染控制技术,硝酸盐、砷和重金属复合污染水体中的污染物去除技术等研究方面都取得了一系列重要进展。

  潘响亮认为,在解决环境污染问题的同时,还要培养高水平创新型科技人才,形成一支年龄与学科结构合理、创新能力强、能承担国家重大科研课题及解决国家重大需求的高层次研究群体。

  目前,实验室研究队伍老中青结合,以中青年研究群体为核心,以博士后、外籍留学生和博士研究生为主体。“无论是年龄结构,还是职称构成,实验室研究队伍基本形成了合理的金字塔结构。”潘响亮说,“实验室研究队伍的结构和梯队需要专业技术职务和职称的支撑,但是评价实验室队伍更重要的是实验室人员的动手能力、实践经验、知识水平。”

  实验室有长期稳定的固定人员,其中多数成员都有各自擅长的实验技术,长期直接从事实验设计,完成实验并采集数据,培养提高硕、博学生和年轻研究人员的实验能力。一支高素质的研究实验队伍得益于有长期连续高层次的科研任务的带动,同时也得益于长期无中断的国内外学术交流和频繁的人员技术培训。

  潘响亮他们坚信未来他们将建成“国内一流、国际知名”的干旱区环境污染与生态修复重点实验室,及西北地区重要的高层次环保科技人才培养基地。

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