05.23 錢易、曲久輝、王超、李小文、李佩成5院士支招農村治水

作為科學家,除了科學研究,造福人民也是他們心中恆久的追求。錢易、曲久輝、王超、李小文、李佩成,這5位院士都與農村治水結有不解之緣。通過腳踏實地的農村治水實踐,院士們用其智慧與經驗告訴我們:農村治水大有可為,治水科技創新潛力巨大。

錢易:控制農業面源汙染 減少化肥農藥用量

汙水排放“源分離”模式適合我國農村

錢易、曲久輝、王超、李小文、李佩成5院士支招農村治水

農村面源汙染問題越來越突出,未來該如何有效應對農村水汙染?

在中國工程院院士、清華大學環境學院教授錢易看來,這個問題主要源於農業生產、飼養業和生活排放的糞尿和垃圾。為控制農業面源汙染,應大力推廣生態農業,減少化肥農藥的用量。據《瞭望》今年的報道,有數據顯示我國單位面積化肥、農藥的使用量是世界平均水平的2倍以上。不久前,農業部出臺了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》和《到2020年農藥使用量零增長行動方案》,說明這一問題已經得到了高度重視。

目前,歐洲在推動廚房、廁所改造,以實現汙水排放的源分離。通過源分離,可以將家庭產生的廢水分成三種:一種叫灰水,即洗漱、洗菜用過的水,通過收集處理後用來衝馬桶。第二種叫黃水,即衝小便的水,其中含有氮、磷、鉀等,可直接送去灌溉。第三種叫黑水,即衝大便的水,其中有機汙染物含量高,可用來進行微生物發酵回收沼氣能源。錢院士認為,歐洲的這種模式是適合我國農村的。她談到:“農村汙水治理要跳出汙水處理的範疇,也就是說,不單單考慮汙水治理,而應與畜禽糞便處理、秸稈利用等相結合,把廢物轉化為能源,在解決汙染問題的同時,解決農村的能源與肥源問題。”

此外,針對餐廚垃圾,國內已經有企業在進行回收利用,通過技術處理將其轉化為三樣產品:工業潤滑油、沼氣能源和有機肥。錢院士認為,這一技術已經做得非常好,在城市和農村都有利用的空間。

錢院士強調,在農村的現代化建設和水汙染治理過程中,一定要立足農村實際,不能原封不動地套用城市模式。例如,農村居民居住地分散,如果照搬城市來鋪設下水管道、汙水管道,必將造成很大的浪費。

曲久輝:推進汙水資源化、能源化

重視農村飲用水的砷、氟汙染問題

錢易、曲久輝、王超、李小文、李佩成5院士支招農村治水

全國人大代表、中國工程院院士曲久輝,曾在兩會上提出推進汙水資源化、能源化的建議,並建議加強環保政策制定、執行等環節的制度建設。

曲久輝提出了“建立面向未來的汙水處理廠”的概念。他認為,無論在城市還是農村,汙水處理都需要堅持可持續發展的理念,實現汙水資源、能源的循環利用。使用再生水,不僅出於環保和節能的考慮,還可以成為汙水中物質循環利用的途徑。例如,汙水中含有的氮和磷排到江河裡是汙染,但用到農田灌溉上就是回收利用。

“我們在關注城市問題的時候,最容易被遺忘的是那些貧困和偏僻的地區。”曲久輝關心農村飲水安全,特別關注農村飲用水的砷、氟汙染問題,這實際上也是世界範圍內普遍存在卻尚未有效解決的難題之一,既有自然原因,也不排除人為的干擾。

曲久輝的研究團隊發明了除氟新材料、新工藝,使氟汙染水處理技術產生了實質性的突破。他們還進一步將除砷、除氟原理和方法融合,開發出砷氟同時去除的淨水材料和技術系統。麴院士說:“我曾經在雲南和山西的艱苦地區,看到一些農民由於砷中毒致使皮膚粘膜病變、角質化或疣狀增生等,他們貧困而無助。我們曾經與全球健康與教育基金會合作,為山西的一個村子捐贈建設了飲用水處理站,讓當地的農民喝上了潔淨的水。當水站啟動運行時,他們敲鑼打鼓地歡迎我們,用最淳樸和真誠的方式感謝我們!”

如今,在水質與水汙染控制理論和實踐的探索之路上,麴院士還在帶領他的團隊不斷攀登新的高峰。

王超:推動農村溝渠生態化建設

探究“動水控汙”新模式

錢易、曲久輝、王超、李小文、李佩成5院士支招農村治水

本科學的是農田水利,碩士、博士階段學習水力學及河流動力學,博士後研究水文地質,中國工程院院士王超在農村治水方面的主張是:推動農村溝渠生態化建設,力求灌排溝渠同時具有功能性、經濟性和生態性。

王超的許多科研成果,都與人們的日常生活緊密相關,具有很強的社會應用性,也產生了很好的社會效益。目前,國內外都對身患“重症”、被嚴重汙染的河流束手無策,缺乏實用有效的解決技術。王超從環保、美觀與實用等多角度出發,研究開發出了利用仿生植物、河流複式平臺等對汙染物進行淨化的技術。只要河水進入這個“綠色通道”,汙染物就可以得到有效阻攔,對主要汙染物氮、磷的去除率最高能達到75%,成效比傳統淨汙技術提高了36倍以上。

王超還是個發明“達人”,近年來申請了國家發明專利50餘項。他的由16項技術發明組成的河流水質改善工程技術系統,由18項技術發明組成的河湖生態護岸工程技術系統,以及由12項技術發明組成的生態修復與實驗模擬技術系統,為我國傳統水利向現代水利轉變提供了重要的技術支撐。

科學家的過人之處往往在於,能從平常生活中得到啟發,進而開展深入研究。關於王超,坊間也流傳著這樣的趣談。大家都知道江河裡的魚大多比池塘裡的魚好吃,王超卻並沒有停留在吃的層面,經過認真分析、研究,他由此得出了動水比靜水的淨化能力要高15%~25%左右的規律。繼而,王超與有關專家創建了全國的水功能區劃體系,提出了促進水體流動和加快水體交換的湖泊水動力控藻模式,建立了不同水文情勢下的水域納汙能力計算模型,這一“跨越性的國際先導性控汙模式”在我國太湖、巢湖等調水工程中得到了廣泛應用。

利用遙感技術治理家鄉母親河

錢易、曲久輝、王超、李小文、李佩成5院士支招農村治水

李小文院士可謂院士中的“網紅”,2014年他因一張在中國科學院大學講座的照片走紅網絡,照片裡他黑衣蓄鬍、光腳穿布鞋,被網友稱為仙風道骨的“布鞋院士”。

李院士於不久前仙逝,他的治學與傳奇仍為後人所樂道。李院士的專業是遙感,不算“環保圈中人”,但他卻將遙感技術用在了水治理領域。

遙感,即不通過直接接觸來獲取地表信息。李院士曾接到四川理工學院院士(專家)工作站籌備的邀請,之後他一直在思考,地理信息科學技術能在釜溪河流域治理方面發揮什麼作用。釜溪河是自貢的母親河,發源於威遠縣兩母山,河長190公里,流域面積3472平方公里,於富順縣釜溪口匯入沱江。李院士說:“我出生在自貢自流井區。在我的記憶中,兒時的釜溪河總是清澈乾淨。目前,我們要做的是如何著眼綠色發展,打好保護和優化管理的組合拳。”要實現全流域監控,僅僅依靠水質監測站是不夠的,李院士覺得,如果能夠結合地理信息科學技術和物聯網技術,就能更好地實時監測釜溪河的汙染情況,及時發現汙染源。

李小文院士生前曾帶領團隊與四川理工學院合作,確定了《江河流域水環境的集成感知與在線監測》這個攻關項目,力爭在四川威遠—釜溪河流域水汙染治理方面開展創新性研究,還人民一河清水。

李佩成: 以生態學原理關注灌溉水

錢易、曲久輝、王超、李小文、李佩成5院士支招農村治水

中央2011年一號文件指出:“水是生命之源、生產之要、生態之基。”同時強調“水利是現代農業不可或缺的首要條件,是經濟社會發展不可替代的基礎支撐,是生態環境改善不可分割的保障系統,具有很強的公益性、基礎性、戰略性”。中國工程院院士、農田水利專家李佩成就鑽研灌溉區治水多年。

我國是人口大國,糧食安全是頭等大事,而農業穩產、高產的重要條件是灌溉。我國的灌溉有效面積曾達7.3億畝,在不到耕地1/2的灌溉面積上生產出75%的糧食、90%以上的經濟作物,灌溉的穩產、增產作用顯而易見。灌溉水(包括灌區地下水)受到汙染,不僅莊稼受損,還會造成村民飲水困難。我國一些河湖的汙染,也與不合理的灌溉和排水工程有關。

如何扭轉灌區環境的惡化形勢?李佩成認為,要把強化生態文明灌區建設作為新時期農田水利建設的重要目標,這也是戰略決策。

建設生態文明灌區,需要以生態學原理、可持續發展理論和社會主義經濟學原理為依據,以包括引水、用水、管水在內的先進生產力為手段,因地制宜地對灌區內的第一自然和第二自然進行保護、修復和改造。李院士認為,灌區水利工程建設應當深入農村,面向實際,產、學、研相結合,促進理論創新與應用的飛躍。

“探尋農村治水新藍海”,5月27日,2016(第二屆)環境施治論壇將在江蘇宜興舉行。屆時,與會專家將就農村治水的技術升級落地進行探討,並分析不同技術路線的特徵與趨勢,敬請關注。


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