新员工展示 | 我的水生态修复 “进化论”

我是学什么的

我毕业于同济大学的环境工程专业，硕士期间我的方向是水生态修复的实验研究。一听到“实验研究”几个字，可能很多人心目中做实验的都是穿着干净的白大褂，配上一系列高大上的仪器。曾经我也是这么想的，但其实，大部分时候我的画风都是灰头土脸一身泥的。因为除了纯粹的实验室研究，工科生们要做的还有将理论与实践进行有效结合。在校的那几年里，我跟随导师参与了一些水生态修复工程，亲眼见证了“高冷”的科研成果如何走出“象牙塔”。

图1 工科女汉子的画风

我的实践经历

我参与的第一个水生态修复工程是位于合肥的南淝河水环境综合整治工程，同时这也是迄今为止令我印象最深刻的项目。项目施工完成后我们对南淝河上游段开展了为期两年的连续水质监测。在长达两年的时间里，我和实验室的小伙伴每个月都要去一次合肥，带着我们的各种实验家当，然后划一艘很小的充气船，到河道的各个点位去采样。所以说真的，整个硕士生涯我掌握最熟练的生存技能就是——划船。

图2 南淝河水质监测

经过不懈的努力和大量的实验测算，然后我们发现，河道水质并没有得到显著改善。其实这个结果也在我们的意料之中，因为在整个监测过程中，这个水质真的我们自己都没眼看。尤其是夏天，像这样藻类泛滥的水面已经是属于水质相对不错的，因为起码还长植物，在一些河流转弯的底泥淤积处，水体缺氧导致底泥上浮，散发出非常浓郁的腥臭味，隔着口罩都让人不想呼吸。我们对此很费解，为什么修复后的水质仍然没有显著提升呢？是不是采用的修复方法不合适呢？

图3 夏天的南淝河

其实与大部分模式化的水生态修复工程相比，我们采用的方法“水利调度＋人工湿地＋底泥清淤”已经是结合实际情况反复推敲的。

图4 南淝河生态修复方法

尤其是人工湿地的构建，从最初的实验室模拟实验，到河道现场的中试模拟实验，再到最后的实际工程应用。我们不断地调整湿地进水的水质水量、基质的种类以及植物的配比，花费了大量的人力、物力和精力，之前的实验效果也都很不错。所以我们怀疑是不是工程现场的其他因素影响了修复效果。

图5 从实验走向实践的人工湿地

带着这样的疑惑，我们又去到工程现场检查。发现我们布置的人工湿地运行效果并不理想，因为用作进水的污水厂尾水无论是在水质还是水量上都很不稳定，有时候甚至是断流的，和我们的方案差的不是一星半点。

图6 问题一：人工湿地处理效果不佳

更夸张的是，就在我们修复河段的不远处还有很多个排污口在哗哗地排放污水，并且这水一看就是没有经过处理直接排放的，又浑又味儿。在这样的大环境下，修复河段的水质改善效果不佳也就不难理解了。

图7 问题二：多个排污口持续排放污水

我的意识转变

通过这次事件，我开始意识到要做好水生态修复工作，单纯依靠前期的修复技术是行不通的。南淝河的情况也绝不是水生态修复中的个例。从宏观层面上看，在传统的条块分割体制下，部门之间各自为政，就像南淝河，我们做的水质净化归水务局管，河道坡岸归园林局管，排污口归环保局管，沿线农田面源污染又归农业局管。像这样“头痛医头脚痛医脚“式的治理方式，导致各个部门的修复工程虽然多，但相互间无法衔接，有的甚至相互矛盾，那就必然会影响修复效果。

图8 条块分割体制下的河道治理方式

所以要做好水生态修复工作，应该要在规划层面上就进行统筹考虑，做好水生态修复的顶层设计。强化各个责任部门之间的联动与合作，而不是完全依靠碎片化的专项工程。如果有限的资金不能对全流域进行全面修复，就要考虑修复优先权排序和资金分配问题，有选择、有重点地对某一河流或局部河段优先修复。避免出现广撒网，但治标不治本的情况。

图9 水生态修复工作的顶层设计

另一方面，水生态修复工程的核心技术是生物修复，比如利用水生动植物、微生物净化污染物。而生物修复技术又有一定的缺陷，因为生物体本身就存在很多不确定性，同时河道的环境条件、污染物性质等发生变化都可能会进一步影响修复效果。所以即使我们的方案在实验中模拟了几十次甚至上百次，真正放入到复杂的生态系统中仍然可能不受控制。

图10水生态修复工程的核心技术

图11 生态修复的负反馈调节机制

我为什么来到这里