污染水体的“生态过滤器”

　　当你面对着一泓“朽臭与蚊蝇齐飞、垃圾与污水横流”的河水，恐怕很难作出古人“楚水清若空，遥将碧海通”的浪漫想象了吧？多年来，水污染防治一直是环境保护工作的重要一环，从太湖到滇池，从小小造纸厂排污到震惊中外的淮河水污染事件，关于水体污染和富营养化的案例层出不穷，一刻也没有淡出过人们的视线。

　　迄今为止，水污染处理技术已经经历了多年的发展，说到它，人们最先想到的可能是污水处理厂和各种管道设施。但是，您相信一片绿草茵茵、流水潺潺的湿地也能治理污水吗？

　　由中国科学院水生生物研究所水环境工程研究中心主任吴振斌教授和北京大学环境科学与工程学院的郭怀成教授等一百多位专家、十多家单位合作完成的“受污染水体生态修复关键技术”就有这样神奇的功效，不但可以净化污水，同时还能美化环境。为此，该科研项目获得了2009年度国家科技进步奖二等奖。

　　—— 背景阅读 ——

　　水体修复 势在必行

　　近年来，随着经济与社会的快速发展，资源与能源的消耗也在大幅度增加，在这种情况下，各种工业废水和生活污水的排放量越来越大，污染物的排放已经远远超出了水体的环境容量。同时，水资源短缺导致水体污染进一步加剧，而受到污染的水体又使得可利用的水资源日益短缺。这几乎成了一种恶性循环，不仅一步步吞噬着脆弱的生态平衡，同时也危害到了人民群众的身体健康和整个社会的和谐可持续发展。

　　—— 老办法 ——

　　传统方式 各有利弊

　　郭怀成介绍说，以往水污染防治领域的处理工艺较常用的有三种，“第一种就是污水直接处理，通过建立污水处理厂对城市污水进行一级（简单沉淀）和二级（生化技术）的处理。生化技术处理主要通过厌氧、好氧和厌氧—好氧组合处理等几种方式来降解有机物。”这种处理工艺要求污水较为集中，并且随着社会对水质的要求越来越高，这种技术的处理深度似乎尚嫌不够。另外，这项技术需要铺设管道，一次性投资较高。

　　“第二种叫做氧化塘处理技术，这种技术主要利用了一些生物对环境的自净能力，这种技术在上世纪80年代曾在我国得到了比较普遍的应用。这种技术的好处就是它价格比较便宜，但缺点是占地面积太大，容易滋生蚊蝇、产生臭味，还有可能污染地下水。”

　　“另外一种叫做土地快速渗滤系统，这种技术的主要问题就是不太稳定、容易堵塞，同时它的建设成本和运行成本都比较高，占地面积也很大。”

　　—— 新思路 ——

　　湿地处理 技术新星

　　人工湿地处理技术近十几年来发展非常迅速。

　　所谓湿地处理，主要是利用湿地系统中动、植物、微生物等构成的独特生态环境，通过物理、化学和生物的方法实现对污水的处理和净化。

　　这种处理方式对氮磷等污染物的去除效果较为显著，在提高水体水质方面有一定功效。另外，它的造价和运行成本也都非常低廉，还兼具美化环境的功效。

　　改善生态系统 更加节能环保

　　“这项‘受污染水体生态修复关键技术’与以往的处理工艺最主要的不同在于，它是从生物生态的角度来恢复水体，通过植物、微生物和建造湿地过程中填埋基质等共同作用提高水质，在倡导绿色、生态和节能减排方面具有重大意义。”该项目第一完成人吴振斌研究员如是说，“这项技术不但顺应了国家提倡的节能政策，而且人工湿地上种植的植物可以根据受污染水体周围景观情况来选配，在净化水质的同时还可以提高周围的景观品质。”

　　吴振斌还提到，“中国科学院水生生物研究所研发了以复合垂直流人工湿地为基本处理单元的水质改善技术和以水生植被恢复重建为核心的污染水体生态修复等关键技术，之后该技术又在‘八五’国家科技攻关课题、欧盟国际科技合作项目、‘十五’国家重大科技专项等多项科研课题中不断改进和完善。”

　　—— 创新点 ——

　　复合垂直流人工湿地

　　该项目的第一个创新点就是研发了以复合垂直流为基本流程的人工湿地水处理新技术，它兼具了常规的污水处理工程和自然生态处理系统两者的优点。并且还促进了人工湿地从研究到大规模应用迈进，并进一步向产业化发展。

　　作为中国科学院水生生物研究所研发的具有专利技术的复合垂直流人工湿地具有多重优点。第一，净化功能强，相对占地面积小；第二，应用方式灵活，因地制宜，处理规模可大可小，处理方式可集中也可分散；第三，适用对象广泛；第四，常年运行比较稳定，在我国大部分地区，即使在冬季也有比较好的净化效果；第五，建设和运行费用低；第六，具有美化环境的效果。

　　水生植被的恢复与重建

　　“受污染水体生态修复关键技术”项目把水质改善、水生态系统结构功能优化和景观的建设很好地结合起来，并研发和集成了多种改善水环境的生态修复技术，由此形成了以水生植被恢复与重建为核心的水体生态修复技术。

　　水力调度与生态修复的有机结合

　　引调水是国内外水体水质保持的重要水利工程技术手段之一。该项成果将水力调度与生态修复有机结合，研发了以水质改善和水生态系统优化为主要目标的生态调水技术与方法，构建健康生态水网，这是该项成果的第三个创新。

　　—— 项目成果 ——

　　大量应用 前景广阔

　　提到这项研究成果的具体应用，首先要提到北京奥林匹克森林公园，在公园南区的西南部，是一片占地4.5万平方米的湿地水面。

　　这个人工湿地就是采用复合垂直流的人工湿地技术建设的，它从2006年3月开始建设，每天的处理量可达三万吨。另外，深圳洪湖公园人工湿地的一期和二期工程也采用了这项技术，它在1998年的时候，日处理量为一千吨，2003年已经达到了一天四千吨，出水主要用于公园景观补水。

　　从1991年至今，经过将近20年的研究，水生所和合作单位利用该技术建设、设计或规划的生态工程已经达到200余项，取得了十分显著的社会、经济和环境效益。其他单位应用该技术成果建设的工程更多，目前，该项成果已推广到北京、上海、天津、重庆、湖北、广东、吉林、海南等20个省、市、自治区，应用前景十分广阔。(文·实习生 于婷婷)

　　■ 核心提示

      这项“受污染水体生态修复关键技术”与以往的处理工艺最主要的不同在于，它是从生物生态的角度来恢复水体，通过植物、微生物和建造湿地过程中填埋基质等共同作用提高水质，在倡导绿色、生态和节能减排方面具有重大意义。

　　该技术不但顺应了国家提倡的节能政策，而且人工湿地上种植的植物可以根据受污染水体周围景观情况来选配，在净化水质的同时还可以提高周围的景观品质。