钱易、曲久辉、王超、李小文、李佩成,这5位院士都与农村治水结有不解之缘。通过脚踏实地的农村治水实践,院士们用其智慧与经验告诉我们:农村治水大有可为,治水科技创新潜力巨大。
作为科学家,除了科学研究,造福人民也是他们心中恒久的追求。钱易、曲久辉、王超、李小文、李佩成,这5位院士都与农村治水结有不解之缘。通过脚踏实地的农村治水实践,院士们用其智慧与经验告诉我们:农村治水大有可为,治水科技创新潜力巨大。
钱易:控制农业面源污染减少化肥农药用量
污水排放“源分离”模式适合我国农村
农村面源污染问题越来越突出,未来该如何有效应对农村水污染?
在中国工程院院士、清华大学环境学院教授钱易看来,这个问题主要源于农业生产、饲养业和生活排放的粪尿和垃圾。为控制农业面源污染,应大力推广生态农业,减少化肥农药的用量。据《瞭望》今年的报道,有数据显示我国单位面积化肥、农药的使用量是世界平均水平的2倍以上。不久前,农业部出台了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》,说明这一问题已经得到了高度重视。
目前,欧洲在推动厨房、厕所改造,以实现污水排放的源分离。通过源分离,可以将家庭产生的废水分成三种:一种叫灰水,即洗漱、洗菜用过的水,通过收集处理后用来冲马桶。第二种叫黄水,即冲小便的水,其中含有氮、磷、钾等,可直接送去灌溉。第三种叫黑水,即冲大便的水,其中有机污染物含量高,可用来进行微生物发酵回收沼气能源。钱院士认为,欧洲的这种模式是适合我国农村的。她谈到:“农村污水治理要跳出污水处理的范畴,也就是说,不单单考虑污水治理,而应与畜禽粪便处理、秸秆利用等相结合,把废物转化为能源,在解决污染问题的同时,解决农村的能源与肥源问题。”
此外,针对餐厨垃圾,国内已经有企业在进行回收利用,通过技术处理将其转化为三样产品:工业润滑油、沼气能源和有机肥。钱院士认为,这一技术已经做得非常好,在城市和农村都有利用的空间。
钱院士强调,在农村的现代化建设和水污染治理过程中,一定要立足农村实际,不能原封不动地套用城市模式。例如,农村居民居住地分散,如果照搬城市来铺设下水管道、污水管道,必将造成很大的浪费。
曲久辉:推进污水资源化、能源化
重视农村饮用水的砷、氟污染问题
全国人大代表、中国工程院院士曲久辉,曾在两会上提出推进污水资源化、能源化的建议,并建议加强环保政策制定、执行等环节的制度建设。
曲久辉提出了“建立面向未来的污水处理厂”的概念。他认为,无论在城市还是农村,污水处理都需要坚持可持续发展的理念,实现污水资源、能源的循环利用。使用再生水,不仅出于环保和节能的考虑,还可以成为污水中物质循环利用的途径。例如,污水中含有的氮和磷排到江河里是污染,但用到农田灌溉上就是回收利用。
“我们在关注城市问题的时候,最容易被遗忘的是那些贫困和偏僻的地区。”曲久辉关心农村饮水安全,特别关注农村饮用水的砷、氟污染问题,这实际上也是世界范围内普遍存在却尚未有效解决的难题之一,既有自然原因,也不排除人为的干扰。
曲久辉的研究团队发明了除氟新材料、新工艺,使氟污染水处理技术产生了实质性的突破。他们还进一步将除砷、除氟原理和方法融合,开发出砷氟同时去除的净水材料和技术系统。曲院士说:“我曾经在云南和山西的艰苦地区,看到一些农民由于砷中毒致使皮肤粘膜病变、角质化或疣状增生等,他们贫困而无助。我们曾经与全球健康与教育基金会合作,为山西的一个村子捐赠建设了饮用水处理站,让当地的农民喝上了洁净的水。当水站启动运行时,他们敲锣打鼓地欢迎我们,用最淳朴和真诚的方式感谢我们!”
如今,在水质与水污染控制理论和实践的探索之路上,曲院士还在带领他的团队不断攀登新的高峰。
王超:推动农村沟渠生态化建设
探究“动水控污”新模式
本科学的是农田水利,硕士、博士阶段学习水力学及河流动力学,博士后研究水文地质,中国工程院院士王超在农村治水方面的主张是:推动农村沟渠生态化建设,力求灌排沟渠同时具有功能性、经济性和生态性。
王超的许多科研成果,都与人们的日常生活紧密相关,具有很强的社会应用性,也产生了很好的社会效益。目前,国内外都对身患“重症”、被严重污染的河流束手无策,缺乏实用有效的解决技术。王超从环保、美观与实用等多角度出发,研究开发出了利用仿生植物、河流复式平台等对污染物进行净化的技术。只要河水进入这个“绿色通道”,污染物就可以得到有效阻拦,对主要污染物氮、磷的去除率最高能达到75%,成效比传统净污技术提高了36倍以上。
王超还是个发明“达人”,近年来申请了国家发明专利50余项。他的由16项技术发明组成的河流水质改善工程技术系统,由18项技术发明组成的河湖生态护岸工程技术系统,以及由12项技术发明组成的生态修复与实验模拟技术系统,为我国传统水利向现代水利转变提供了重要的技术支撑。
科学家的过人之处往往在于,能从平常生活中得到启发,进而开展深入研究。关于王超,坊间也流传着这样的趣谈。大家都知道江河里的鱼大多比池塘里的鱼好吃,王超却并没有停留在吃的层面,经过认真分析、研究,他由此得出了动水比静水的净化能力要高15%~25%左右的规律。继而,王超与有关专家创建了全国的水功能区划体系,提出了促进水体流动和加快水体交换的湖泊水动力控藻模式,建立了不同水文情势下的水域纳污能力计算模型,这一“跨越性的国际先导性控污模式”在我国太湖、巢湖等调水工程中得到了广泛应用。
李小文:物联网+地理信息科技
利用遥感技术治理家乡母亲河
李小文院士可谓院士中的“网红”,2014年他因一张在中国科学院大学讲座的照片走红网络,照片里他黑衣蓄胡、光脚穿布鞋,被网友称为仙风道骨的“布鞋院士”。
李院士于不久前仙逝,他的治学与传奇仍为后人所乐道。李院士的专业是遥感,不算“环保圈中人”,但他却将遥感技术用在了水治理领域。
遥感,即不通过直接接触来获取地表信息。李院士曾接到四川理工学院院士(专家)工作站筹备的邀请,之后他一直在思考,地理信息科学技术能在釜溪河流域治理方面发挥什么作用。釜溪河是自贡的母亲河,发源于威远县两母山,河长190公里,流域面积3472平方公里,于富顺县釜溪口汇入沱江。李院士说:“我出生在自贡自流井区。在我的记忆中,儿时的釜溪河总是清澈干净。目前,我们要做的是如何着眼绿色发展,打好保护和优化管理的组合拳。”要实现全流域监控,仅仅依靠水质监测站是不够的,李院士觉得,如果能够结合地理信息科学技术和物联网技术,就能更好地实时监测釜溪河的污染情况,及时发现污染源。
李小文院士生前曾带领团队与四川理工学院合作,确定了《江河流域水环境的集成感知与在线监测》这个攻关项目,力争在四川威远—釜溪河流域水污染治理方面开展创新性研究,还人民一河清水。
李佩成:以生态学原理关注灌溉水
中央2011年一号文件指出:“水是生命之源、生产之要、生态之基。”同时强调“水利是现代农业不可或缺的首要条件,是经济社会发展不可替代的基础支撑,是生态环境改善不可分割的保障系统,具有很强的公益性、基础性、战略性”。中国工程院院士、农田水利专家李佩成就钻研灌溉区治水多年。
我国是人口大国,粮食安全是头等大事,而农业稳产、高产的重要条件是灌溉。我国的灌溉有效面积曾达7.3亿亩,在不到耕地1/2的灌溉面积上生产出75%的粮食、90%以上的经济作物,灌溉的稳产、增产作用显而易见。灌溉水(包括灌区地下水)受到污染,不仅庄稼受损,还会造成村民饮水困难。我国一些河湖的污染,也与不合理的灌溉和排水工程有关。
如何扭转灌区环境的恶化形势?李佩成认为,要把强化生态文明灌区建设作为新时期农田水利建设的重要目标,这也是战略决策。
建设生态文明灌区,需要以生态学原理、可持续发展理论和社会主义经济学原理为依据,以包括引水、用水、管水在内的先进生产力为手段,因地制宜地对灌区内的第一自然和第二自然进行保护、修复和改造。李院士认为,灌区水利工程建设应当深入农村,面向实际,产、学、研相结合,促进理论创新与应用的飞跃。
原标题:钱易、曲久辉、王超、李小文、李佩成5院士支招农村治水
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