水世界-中國城鎮水網
www.zhangyanji.com
挑戰“世界治污第一難” 南四湖的生死蛻變！
時間：2014-01-06 10:00:51 作者： 來源：人民政協網
日前，歷經十年建設的南水北調東線工程全線通水，這使得長期缺水的北方和南方一起可以“共飲長江水”。事實上，為了一江清水北上，東線工程沿線各地已打了多年的“治污保衛戰”。在這其中，位于山東省境內的南四湖更是經歷了從之前的魚蝦絕跡到如今稀有生物回歸的生死蛻變。
在這場沒有硝煙的戰斗中，科技究竟發揮了哪些作用？為此記者專訪了華北電力大學教授、中國致公黨黨員、國家“十一五”水體污染控制重大科技專項南四湖生態治污課題負責人張化永，聽他講述治污背后的科技力量。
南四湖不僅是南水北調東線工程的必經之路，還是東線工程最大的調蓄湖庫，水質的好壞直接關系到整個工程的成敗。但是，在2007年“十一五”國家水體污染控制重大科技專項課題申請立項時，張化永還是被南四湖入湖河流的水質狀況驚呆了。
“我是2007年的8月份第一次到南四湖，盡管已經過幾年的治理，比上世紀的水質要好很多，但還是出乎我的意料。入湖河流大部分是劣五類水，薛城小沙河不僅老遠就能聞到刺鼻的味道，連河底的泥都是紅色的�！睆埢栏嬖V記者。
按照相關規定，南四湖的水要從劣五類變成三類水，即COD濃度不能超過每升20毫克，氨氮濃度要在每升1毫克以內。
為了將“一湖醬油湯”變成“一泓清水”，山東省實行了比其他各地都要嚴格的排放標準，但山東省環保廳廳長張波認為，光靠控源，我們的國力和技術創新水平不足以使南四湖的COD從劣五類水降到地表水三類。所以山東的難題是要找到一種方法，既可以讓東線調水水質達到標準，又是當地經濟發展水平可以承受的。
于是，張波組織了張化永等一批工程生態學領域的專家，希望通過國家“十一五”水體污染控制重大科技專項生態治污方面的科技創新來破解南四湖的難題。
“正如張波廳長形象的比喻一樣，污染治理有點像壓彈簧，COD濃度從每升幾百到幾十毫克，開始的時候可能比較容易，但由幾十進一步壓的時候，難度很大，成本和技術水平都是很高的。”張化永告訴記者。
“說實話，我當時心里是沒有底的。這實在是太難了。”張化永坦言。
資料顯示，東線一期工程通水前，全線COD入河量須削減29萬噸，削減率82%；氨氮入河量削減2.8萬噸，削減率84%。這在世界治污史上也沒有先例，甚至被一些專家視為流域治污“世界第一難”，曾被認為是“不可能實現的目標”。南四湖更是東線治污的重中之重。
“我和張波廳長之前有過合作，了解他在控污方面的知識水平和領導才能；另一方面，國際上生態治污相關成果的詳細比對，南四湖流域的多次考察，尤其是科學工作者以天下為己任的責任感，也讓我下定了決心，知難而上。”
2008年，由中科院、山東大學、華北電力大學等14家科研院所及高校共同組成的南四湖生態治污課題組正式通過立項論證，張化永擔任課題組負責人。
作為課題的綜合示范區，張波和張化永把南四湖流域污染最為嚴重的薛城小沙河和城郭河治污控制單元作為重點，建立生態河道、再生水生態庫塘和河口濕地。
“薛城小沙河只有16公里長，基本就是一條排污渠，嚴重的污染致使河道基本上沒有植物，河內也找不到任何魚類，COD濃度曾達到每升200和300毫克。”張化永告訴記者。
課題組首先利用了小沙河上的3座可以升降的橡膠壩。橡膠壩升高后，原本平順的河道就會變成階梯式，河水在上一個階梯的流速就會變慢，水質因此而得到凈化。
“下一步我們在河流的入湖口建立起人工濕地。河水將在此停留，借助這樣一個不偷懶的污水處理廠，利用生物的降解作用將河水再次凈化。”張化永說。
植物是生態修復的基礎，但在濕地中種植什么樣的植物卻是一門大學問。
張化永告訴記者，課題組從70多種水生植物中篩選出了適合的15種。在水深較淺的地方種植蘆葦和香蒲等挺水植物，水深中等的地方種植苴草、虎尾藻和金魚藻等沉水植物，在水深更深的一些地方種植菱角、芡實等浮水植物。
“根據水深和地勢的不同，利用植物不同的生長特點和凈化效果，在適當的位置種植適當的水生植物，濕地的凈化功能就能充分地發揮出來�！睆埢勒f。
經過河流生態修復、河口濕地的共同作用之后，短短幾個月小沙河已不再是人見人躲的臭水溝，入湖水質完全達到地表水三類標準，同時魚類等生物也逐漸恢復。
但與此同時，課題組還面臨著另一個難題�！懊磕甓静攀钦{水期，但隨著水溫降低，高等植物的光合作用幾乎停止，微生物的分辨效率也大大降低，這是濕地凈化能力最弱的時期。冬季如何保證水質？”
在經過無數次試驗之后，張化永將目光瞄準了赤泥，一種紅色土壤礦物，鋁廠生產的廢棄物。
“我們在試驗中發現，赤泥經過酸性處理以后，有顯著的去除磷和氮的效果，并且吸附的速度很快�？梢杂行Ц纳贫镜乃|問題�！�
生態治污的成功讓張化永和課題組有了無比的信心。如今更讓張化永津津樂道的還有位于滕州市城河和郭河交匯地帶的七星湖人工濕地。通過生態水資源工程學、水生態系統食物網調控和赤泥改性黏土礦物材料研究等系列技術創新和示范，七星湖濕地從2009年11月投入運行，每天都會有2萬噸的水流進這片濕地，在濕地停留20天以上再流出去，COD濃度達到了每升18毫克，氨氮濃度達到了每升0.8毫克，濕地水質基本上達到了地表水三類，有效控制了水華的爆發。
截至2013年9月，山東省共建成人工濕地116個，每年有兩億多立方米的劣五類河水經過這些人工濕地的凈化后，再匯入南四湖。
2010年，南四湖支流白馬河大量出現桃花水母，這是一種對水質要求極為苛刻的生物，被稱為水中大熊貓。它的出現，被看成是入湖水質改善的標志�！疤煜轮挝鄣谝浑y”南四湖的水，已經達到國家地表水三類水標準。
因為突出的治理效果，南四湖水專項課題當年被山東省評為科技進步一等獎。
“整個生態修復的過程其實包括了再生水調蓄庫塘生態構建及水華控制技術、河流水質改善與岸灘生態恢復技術、河口多級串聯人工濕地水質改善技術、湖濱帶規�；烁�濕與生態恢復技術、湖區生態系統修復和保育技術等等。”張化永說。
張化永告訴記者，南四湖之所以可以取得今天的成績，和山東省環保廳的一系列嚴格措施密不可分�！翱茖W技術和科學管理創新在今天的流域治污中，缺一不可�！痹谒磥恚纤暮Ｊ�，對其他流域的污水治理有一定的借鑒作用。
“根據著名的庫茨涅茨曲線，在人均GDP9000美元的時候，環境矛盾最為突出，當人均GDP達到1.5萬美元的時候才能解決流域的環境問題。但我們在南四湖流域的人均GDP只有4500美元的情況下解決了污染問題，這說明依靠科技和管理創新，國際上公認的庫茨涅茨環境和經濟學壁壘是可以跨越的�！睆埢栏嬖V記者。
一組數據顯示，近年來，南四湖流域內GDP年均增長率13.9%，而全流域COD和氨氮濃度年均分別下降16%和22%。在流域經濟兩位數持續增長的背景下，成功實現了流域水環境質量年均兩位數的持續改善。
“南四湖生態治污課題的可復制性很強，我相信今后還將發揮更大的作用�！睆埢勒f。
但張化永似乎也并不滿足，“盡管在很多人看來，南四湖的治理已經是一個奇跡。但流域GDP的增長能不能更快些？與此同時，COD的濃度能不能再降些？我覺得還有待進一步探索，科技在這其中也將發揮更大的支撐作用�！�
