探索创新科技 深耕环境保护
记中国科学院新疆生态与地理研究所研究员 裴亮
让水源清澈,让大地“呼吸”,这就是裴亮的梦想。为了实现这个目标,奔走在水土环境修复路上的他,一路披荆斩棘,砥砺前行。“环境保护,功在当代,利在千秋。”裴亮这样说,也这样做。
梦想的起点——水土环境修复
对一个国家而言,粮食安全是国家稳定的基石,而环境污染则是长期影响食品安全的重要问题。抱怨身处黑暗,不如提灯前行。正是意识到环境对人类生存和健康的影响,所以,裴亮才义无反顾地投身生态环保领域,并在水土环境修复的方面,硕果累累。
在未知的世界中前行,既需要理论以指导,也需要技术以实践。水土环境修复亦是如此。
针对传统水处理技术的占地面积大、能耗高、出水水质不稳定等缺陷,裴亮创新开展新型膜生物反应器复合技术、新型超滤复合技术处理生活污水、工业废水、河流水和微污染水的方法研究,使污水处理成本降低10%~15%、效率提高 10%~20%。
此外,建立基于粉末活性炭及混凝剂投量等参数控制的污水膜分离处理和管理方法,研发出相关装置与设备——活性炭强化吸附超滤膜净水器,技术方法和设备在湖北、新疆、天津等地进行了应用和示范,为膜及相关复合技术的应用和发展奠定了基础。
科研是无止境的,所以,针对传统人工湿地技术的占地面积大、出水水质不稳定、净化效率低等问题,裴亮创新研发了台阶式潜流人工湿地新型复合技术处理农村生活污水、河流水和微污染水的方法,使污水处理效率提高 15%~20%。同时,技术及相关设备在湖北十堰、新疆克拉玛依地区、天津滨海新区等地进行了应用和示范,为水污染防治和水资源科学配置提供新的理论和思路。
在水污染方面做出成绩后,裴亮并没有停下探索的脚步。“土壤的污染问题,同样需要迅速而有效地解决。”或许,正是这份使命感,这份责任感,裴亮又创新开展场地土壤污染的复合修复技术研发,采用微生物+化学的方法修复工业污染场地,采用植物+化学的方法修复农业污染场地。对工矿业污染场地修复的过程中,发现工矿业中的有些特殊有机物和重金属是有用的物质,可以回收用于国防科工业、药材、材料工业等行业,当前的提取回收技术精度低且不稳定,针对这些缺陷裴亮创新开发了4种新型液膜(分散支撑液膜、薄板式两相分散组合液膜、中空纤维反萃取组合液膜、混合载体液膜)提取和回收污水、土壤中有机物与重金属的方法。
新型液膜对各类污染物提取回收率比传统方法(沉淀、萃取、乳化等)高 30%~40%,比传统支撑液膜方法提取回收率高15%。建立了20余种重金属及10余种有机物提取回收与液膜参数的关系,发明了中空纤维液膜支撑体膜组件,为工矿业特殊物质去除和回收技术的发展提供科学和理论支撑。
行远,不改其志;路遥,不忘初衷。虽然仅有短短的12个字,但说起来,容易,行动起来,却需要巨大的恒心和毅力,而在其背后支撑的正是源于内心的热爱。裴亮之所以能够成绩斐然,也是热爱力量的发挥和延伸。
如果说水土环境修复是裴亮梦想的起点,那么,资源化利用就是其未来的蓝图。“我们不能永远处在污染——修复——再污染——再修复的无限循环当中。”因此,因地制宜地把污染物、废物放对地方、利用起来,也就是废物资源化利用,甚至以废治废才是长久之计。
未来的蓝图——资源化利用
环境保护,人人有责。但环境保护的同时,也需要提高资源化利用水平,唯有如此,才能减少废物的产生量和排放量,要完成这一过程,需要技术手段的辅助。于是,在深耕探索后,裴亮建立了工农业固废资源化技术方法。
他,将工业废物(粉煤灰、磷石膏、矿渣等)和农业固废(秸秆、畜禽粪便、废有机肥等)混合后作为土壤改良剂,配合再生水灌溉和农作方式,用来治理劣质土壤(如盐碱土、沙化土)。提出“高垄+改良剂隔层+覆秸秆”的资源化方法,将污水、工业固废、农业废物的资源进行整合利用,经过 1 ~ 2年时间的应用,土壤肥力明显改善,劣质土壤得到有效改良,为劣质土壤治理提供科学依据和新思路。
没有人可以一步登天,也没有一项探索可一蹴而就,一切的成果,都是奋斗的结果。所以,哪里有污染的水源,哪里有污染的土壤,哪里就有裴亮的身影。
针对干旱区再生水资源利用率低等问题,裴亮通过研究新疆农村生活污水再生水滴灌条件下养分在土壤、作物、径流中的积累过程、分布特征及迁移转化规律,得出农村生活污水处理及再生水灌溉对土壤-植物-地下水环境的影响机理。在此基础上,探索再生水滴灌养分调控对作物品质和产量的影响机理,建立了基于作物产量和品质响应的再生水滴灌土壤养分调控综合模型和方法,提出绿色高效的再生水处理方法和优质高产的农村生活污水再生水滴灌灌溉制度。
该技术在湖北十堰、新疆克拉玛依、天津静海等地进行了应用示范,其成果及应用可以节水20%~30%,为污水资源化体系建立和水资源科学高效配置奠定了应用基础。
岁月,从不辜负奋斗者。现在的裴亮是中国科学院新疆生态与地理研究所研究员、中国科学院大学教授、还发表论文 180余篇,出版专著6部,获得专利授权20余项、软件著作权10项;还获得国际学术组织奖7项,国家行业协会及省部级奖9项,地市级科学技术奖3项,厅局(校)级奖20余项。
成绩代表过去,科研才是未来,所以,无论身份怎样变化,荣誉获得多少,都改变不了裴亮继续深耕探索的毅力和决心。
心志苍穹外,目至星河远。正是有了像裴亮这样的探索者,中国的环保事业才能更上一层楼。尽管科研之路充满了荆棘,但不变的初心,仍让他们竭尽全力,冲破阴霾,乘风破浪,奋斗前行。他们坚信“只有不断地向前行走,才能看到更多的青山绿水,更多的田间风景。”