【校报菁华】共建清洁美丽世界——记西南科技大学水污染治理与监测综合校园实践平台基地

31.05.2022  11:12

今年6月5日是联合国第一次人类环境会议召开50周年,日前,国家生态环境部发布2022年六五环境日中国主题——共建清洁美丽世界。该主题旨在促进全社会增强生态环境保护意识,投身生态文明建设,讲好中国生态环境保护故事,为共建清洁美丽世界贡献中国智慧和中国方案。 

  在我校,一个名为“水污染治理与监测综合校园实践平台”的学校专业学位研究生优秀实践基地,正在用行动“讲述”着这样的故事。

先进技术  改善校园小微水体环境

  山因水而灵秀,城因水而妩媚。自然界中,大江大河是地球的生命动脉,小微水体是地球的毛细血管。所谓小微水体,指的是分布在城市乡村的沟、渠、溪、塘等,特点是流动性差、自净化弱、规模小、数量多。西南科技大学的小微水体多,虽有常规治理手段,但因存在时间长,小状况日积月累形成大问题。 

  2020年,为创造更好的景观环境,达到让师生们“乐山乐水”的目标,学校亟需对校园中心湖、九洲湖、龙西埝引水渠及其他小微水体进行改善。而全面提升水体环境质量,需要一种高效率、低破坏、资源化的生态修复方式。建立不久的西南科技大学水污染治理与监测综合校园实践平台基地,接下了这项关乎民生的重任。 

  修复工作从2020年6月开始。通过前期调研,基地师生们发现,学校以中心湖为代表的小微水体水质恶化明显,时常出现藻类及其它浮游生物迅速繁殖的现象,水体浑浊,溶氧量低。团队决定采用“被污染河道减污增容法”,对小微水体的水质进行改善。他们开发了一套集湿地淋滤、菌矿改底以及潜流漫水净化系统三个核心模块的流域治理综合工艺流程。该流程基于团队“人造荚膜颗粒”的自主知识产权,运用矿物锁源、细菌消减的综合治理技术,还涉及自曝气装置、潜流跌水设计等节能增氧工艺。 

  对校内龙西埝的治理,则基于天然钙华坝体的水体自净行为,结合团队在钙华生态修复中的相关成熟技术,形成了一套钙华-微生物联合高效治理水体的技术。其具体做法是:采用钙华块料作为主要填料,修筑坝体。钙华自身跨尺度孔隙特征,巨大比表面积能为好氧菌等微生物的生长提供优良条件;填料上形成的生物膜,能净化水里的有机污染物,而钙华作为一种碳酸盐矿物,自身对水体磷、氮有一定去除能力。同时,在埝上设置梯级生态埂,在不影响行洪条件下,适当抬高水位,利用跌水,增加水体的溶解氧含量,提高好氧菌的生物活性和群落数量,有效抑制水体和底泥中的厌氧反应,起到净水的作用。梯级生态埂的设置,还会在一定程度上减缓水流速度,增加水力停留时间,让悬浮污染物能尽快沉淀,为微生物削减水体污染物创造有利条件。 

  经过系统治理,目前学校的中心湖、九洲湖、龙西埝的溪水等小微水体已实现靓丽转身——远处建筑的倒影映照在湖面,伴随和煦的微风,花红柳绿,已是处处绿意盎然。

良师引领  平台育人成效显现

  “出手不凡”的水污染治理与监测综合校园实践平台基地,建立目的在于加强学校专业学位研究生实践教学环节,提升学生动手能力、思考和解决复杂问题的能力,从而提高学校育人质量。平台背后有一支名为“环境污染调控与生态修复团队”的良师队伍,成员分别来自环境工程、矿物加工工程、生物工程、化学工程、地质工程等学科门类,同时还有5位环境领域的专家担任校外指导老师。团队自2013年成立以来,围绕环境污染治理与生态修复主题,开展国家自然科学基金、支撑计划子课题等项目10余项,申报专利40余项,发表高水平科研论文50余篇。 

  据基地负责人代群威教授介绍,该基地主要依托学校污水处理厂、低成本废水处理技术四川省国际科技合作基地等已有平台进行建设,从河道监测分析、治理方案设计、治理材料开发、施工与效果评价、后期远程在线监控等方面,开展多学科专业学位研究生的综合能力培养。团队老师们结合各专业培养目标,将河道治理的内容全过程融入对研究生的培养中。该基地是一个“三级串联”平台:农村分散式废水处理、城镇生活污水处理与河道污染治理的实施平台。 

  基地建成后,完善了创新实践教学体系及各项制度规范,有力提升了学生的实践创新能力,提高了研究生的专利技术等科研成果的产出,并将实践教学成果转化落地。两年时间里,已有11位水污染治理与监测方向的专业学位研究生在此平台完成实践创新能力的培养。他们分别从人造荚膜复合颗粒生产研发、优势菌种筛选、基地建设前后中心湖引水渠水质监测分析、优势菌种筛选、人工湿地设计施工等方面选题,开展相应的研究及工程实施,真正做到了理论与实践相结合。基地还吸引优秀的本科生参与到实践项目中来,此举不仅让学生更全面地了解和热爱自己的学校与专业,更是对他们的科研启蒙。目前已有10位本科生参与相关研究及工程实施,2021年,其中4名本科生组成团队,以“人造荚膜多功能颗粒在水体污染上的应用”为题,申报参加了四川省大学生环保创意大赛,获得了二等奖。两年时间里,基地师生在平台的实践基础上,申报发明专利5项,授权2项;发表论文3篇;完成相关硕士毕业论文3篇,在研毕业论文3篇。科研成果已见成效。

造福社会  共建清洁美丽世界

  “水污染治理与监测综合校园实践平台”基地的研究成果,在学校生态环境治理方面取得显著成效,这也为地方的生态修复工作提供了新思路、新方法。基地师生积极将科学研究与社会服务相结合,与地方政府进行了多方面的服务合作,如龙台场镇黑臭水体原位生态修复、营山县农村居民生活污水治理以及拓展到岳阳河、流江河水质提升等工程,效果显著。 

  2021年4月,习近平总书记在广西考察时说道:“要继续打好污染防治攻坚战,把碳达峰、碳中和纳入经济社会发展和生态文明建设整体布局,建立健全绿色低碳循环发展的经济体系,推动经济社会发展全面绿色转型。”按照四川省污染防治攻坚战领导小组办公室要求,代群威教授带领团队作为主要技术骨干力量,积极参与污染防治重点县“一对一”结对攻坚工作。

  近十年来,基地的学校导师团队先后完成“雪宝顶流域钙华天然海绵地质体耦合演变(退化)机制及生态保育研究”、“高原寒水型钙华的微生物沉积晶化动力学机制及其环境地质意义”、“九-黄震损核心世遗点地质环境短-中长期演化及保育修复方法研究”“蒙脱石-复合氧化物界面核素竞争络合机制研究”等多个国家级项目,以及“九寨沟世界自然遗产诺日朗瀑布等实验性保护与培育”、“黄龙沟迎宾池段降渗生态保育示范”“洪泰伟业润滑油销售有限公司环境污染事件含油废水应急处置”等数十个服务地方社会经济发展的横向科研项目。环境治理和保护的重要任务,是一场硬仗,更是一场大考,需要人人重视,人人参与。西南科大人,正在行动。

(郭鸿雁   编辑)