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防污修复还辽河碧水清波
黑臭水体重现绿水清波、水源涵养林防止水土流失、农业废弃物实现资源化还田……如今位于吉林省境内的辽河流域正在发生天翻地覆的变化。
这些变化来自一支科学家联合团队在当地政府支持下，打出的污染防控与生态修复治理“组合拳”。
告别黑臭水体
近年来，吉林省辽河流域水污染持续加重。来自中央第一生态环境保护督察组的数据显示，2018年1-3月份辽河流域6个国家地表水考核断面全部为劣Ⅴ类。流域水土流失面积达35.6%以上，部分区域生活污水直排，规模化养殖场粪污处理措施不完备，缺乏适宜的治理技术，水质持续恶化，严重污染环境。
吉林省生态环保督察组通报辽河流域水污染突出问题，具体包括：源头区水源涵养能力低、城市河段水体黑臭、畜禽养殖废弃物处理利用率低、资源利用不合理、污染管控能力低、支流普遍污染严重，辽河流域生态保护与修复迫在眉睫。
“我们这个项目是有效解决辽河流域水污染严重、提升流域水环境质量的急迫需求。”作为项目负责人，中国科学院东北地理与农业生态研究所（以下简称东北地理研究所）研究员何兴元向《中国科学报》介绍了吉林省科技创新重大专项——吉林省辽河流域污染防控与生态修复的立项背景。
2020年1月，吉林省辽河流域污染防控与生态修复专项正式启动。针对辽河流域城镇生活污水处理效率低、污泥处置不当、自净能力差、污染治理技术受寒冷气候制约等主要问题，吉林大学承担了项目课题“吉林省辽河流域水环境污染综合治理”的技术研发与示范。
该课题负责人、吉林大学教授邹东雷告诉《中国科学报》：“我们在公主岭市怀德镇开发了适合吉林省村镇的小水量污水处理设备，该系统具有抗冲击负荷能力强，低温条件下脱氮效率高等特点，出水可以稳定满足一级A标准，且除个别时段可以实现满足超低排放标准，这为辽河流域各乡镇乃至全省小规模村镇污水的处理提供了技术支持和保障。”
课题组还开发了黑臭水体安全诊断技术，将环境科学和分子生物学技术结合，评估辽河流域主要黑臭水体多种污染联合毒性及生态效应，进而提出植物-微生物结合探索对黑臭水体氮形态改变的技术方法。
“这项技术让污泥资源化处置与秸秆处置的问题都解决了。”吉林省拓达环保工程有限公司相关负责人表示，吉林大学研发的小型可移动式污泥处理设备，可以秸秆为载体，真正做到污泥低碳资源化利用。
开展系统修复
“目前，生态修复的一个难点在于，难以从流域的整体性出发开展系统修复。”何兴元介绍了东北地理所承担的项目课题——流域水源涵养与岸边带生态修复技术研发与示范在执行中遇到的难题。
“我们打破以往围绕山、水、林、田、湖、草单一要素开展修复的思路，从山水林田湖草系统的整体性入手，兼顾生态效益与经济效益。”何兴元告诉《中国科学报》，研究团队根据从山上到山下的空间布局，按照“水源涵养-水土保持-水质净化”的研究目标和思路进行整体保护、系统修复、整合治理，研发并集成流域水源涵养与岸边带生态修复技术体系。
针对辽河流域低山丘陵及源头区水源涵养能力低、岸边带退化明显等问题，项目团队研发了流域水源涵养与岸边带生态修复技术体系，构建基于湖库区水文连通与植被恢复、河流岸坡防护与岸边带修复等措施的流域源头区岸边带生态修复技术体系，并结合生态修复工程开展了综合示范。
在岸边带生态修复方面，项目团队针对湖库区湿地植被退化、水质净化能力弱等问题，研发了微生境营造—水文连通—植被重建技术模式协同恢复河湖区湿地植被，提升湿地水质净化功能；针对辽河支流河岸带裸露、水土流失、自净能力低的问题，研发了护岸植物群落配置、生态护岸、岸滩水文连通技术模式，并在东辽河一级支流怀德河开展技术示范。
公主岭市怀德镇岸边带人工湿地湿地生态修复示范工程。 受访者供图
何兴元介绍，项目团队研发流域水源涵养与岸边带生态修复技术9项，河流岸坡防护技术长度2千米，河流岸边带生态修复技术长度2.5千米，建立核心示范区面积900亩。
2022年8月，吉林省乡村振兴现场推进会到辽河源基地现场观摩，与会领导高度评价了山水林田湖草示范区取得的系列成果。
吉林省财政厅生态环境处相关负责人表示，项目团队主持编制吉林省东部山区、敦化市牡丹江流域、浑江流域等山水林田湖一体化工程方案，为打造一体化保护修复吉林样板做出突出贡献。
减少面源污染
一直以来，辽河流域存在低山丘陵农业面源污染严重、源头区水源涵养能力低等问题，吉林农业大学承担的课题围绕农村农业废弃物综合治理与资源化利用展开研究，开发了辽河流域上游乡村废弃物资源化利用技术体系。
吉林农业大学教授赵兴敏向《中国科学报》介绍，农业废弃物发酵后形成的有机肥呈粉末状、重量轻，存在抛洒不均匀、效率低等问题，进而影响粉状有机肥的销售和利用，而粉状有机肥造粒会又会增加有机肥成本。
“目前，有机粉肥撒施设备落后、施用环节卫生条件差、劳动强度大等限制，导致有限的资源无法充分利用。”赵兴敏表示，粉肥施肥机可提高施肥效率，对于提高有机肥的应用范围，做到地力提升与农村农业固体废弃物资源化利用、黑土地保护三者相结合，既能变废为宝，改善区域生态环境，又为黑土地力得到恢复和提升提供可靠保证，使黑土地保护落到实处。
为此，吉林农业大学课题组研制了2FYJ-180型有机肥变量施肥机，有效解决了农业废弃物资源化后还田的应用瓶颈。
公主岭市农机管理总站组织专家对有机肥变量施肥机进行作业性能论证，专家认为该施肥机能使粉状有机肥均匀落到农田，施肥机箱体内不会形成“鼠洞”现象，解决了有机肥造粒成本高及粉状有机肥施用困难的问题，产业化推广应用后可提高有机肥的利用及畜禽养殖废弃物与秸秆的处理率，减少流域面源污染。
另外，由东北师范大学承担的课题——流域资源优化与环境智慧综合管理平台研发与建设成果将由吉林省科技创新研究院进行成果转化。
吉林省科技创新研究院执行院长张世彤介绍，该平台集成了长光卫星应急监测数据接口，当辽河流域发生重大自然灾害时，可紧急调动吉林一号在轨运行的108颗卫星进行应急拍摄，在10分钟内获取最新的卫星遥感影像，实时监控环境灾害状态，为流域环境灾害治理提供依据。
