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《人民政协报》：南四湖的生死蜕变
发布时间：2014-01-06
供稿单位 ：人民政协网
作者：人民政协网
日前，历经十年建设的南水北调东线工程全线通水，这使得长期缺水的北方和南方一起可以“共饮长江水”。事实上，为了一江清水北上，东线工程沿线各地已打了多年的“治污保卫战”。在这其中，位于山东省境内的南四湖更是经历了从之前的鱼虾绝迹到如今稀有生物回归的生死蜕变。
在这场没有硝烟的战斗中，科技究竟发挥了哪些作用？为此记者专访了华北电力大学教授、中国致公党党员、国家“十一五”水体污染控制重大科技专项南四湖生态治污课题负责人张化永，听他讲述治污背后的科技力量。
挑战“世界治污第一难”
南四湖不仅是南水北调东线工程的必经之路，还是东线工程最大的调蓄湖库，水质的好坏直接关系到整个工程的成败。但是，在2007年“十一五”国家水体污染控制重大科技专项课题申请立项时，张化永还是被南四湖入湖河流的水质状况惊呆了。
“我是2007年的8月份第一次到南四湖，尽管已经过几年的治理，比上世纪的水质要好很多，但还是出乎我的意料。入湖河流大部分是劣五类水，薛城小沙河不仅老远就能闻到刺鼻的味道，连河底的泥都是红色的。”张化永告诉记者。
按照相关规定，南四湖的水要从劣五类变成三类水，即COD浓度不能超过每升20毫克，氨氮浓度要在每升1毫克以内。
为了将“一湖酱油汤”变成“一泓清水”，山东省实行了比其他各地都要严格的排放标准，但山东省环保厅厅长张波认为，光靠控源，我们的国力和技术创新水平不足以使南四湖的COD从劣五类水降到地表水三类。所以山东的难题是要找到一种方法，既可以让东线调水水质达到标准，又是当地经济发展水平可以承受的。
于是，张波组织了张化永等一批工程生态学领域的专家，希望通过国家“十一五”水体污染控制重大科技专项生态治污方面的科技创新来破解南四湖的难题。
“正如张波厅长形象的比喻一样，污染治理有点像压弹簧，COD浓度从每升几百到几十毫克，开始的时候可能比较容易，但由几十进一步压的时候，难度很大，成本和技术水平都是很高的。”张化永告诉记者。
“说实话，我当时心里是没有底的。这实在是太难了。”张化永坦言。
资料显示，东线一期工程通水前，全线COD入河量须削减29万吨，削减率82％；氨氮入河量削减2.8万吨，削减率84％。这在世界治污史上也没有先例，甚至被一些专家视为流域治污“世界第一难”，曾被认为是“不可能实现的目标”。南四湖更是东线治污的重中之重。
“我和张波厅长之前有过合作，了解他在控污方面的知识水平和领导才能；另一方面，国际上生态治污相关成果的详细比对，南四湖流域的多次考察，尤其是科学工作者以天下为己任的责任感，也让我下定了决心，知难而上。”
2008年，由中科院、山东大学、华北电力大学等14家科研院所及高校共同组成的南四湖生态治污课题组正式通过立项论证，张化永担任课题组负责人。
合理布局生物
为河流筑起三道防线
作为课题的综合示范区，张波和张化永把南四湖流域污染最为严重的薛城小沙河和城郭河治污控制单元作为重点，建立生态河道、再生水生态库塘和河口湿地。
“薛城小沙河只有16公里长，基本就是一条排污渠，严重的污染致使河道基本上没有植物，河内也找不到任何鱼类，COD浓度曾达到每升200和300毫克。”张化永告诉记者。
课题组首先利用了小沙河上的3座可以升降的橡胶坝。橡胶坝升高后，原本平顺的河道就会变成阶梯式，河水在上一个阶梯的流速就会变慢，水质因此而得到净化。
“下一步我们在河流的入湖口建立起人工湿地。河水将在此停留，借助这样一个不偷懒的污水处理厂，利用生物的降解作用将河水再次净化。”张化永说。
植物是生态修复的基础，但在湿地中种植什么样的植物却是一门大学问。
张化永告诉记者，课题组从70多种水生植物中筛选出了适合的15种。在水深较浅的地方种植芦苇和香蒲等挺水植物，水深中等的地方种植苴草、虎尾藻和金鱼藻等沉水植物，在水深更深的一些地方种植菱角、芡实等浮水植物。
“根据水深和地势的不同，利用植物不同的生长特点和净化效果，在适当的位置种植适当的水生植物，湿地的净化功能就能充分地发挥出来。”张化永说。
经过河流生态修复、河口湿地的共同作用之后，短短几个月小沙河已不再是人见人躲的臭水沟，入湖水质完全达到地表水三类标准，同时鱼类等生物也逐渐恢复。
但与此同时，课题组还面临着另一个难题。“每年冬季才是调水期，但随着水温降低，高等植物的光合作用几乎停止，微生物的分辨效率也大大降低，这是湿地净化能力最弱的时期。冬季如何保证水质？”
在经过无数次试验之后，张化永将目光瞄准了赤泥，一种红色土壤矿物，铝厂生产的废弃物。
“我们在试验中发现，赤泥经过酸性处理以后，有显著的去除磷和氮的效果，并且吸附的速度很快。可以有效改善冬季的水质问题。”
生态治污的成功让张化永和课题组有了无比的信心。如今更让张化永津津乐道的还有位于滕州市城河和郭河交汇地带的七星湖人工湿地。通过生态水资源工程学、水生态系统食物网调控和赤泥改性黏土矿物材料研究等系列技术创新和示范，七星湖湿地从2009年11月投入运行，每天都会有2万吨的水流进这片湿地，在湿地停留20天以上再流出去，COD浓度达到了每升18毫克，氨氮浓度达到了每升0.8毫克，湿地水质基本上达到了地表水三类，有效控制了水华的爆发。
截至2013年9月，山东省共建成人工湿地116个，每年有两亿多立方米的劣五类河水经过这些人工湿地的净化后，再汇入南四湖。
科技创新和科学管理缺一不可
2010年，南四湖支流白马河大量出现桃花水母，这是一种对水质要求极为苛刻的生物，被称为水中大熊猫。它的出现，被看成是入湖水质改善的标志。“天下治污第一难”南四湖的水，已经达到国家地表水三类水标准。
因为突出的治理效果，南四湖水专项课题当年被山东省评为科技进步一等奖。
“整个生态修复的过程其实包括了再生水调蓄库塘生态构建及水华控制技术、河流水质改善与岸滩生态恢复技术、河口多级串联人工湿地水质改善技术、湖滨带规模化退耕还湿与生态恢复技术、湖区生态系统修复和保育技术等等。”张化永说。
张化永告诉记者，南四湖之所以可以取得今天的成绩，和山东省环保厅的一系列严格措施密不可分。“科学技术和科学管理创新在今天的流域治污中，缺一不可。”在他看来，南四湖模式，对其他流域的污水治理有一定的借鉴作用。
“根据著名的库茨涅茨曲线，在人均GDP9000美元的时候，环境矛盾最为突出，当人均GDP达到1.5万美元的时候才能解决流域的环境问题。但我们在南四湖流域的人均GDP只有4500美元的情况下解决了污染问题，这说明依靠科技和管理创新，国际上公认的库茨涅茨环境和经济学壁垒是可以跨越的。”张化永告诉记者。
一组数据显示，近年来，南四湖流域内GDP年均增长率13.9％，而全流域COD和氨氮浓度年均分别下降16％和22％。在流域经济两位数持续增长的背景下，成功实现了流域水环境质量年均两位数的持续改善。
“南四湖生态治污课题的可复制性很强，我相信今后还将发挥更大的作用。”张化永说。
但张化永似乎也并不满足，“尽管在很多人看来，南四湖的治理已经是一个奇迹。但流域GDP的增长能不能更快些？与此同时，COD的浓度能不能再降些？我觉得还有待进一步探索，科技在这其中也将发挥更大的支撑作用。”
(来源：人民政协网 1月2日)
(来源：人民政协网 1月2日)
