新疆是典型的干旱區(qū)，是我國(guó)的西北戰(zhàn)略安全屏障和生態(tài)安全屏障，其生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展問題事關(guān)國(guó)家穩(wěn)定和發(fā)展的全局。隨著國(guó)家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深入實(shí)施，干旱內(nèi)陸區(qū)資源能源開發(fā)力度驟然提高，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)總量逐漸提高，由此對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來一系列的壓力，甚至是破壞。

“中科院新疆生地所新疆干旱區(qū)環(huán)境污染與生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn)室作為中科院在邊疆布置的國(guó)立科研隊(duì)伍，有責(zé)任也有義務(wù)為確保新疆實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型跨越式發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)保障。”實(shí)驗(yàn)室主任潘響亮告訴記者。

面向地方之所需

“水土流失、荒漠化、洪澇災(zāi)害、干旱缺水、江河斷流、草原退化、水土資源不匹配等生態(tài)環(huán)境問題與人類活動(dòng)相互交錯(cuò)，互為因果，治理難度大。”看到一系列生態(tài)破壞，潘響亮痛心不已。“對(duì)優(yōu)勢(shì)資源的開發(fā)、利用，以及加快區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都必然會(huì)影響甚至破壞生態(tài)系統(tǒng)，污染環(huán)境。”

而他所在的實(shí)驗(yàn)室，正是針對(duì)國(guó)家西部大開發(fā)與新疆跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略需求，立足新疆，面向西北干旱區(qū)，圍繞新疆新型工業(yè)化、農(nóng)牧業(yè)現(xiàn)代化和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)亟待解決的環(huán)境污染問題，結(jié)合當(dāng)前國(guó)際關(guān)注的干旱區(qū)環(huán)境污染與修復(fù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，開展內(nèi)陸流域污染機(jī)理與風(fēng)險(xiǎn)、污染環(huán)境修復(fù)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，發(fā)展干旱區(qū)環(huán)境污染與控制理論方法，實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)重大突破和系統(tǒng)集成。

“由于許多規(guī)律性的東西在新疆是套用不上的，針對(duì)新疆地域特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室開展了內(nèi)陸流域污染過程與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控、新疆大型礦山能源基地環(huán)境污染與生態(tài)修復(fù)、干旱區(qū)城市環(huán)境污染機(jī)理與修復(fù)、農(nóng)田土壤污染與食品安全保障四個(gè)方面的研究。”潘響亮介紹說，這四個(gè)方向正是新疆的地方之需。

內(nèi)陸河是新疆眾多的物語中，無法省略也不能繞過的一個(gè)。伊犁河、阿克蘇河、瑪納斯河、烏魯木齊河……這些內(nèi)陸河鋪散開去，從天山之巔流到天山之腳，以冰涼的乳汁滋潤(rùn)著天山南北許多盆地和綠洲。

“我們研究污染物在內(nèi)陸流域水體、大氣、土壤、生物多種介質(zhì)中賦存狀態(tài)、運(yùn)移、分配和轉(zhuǎn)化規(guī)律，闡明污染物在各環(huán)境介質(zhì)中的交互作用機(jī)制及其環(huán)境效應(yīng)，評(píng)估污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體的健康風(fēng)險(xiǎn)，研發(fā)控制和削減環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的方法和技術(shù)。”潘響亮說。

而針對(duì)新疆的油田、大型煤化工基地和金屬礦山突出的環(huán)境污染問題，實(shí)驗(yàn)室開展了研究礦山環(huán)境污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、廢水處理技術(shù)、重污染場(chǎng)所和廢棄礦山生態(tài)恢復(fù)技術(shù)。

多年來，烏市空氣質(zhì)量一直低于國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，是全國(guó)污染較嚴(yán)重的省會(huì)城市之一，不僅嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，而且也極大地影響了廣大市民的身心健康。

“我們著眼于干旱區(qū)內(nèi)陸大型城市大氣細(xì)粒子和大氣污染物的排放清單和源解析以及主要大氣污染物的時(shí)空分布、輸送、轉(zhuǎn)化、沉降機(jī)理;PM2.5及凈化有毒氣體凈化新技術(shù)。”除此之外，潘響亮告訴記者，實(shí)驗(yàn)室還將城市飲用水深度處理及飲用水安全保障技術(shù)和城市重污染土壤修復(fù)技術(shù)納入到研究范疇中。

另外，針對(duì)新疆農(nóng)田土壤污染特征與規(guī)律，科學(xué)家們也在研發(fā)重金屬、農(nóng)藥等污染土壤的物理、化學(xué)和生物修復(fù)技術(shù)，保障食品安全。

科研、人才兩手抓

實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期以來重點(diǎn)研發(fā)適用于干旱區(qū)的污染環(huán)境生物修復(fù)技術(shù)，自主研發(fā)了尾礦、工業(yè)有毒廢渣無混凝土生物固化技術(shù)、重金屬和砷污染土壤的微生物原位穩(wěn)定技術(shù)、污染地表水的光生物反應(yīng)器處理技術(shù)、復(fù)合污染地下水原位生物修復(fù)技術(shù)等，部分技術(shù)已經(jīng)在一些礦山等污染場(chǎng)地進(jìn)行示范推廣。

針對(duì)干旱鹽堿土的砷污染的生物修復(fù)這個(gè)世界性難題，他們成功研發(fā)了基于微生物鈣化的土壤中As原位鈍化技術(shù)。目前已經(jīng)有20多株可高效穩(wěn)定土壤中重金屬和砷的土著菌種，可以規(guī)?；a(chǎn)菌劑，在實(shí)施中菌劑可以大面積地噴灑，也可以在灌溉期間隨水流擴(kuò)散，在常溫下，3到7天即可達(dá)到修復(fù)土壤效果。

實(shí)驗(yàn)室還建立了3000 平方米克拉瑪依高鹽重度石油污染土壤植物修復(fù)示范基地及多個(gè)油田作業(yè)廢水示范工程項(xiàng)目，為示范基地的進(jìn)一步建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

“我們以界面氧化結(jié)合電動(dòng)力學(xué)大幅增強(qiáng)酵解及高效脫水，并將之應(yīng)用于污泥處置開發(fā)，已成功研發(fā)出多個(gè)高效污泥處置裝備。”學(xué)術(shù)帶頭人李篤中曾擔(dān)任國(guó)際水協(xié)之污泥處置組主席，研究獲得世界環(huán)工界認(rèn)可。

他們?cè)陬w粒污泥的形成和穩(wěn)定等核心技術(shù)取得重大突破，將目前世界上需30日方能啟動(dòng)20升反應(yīng)器之技術(shù)縮短至72小時(shí)內(nèi);以優(yōu)勢(shì)改質(zhì)菌種形成顆粒，將目前世界上僅能穩(wěn)定運(yùn)行60日之生物顆粒程序延長(zhǎng)至一年以上，顆粒污泥并可直接干燥儲(chǔ)存三年以上仍不影響活性。

近幾年，實(shí)驗(yàn)室在干旱區(qū)污染物生態(tài)毒理效應(yīng)研究，城市污泥處置技術(shù)，金屬尾礦、工業(yè)有毒廢渣的重金屬污染控制技術(shù)，硝酸鹽、砷和重金屬?gòu)?fù)合污染水體中的污染物去除技術(shù)等研究方面都取得了一系列重要進(jìn)展。

潘響亮認(rèn)為，在解決環(huán)境污染問題的同時(shí)，還要培養(yǎng)高水平創(chuàng)新型科技人才，形成一支年齡與學(xué)科結(jié)構(gòu)合理、創(chuàng)新能力強(qiáng)、能承擔(dān)國(guó)家重大科研課題及解決國(guó)家重大需求的高層次研究群體。

目前，實(shí)驗(yàn)室研究隊(duì)伍老中青結(jié)合，以中青年研究群體為核心，以博士后、外籍留學(xué)生和博士研究生為主體。“無論是年齡結(jié)構(gòu)，還是職稱構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)室研究隊(duì)伍基本形成了合理的金字塔結(jié)構(gòu)。”潘響亮說，“實(shí)驗(yàn)室研究隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)和梯隊(duì)需要專業(yè)技術(shù)職務(wù)和職稱的支撐，但是評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍更重要的是實(shí)驗(yàn)室人員的動(dòng)手能力、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)水平。”

實(shí)驗(yàn)室有長(zhǎng)期穩(wěn)定的固定人員，其中多數(shù)成員都有各自擅長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，長(zhǎng)期直接從事實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)，培養(yǎng)提高碩、博學(xué)生和年輕研究人員的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＲ恢Ц咚刭|(zhì)的研究實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍得益于有長(zhǎng)期連續(xù)高層次的科研任務(wù)的帶動(dòng)，同時(shí)也得益于長(zhǎng)期無中斷的國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流和頻繁的人員技術(shù)培訓(xùn)。

潘響亮他們堅(jiān)信未來他們將建成“國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際知名”的干旱區(qū)環(huán)境污染與生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，及西北地區(qū)重要的高層次環(huán)?？萍既瞬排囵B(yǎng)基地。