本報(bào)記者 劉 垠

尋找最美科技人員

    一頭灰白發(fā)，身材頎長、氣質(zhì)儒雅，鏡片后的眼睛微瞇總帶笑意。若不是拄著一根拐杖，20年來的野外考察生涯，幾乎沒在他身上留下什么痕跡。

    落日余暉撒在湖面，波光粼粼，漁船悠哉浮游，沿岸水稻田變成生態(tài)防護(hù)林和景觀濕地，海天一色的秀麗景色很是迷人。

    這里是太湖，連續(xù)9年實(shí)現(xiàn)了國家提出的“確保飲用水安全，確保不發(fā)生大面積湖泛”目標(biāo)。

    日前公布的《江蘇省“十三五”太湖流域水環(huán)境綜合治理行動方案》顯示，以太湖為水源的城市基本實(shí)現(xiàn)雙源供水和自來水深度處理全覆蓋，出廠水質(zhì)全面達(dá)到或超過國家最新衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

    十年前的太湖水危機(jī)事件漸行漸遠(yuǎn)，科學(xué)治理讓太湖煥發(fā)新活力。

    這一切，離不開一群長期守護(hù)在太湖邊上的科研工作者，中國地理學(xué)會湖泊與濕地分會主任、中國科學(xué)院太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)國家野外站站長秦伯強(qiáng)，就是其中的“主心骨”。

    在長期對太湖湖泊研究和水質(zhì)監(jiān)測基礎(chǔ)上，秦伯強(qiáng)領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)不僅提出“控源截污”的治湖新思路，還逐步建立監(jiān)測預(yù)警機(jī)制，為太湖治理提供強(qiáng)勁的科技支撐。

    摸清太湖污染“脾性”

    彼時(shí)不僅缺乏湖泊環(huán)境生態(tài)研究的野外工作實(shí)踐，研究方法和儀器設(shè)備都需自行摸索，但他決意要還這片水域當(dāng)初的清澈模樣……

    秦伯強(qiáng)的故鄉(xiāng)，就在太湖一個(gè)叫“西山”的島上，喝著太湖水長大的他，學(xué)成歸來后用一生研究回報(bào)家鄉(xiāng)山水。

    一頭灰白發(fā)，身材頎長、氣質(zhì)儒雅，鏡片后的眼睛微瞇總帶笑意。若不是拄著一根拐杖，20年來的野外考察生涯，幾乎沒在他身上留下什么痕跡。

    上世紀(jì)90年代，我國面臨日趨嚴(yán)峻的湖泊富營養(yǎng)化和生態(tài)系統(tǒng)退化等問題，太湖流域污染尤其嚴(yán)重，但湖泊生態(tài)環(huán)境研究嚴(yán)重匱乏。

    面對國家需求，秦伯強(qiáng)從古氣候、古環(huán)境重建變化研究，“穿越”到現(xiàn)代湖泊與環(huán)境生態(tài)研究。1995年，秦伯強(qiáng)來到太湖站投身湖泊研究。

    彼時(shí)不僅缺乏湖泊環(huán)境生態(tài)研究的野外工作實(shí)踐，具體研究方法和選擇的儀器設(shè)備都需自行摸索，新工作的挑戰(zhàn)還不止于此。過去研究以水量為主，來到太湖后就以水質(zhì)為主，而太湖是淺水湖，平均水深只有兩米多。

    “相比深水湖，當(dāng)時(shí)淺水湖的研究成果較少，污染治理難度也大，稍有風(fēng)浪，底泥全被翻起來，氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)隨之不斷擴(kuò)散，這使湖水的營養(yǎng)化程度難以有效降低?！鼻夭畯?qiáng)說。

    不只是轉(zhuǎn)型后的研究進(jìn)展緩慢，當(dāng)時(shí)野外工作艱苦而危險(xiǎn)?！跋潞芤揽康淖詈迷O(shè)備就是機(jī)動漁船，對太湖進(jìn)行一次覆蓋全湖的采樣往往要十天到兩周時(shí)間?！鼻夭畯?qiáng)說，一旦遇到強(qiáng)風(fēng)、暴雨或大霧等惡劣天氣，人員和儀器設(shè)備安全都難以保障。

    現(xiàn)實(shí)困難并沒有阻擋秦伯強(qiáng)迎難而上的腳步，他決意要還這片水域當(dāng)初的清澈模樣。

    于是，他和研究團(tuán)隊(duì)圍繞以太湖為代表的長江中下游地區(qū)淺水湖泊，開展了大型淺水湖泊富營養(yǎng)化及其驅(qū)動機(jī)制、內(nèi)源污染、飲用水安全保障和湖泊生態(tài)恢復(fù)等一系列交叉研究。

    摸清太湖污染的“脾性”后，秦伯強(qiáng)揭示了淺水湖泊沉積物懸浮的動力機(jī)制，研究找到了富營養(yǎng)化導(dǎo)致水生植物消亡的原因，由此提出水生植物恢復(fù)必須以環(huán)境改善為前提及湖泊治理必須先改善環(huán)境、后生態(tài)恢復(fù)的新思路。

    控源截污需先行

    生態(tài)系統(tǒng)的建立要有一定的前提條件，即整個(gè)環(huán)境得到改善后，才適于擬營造的生態(tài)系統(tǒng)。之后，它能再進(jìn)一步改善整個(gè)環(huán)境……

    太湖流域河網(wǎng)密布，湖泊眾多，水域面積達(dá)6000多平方公里。淺水湖污染治理的難度大，且國外關(guān)于淺水湖泊的研究資料很少，富營養(yǎng)化問題一直是國際湖沼學(xué)界的待解難題。

    2002年，秦伯強(qiáng)承擔(dān)國家863項(xiàng)目，嘗試圍湖種草的方式來凈化太湖水質(zhì)。用生態(tài)恢復(fù)模式治理湖泊富營養(yǎng)化，是當(dāng)時(shí)流行的主流觀點(diǎn)。

    秦伯強(qiáng)意識到，湖泊生態(tài)恢復(fù)不能只是簡單地種草、養(yǎng)魚等，而是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程?！吧鷳B(tài)系統(tǒng)的建立要有一定的前提條件，即整個(gè)環(huán)境得到改善后，才適于擬營造的生態(tài)系統(tǒng)。建立起生態(tài)系統(tǒng)后，它能再進(jìn)一步改善整個(gè)環(huán)境，從而形成一個(gè)良性循環(huán)?！彼f，當(dāng)環(huán)境極其惡劣時(shí)，建立良好的生態(tài)系統(tǒng)并不現(xiàn)實(shí)。所以，首先需要做的是控源截污，即控制污染源、截留污水，繼而改善整個(gè)生態(tài)環(huán)境。

    2007年，太湖藍(lán)藻水華危機(jī)暴發(fā)后，秦伯強(qiáng)提出的“先控源截污、后生態(tài)恢復(fù)”的治湖新主張，得到各級政府采納，并為后來關(guān)停、搬遷太湖流域污染企業(yè)提供了科學(xué)依據(jù)。

    經(jīng)過十多年努力，秦伯強(qiáng)帶領(lǐng)太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站走向國際知名湖泊研究基地，依托研

    究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了系統(tǒng)集成觀測、實(shí)驗(yàn)和模擬、環(huán)境與生態(tài)時(shí)空格局耦合的多學(xué)科協(xié)同湖泊科學(xué)研究方法，揭示內(nèi)源污染釋放和藍(lán)藻水華暴發(fā)的影響規(guī)律，提出湖泊富營養(yǎng)化藍(lán)藻水華發(fā)展的機(jī)制、控制對策和湖泊生態(tài)系統(tǒng)退化的機(jī)理及恢復(fù)途徑，成為目前國家治理湖泊富營養(yǎng)化的主導(dǎo)理論，形成了包括技術(shù)方法、基礎(chǔ)理論和應(yīng)用實(shí)踐全方位多層次的成果。

    輪椅上答辯課題

    手術(shù)后三個(gè)月，立項(xiàng)需在北京答辯，秦伯強(qiáng)作為課題首席科學(xué)家，愣是強(qiáng)撐一副拐杖去了北京，并在輪椅上完成答辯……

    秦伯強(qiáng)和團(tuán)隊(duì)提出的“先控源截污、后生態(tài)恢復(fù)”的理念，成為我國湖泊環(huán)境治理與生態(tài)恢復(fù)的共識。

    “作為國家‘智庫’的責(zé)任，就是促使湖泊科學(xué)不斷發(fā)展，謀求一方百姓的生態(tài)安全?！眻?zhí)著于太湖治理的秦伯強(qiáng)，付出的代價(jià)超乎常人想象。

    2008年9月某天，江蘇省政府召開太湖治理的專家會議，前往參會的秦伯強(qiáng)因下臺階踩空，股骨頭當(dāng)時(shí)就摔壞了。醫(yī)生只好在腿上打鈦釘，進(jìn)行內(nèi)固定術(shù)。

    就在手術(shù)后三個(gè)月， 16個(gè)重大專項(xiàng)之一的水體污染控制治理科技重大專項(xiàng)，其中太湖湖體的氮磷污染控制計(jì)劃立項(xiàng)需在北京答辯，秦伯強(qiáng)作為課題首席科學(xué)家，愣是強(qiáng)撐一副拐杖去了北京，并在輪椅上完成答辯。

    需要臥床靜養(yǎng)時(shí)卻東奔西跑，秦伯強(qiáng)的腿自此落下病根，走路時(shí)不得不依靠拐杖。但凡有空，他喜歡在湖邊走走、看看，還想為太湖再做點(diǎn)事情。

    秦伯強(qiáng)讀博時(shí)的導(dǎo)師，是被譽(yù)為“中國冰川之父”的施雅風(fēng)先生。他對施先生的人生三“樂”銘記在心：助人為樂、知足常樂、讀書為樂，“這讓我終身受益無窮”。

    預(yù)警機(jī)制研究接力前行

    盡管近年來太湖氮磷濃度有所降低，但仍處于適合藍(lán)藻生長的濃度，湖體“藻型生境”尚未根本改變……

    經(jīng)歷供水危機(jī)的切膚之痛后，人們開始警醒，太湖保衛(wèi)戰(zhàn)是一場持久戰(zhàn)，太湖水質(zhì)根本性好轉(zhuǎn)的“拐點(diǎn)”尚未到來。最新監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，盡管近年來太湖氮磷濃度有所降低，但仍處于適合藍(lán)藻生長的濃度，湖體“藻型生境”尚未根本改變。

    早在2008年，秦伯強(qiáng)就主持開展了湖泊富營養(yǎng)化過程監(jiān)測與藍(lán)藻水華預(yù)警技術(shù)研究與系統(tǒng)集成研究，借助應(yīng)用衛(wèi)星遙感、高頻率傳感器水質(zhì)監(jiān)測等現(xiàn)代監(jiān)測技術(shù)，并輔佐人工采樣監(jiān)測技術(shù)，對藍(lán)藻水華的產(chǎn)生、堆積、成災(zāi)過程進(jìn)行大范圍、高頻率、全時(shí)段的監(jiān)測。

    “通過藍(lán)藻生長、藍(lán)藻水華遷移堆積的水動力輸移等模型，建立富營養(yǎng)化湖泊藍(lán)藻水華發(fā)生的預(yù)警、預(yù)報(bào)系統(tǒng)及可視化平臺，對藍(lán)藻水華實(shí)現(xiàn)了1—3天的預(yù)警預(yù)報(bào)，并對季、月時(shí)間尺度上藻華發(fā)生的概率和可能堆積區(qū)域進(jìn)行預(yù)測?！鼻夭畯?qiáng)說，最終將形成一套集藍(lán)藻水華識別—監(jiān)測監(jiān)控—預(yù)警預(yù)報(bào)為一體的富營養(yǎng)化水體的綜合技術(shù)體系，可為保障富營養(yǎng)化湖泊的供水安全提供有力的技術(shù)支撐,并提升我國湖泊水質(zhì)安全保障應(yīng)急技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力。

    科研并無止境。2016年夏天，秦伯強(qiáng)獲得中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目300萬元支持，繼續(xù)攻關(guān)湖泊藍(lán)藻災(zāi)害監(jiān)控與預(yù)警。

    “將針對氣候變化和營養(yǎng)鹽變化的雙重影響下，有害藍(lán)藻的種群演替規(guī)律、產(chǎn)毒能力等方面開展研究，新興技術(shù)會應(yīng)用到藍(lán)藻災(zāi)害過程關(guān)鍵指標(biāo)的監(jiān)控中，探索藍(lán)藻水華災(zāi)害機(jī)制，并進(jìn)一步研發(fā)藍(lán)藻水華及其次生污染物的監(jiān)控預(yù)警技術(shù)?！闭劶拔磥硌芯浚夭畯?qiáng)自信滿滿。

    ［本文轉(zhuǎn)自《科技日報(bào)》2017年 2 月20  日第 5 版。］