攻堅(jiān)污染防治，共建美麗中國(guó)
——訪(fǎng)北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院沈珍瑤教授

文/高妍 楊進(jìn)平

2014年，沈珍瑤（右）在愛(ài)爾蘭參觀農(nóng)場(chǎng)

不知從何時(shí)起，青山綠水共為鄰成為一件奢侈的事。

奢侈到大風(fēng)過(guò)后的藍(lán)天也會(huì)成為朋友圈熱點(diǎn)、媒體焦點(diǎn)。

奢侈到每逢小長(zhǎng)假，全國(guó)人民一窩蜂扎到青山綠水中間。

而同時(shí)，它又是一件極為緊迫的事。

緊迫到十九大報(bào)告中幾次三番強(qiáng)調(diào)，“建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)”，要“像對(duì)待生命一樣對(duì)待生態(tài)環(huán)境”，要“實(shí)行最嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度”……

緊迫到2018年全國(guó)兩會(huì)報(bào)告中，再次強(qiáng)調(diào)了將污染防治與防范化解重大風(fēng)險(xiǎn)、精準(zhǔn)脫貧并列為決勝全面建成小康社會(huì)的三大攻堅(jiān)戰(zhàn)，予以重點(diǎn)推進(jìn)。

沈珍瑤，北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授，博導(dǎo)，長(zhǎng)期從事流域非點(diǎn)源污染模擬與控制、流域水質(zhì)模擬與水環(huán)境效應(yīng)、城市徑流管理與水質(zhì)改善、水環(huán)境影響評(píng)價(jià)等方面的研究。主持國(guó)家973課題、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等多項(xiàng)科研項(xiàng)目。成果獲國(guó)家級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)，省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)9項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，其中SCI收錄論文170篇，SCI論文引用超過(guò)3000次，H指數(shù)33。以“非點(diǎn)源”為關(guān)鍵詞，在Web of Science上檢索，發(fā)表的SCI、SSCI論文數(shù)量在國(guó)際國(guó)內(nèi)均排名第一；以“三峽”為關(guān)鍵詞，在Web of Science上檢索，發(fā)表的SCI、SSCI論文數(shù)量在國(guó)際國(guó)內(nèi)均排名第一。

2008年，在國(guó)家基金委雙清論壇發(fā)言

污染容易，治理難，我們已經(jīng)開(kāi)始為曾經(jīng)的不自知、不自覺(jué)、不自律買(mǎi)單。建設(shè)美麗中國(guó)，是建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)之一，也是人民對(duì)美好生活的向往。而美麗中國(guó)的建成，則是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，需要全社會(huì)各個(gè)階層，從過(guò)去到現(xiàn)在再到未來(lái)的、持續(xù)不斷的共同努力。

北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授沈珍瑤，就是一位多年堅(jiān)守，以科學(xué)研究與應(yīng)用助力污染防治的杰出科技人員代表。

他長(zhǎng)期從事流域非點(diǎn)源污染模擬與控制、流域水質(zhì)模擬與水環(huán)境效應(yīng)、城市徑流管理與水質(zhì)改善、水環(huán)境影響評(píng)價(jià)等方面的研究工作，已經(jīng)取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性成果，為美麗中國(guó)的建設(shè)做出了不可忽視的貢獻(xiàn)。

治污，迫在眉睫

改革開(kāi)放進(jìn)程的加快，不僅拉動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也帶來(lái)了諸多環(huán)境問(wèn)題，其中水污染的狀況尤其突出。

但在上世紀(jì)末，這一問(wèn)題并沒(méi)有得到足夠的重視，于是情況愈發(fā)嚴(yán)重。多年沉疴舊疾，終于在21世紀(jì)之初，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展更為迅猛之時(shí)，集中暴發(fā)——

2004年3月2日，沱江發(fā)生重大水污染事件；

2005年11月，松花江發(fā)生重大水污染事件；

2005年12月，廣東北江鎘污染事件暴發(fā)；

2007年6月，無(wú)錫太湖藍(lán)藻水污染事件被曝光……

短短幾年，多起重大水污染事件接連發(fā)生，撩撥著公眾脆弱的神經(jīng)，也拷問(wèn)著國(guó)家、政府、社會(huì)各個(gè)層面的所為、應(yīng)為而未為。一時(shí)之間，治理已有污染、預(yù)防未發(fā)污染，這個(gè)長(zhǎng)久存在的、迫切而棘手的難題，成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。

此時(shí)的沈珍瑤，已經(jīng)從事流域非點(diǎn)源污染模擬與控制、流域水環(huán)境效應(yīng)等研究10余年。

沈珍瑤畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，曾在中國(guó)輻射防護(hù)研究院從事地下水環(huán)境保護(hù)工作，1995年到清華大學(xué)攻讀博士學(xué)位，并開(kāi)始深入開(kāi)展水資源保護(hù)與水污染治理相關(guān)研究。

20多年的研究與摸索中，沈珍瑤形成了自己獨(dú)特的研究思路與風(fēng)格，并在多個(gè)國(guó)家重大項(xiàng)目的支持下，取得了諸多創(chuàng)新性成果并應(yīng)用。

即使在今天，在經(jīng)過(guò)國(guó)家10余年下大力度治理已經(jīng)取得頗多成效的今天，沈珍瑤仍然感到緊迫與焦慮：“我國(guó)河流水污染形勢(shì)依然嚴(yán)峻，湖庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化仍然嚴(yán)重，污染來(lái)源多樣性仍舊突出?！?/p>

他認(rèn)為，針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)，特別是污染來(lái)源多樣性突出的現(xiàn)實(shí)，開(kāi)展流域水污染控制研究與治理，應(yīng)針對(duì)多種污染源分類(lèi)考慮，而其中最為關(guān)鍵的，就是非點(diǎn)源污染控制。

非點(diǎn)源污染又叫面源污染，是指在降雨徑流的淋溶和沖刷作用下，大氣、地表和土壤中的溶解性或固體污染物，通過(guò)漫流等水文過(guò)程進(jìn)入江河、湖泊、水庫(kù)和海洋等水體而造成的水環(huán)境污染。

“農(nóng)田中農(nóng)藥、化肥、重金屬及其它有毒有害物質(zhì)，以及農(nóng)村生活污水與生活垃圾、畜禽養(yǎng)殖糞便污水、水產(chǎn)養(yǎng)殖餌料藥物等，這些都屬于非點(diǎn)源污染范疇。它們看似分散、隱蔽、隨機(jī)，卻已嚴(yán)重威脅著我國(guó)的各類(lèi)水體?！鄙蛘洮幷f(shuō)。

與點(diǎn)源污染相比，非點(diǎn)源污染存在時(shí)空范圍廣，發(fā)生具有隨機(jī)性、分散性，污染物的種類(lèi)、數(shù)量及排放途徑有很大不確定性，污染負(fù)荷時(shí)空差異大，污染的滯后性和潛在威脅性，不易監(jiān)測(cè)、難以量化、防治困難等特點(diǎn)。

這些都決定了，針對(duì)非點(diǎn)源污染的控制、治理與防治更加困難。多年來(lái)，沈珍瑤所專(zhuān)注的，正是流域非點(diǎn)源污染控制和流域水環(huán)境效應(yīng)研究，且在兩方面均有頗多建樹(shù)。

控污，點(diǎn)線(xiàn)面相結(jié)合

做科研，是一個(gè)需要長(zhǎng)期堅(jiān)守的過(guò)程，一如水污染治理與控制。

多年來(lái)，沈珍瑤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以“流域”為研究對(duì)象，以“水”為核心，瞄準(zhǔn)國(guó)際重大科技前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題和國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)領(lǐng)域，開(kāi)展了一系列理論、方法和技術(shù)的研究與探索，形成了獨(dú)特的研究特色。

他們不僅在流域非點(diǎn)源污染模擬與控制、流域水質(zhì)模擬與水環(huán)境效應(yīng)等方面取得了突出成績(jī)，更在長(zhǎng)期研究的基礎(chǔ)上提出了“點(diǎn)-線(xiàn)-面”相結(jié)合在流域整體高度系統(tǒng)研究流域水環(huán)境問(wèn)題的思路，并通過(guò)各大科研項(xiàng)目的支持予以實(shí)施，使得流域水污染控制落到了實(shí)處、見(jiàn)到了實(shí)效。

● 流域非點(diǎn)源污染控制

2010年，沈珍瑤（右一）考察佛羅里達(dá)雨水涇流治理工程

戰(zhàn)勝的前提，是了解?！霸诹饔蚍屈c(diǎn)源污染方面，我們首先開(kāi)展了非點(diǎn)源污染模擬方面的研究，力圖準(zhǔn)確獲得非點(diǎn)源污染的量。只有將非點(diǎn)源污染的量搞清楚了，非點(diǎn)源污染控制才能有的放矢?！鄙蛘洮幗榻B。

為了搞清楚這個(gè)量，沈珍瑤和他的伙伴們無(wú)數(shù)次涉足長(zhǎng)江、黃河等流域，進(jìn)行實(shí)地考察、樣品采集、試驗(yàn)研究、小區(qū)觀測(cè)，收集到了客觀翔實(shí)的第一手資料。

同時(shí)，他們提出了改進(jìn)的輸出系數(shù)法和小流域精細(xì)計(jì)算推廣法，結(jié)合已有的方法，形成了適應(yīng)不同尺度流域的非點(diǎn)源污染負(fù)荷確定方法，利用改進(jìn)的輸出系數(shù)法核算了長(zhǎng)江上游非點(diǎn)源污染負(fù)荷，精度較傳統(tǒng)方法提高10%～30%。

為了保證模擬精度，他們進(jìn)一步系統(tǒng)開(kāi)展了流域非點(diǎn)源污染模擬的不確定性研究，識(shí)別并量化非點(diǎn)源污染模擬不確定性的來(lái)源，提出了基于區(qū)間距離的模型率定新方法，并驗(yàn)證了該方法的合理性。

在此基礎(chǔ)上，他們開(kāi)展了非點(diǎn)源污染控制技術(shù)研究。由于全流域的治理在經(jīng)濟(jì)上不可行，針對(duì)流域非點(diǎn)源污染控制的難點(diǎn)，他們提出了流域非點(diǎn)源污染多級(jí)優(yōu)先控制區(qū)技術(shù)，可處理多水功能區(qū)、多評(píng)估點(diǎn)和多污染物等復(fù)雜情況；進(jìn)而提出了基于自適應(yīng)參數(shù)的優(yōu)化算法和流域非點(diǎn)源污染控制優(yōu)化技術(shù)，并通過(guò)在三峽庫(kù)區(qū)和白洋淀流域的工程示范與案例分析，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可靠性。

圍繞相關(guān)成果，沈珍瑤發(fā)表數(shù)十篇論文，其發(fā)表的SCI論文數(shù)量在國(guó)際國(guó)內(nèi)均排名第1。特別值得指出的是，國(guó)內(nèi)學(xué)者在非點(diǎn)源方面發(fā)表的高水平論文中，沈珍瑤團(tuán)隊(duì)占1/4強(qiáng)。

同時(shí)，沈珍瑤團(tuán)隊(duì)的成果也得到了國(guó)際著名學(xué)者的認(rèn)可。ASABE Fellow認(rèn)為，他們率先系統(tǒng)研究了模型參數(shù)不確定性及其對(duì)模擬結(jié)果的影響；美國(guó)著名大學(xué)講席教授連續(xù)發(fā)表非點(diǎn)源研究方面的綜述論文，大段引用他們的研究成果，并對(duì)相關(guān)工作給予了充分肯定。

2008年，沈珍瑤在美考察密歇根湖

● 流域水環(huán)境效應(yīng)研究

水體污染是一個(gè)不斷變化的過(guò)程。水質(zhì)會(huì)因水體中物質(zhì)的相互影響而發(fā)生變化，在河流中主要表現(xiàn)為水、泥沙、污染物的相互作用，而在水庫(kù)中，則表現(xiàn)為水庫(kù)水體本身與周?chē)h(huán)境的相互作用。

針對(duì)我國(guó)河流高含沙水體的水質(zhì)過(guò)程不清楚、水沙條件對(duì)水質(zhì)的影響難以量化的難題，他們開(kāi)展了長(zhǎng)期的水—沙—污染物相互作用研究。

針對(duì)水—沙—污染物復(fù)雜體系，他們將水動(dòng)力學(xué)特征與傳統(tǒng)的水環(huán)境化學(xué)、數(shù)值模擬方法與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)取樣結(jié)果分析緊密結(jié)合，系統(tǒng)探討了水動(dòng)力作用下泥沙及典型污染物遷移轉(zhuǎn)化特征。他們揭示了紊動(dòng)條件下水體中泥沙、污染物的遷移過(guò)程，完善了再懸浮過(guò)程中有毒有機(jī)污染物的解吸機(jī)理；基于機(jī)理研究結(jié)果，開(kāi)展了水—沙—污染物復(fù)合體系的數(shù)值模擬工作，更好地解釋了實(shí)際監(jiān)測(cè)得到的污染物分布規(guī)律。

而在水庫(kù)的水環(huán)境效應(yīng)方面，他們通過(guò)研究，闡明了庫(kù)中功能性細(xì)菌與水體富營(yíng)養(yǎng)化之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了部分對(duì)水環(huán)境變化較敏感功能性細(xì)菌；并通過(guò)水庫(kù)下游主要站點(diǎn)水文水質(zhì)序列的深入分析以及河口沉積柱芯的反演，在一定程度上揭示了水庫(kù)建設(shè)對(duì)下游的水環(huán)境效應(yīng)以及河口沉積特征的影響。

相關(guān)研究成果為多泥沙河流污染物環(huán)境行為預(yù)測(cè)、水質(zhì)評(píng)價(jià)、水利工程運(yùn)行調(diào)節(jié)和水污染控制提供了新的理論依據(jù)，推動(dòng)了水利工程與其他學(xué)科的交叉融合及發(fā)展。

防污，未來(lái)可期

面對(duì)防污治污的緊迫形勢(shì)，沈珍瑤的工作安排得扎扎實(shí)實(shí)。

現(xiàn)階段，他正主持國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“城市景觀—水環(huán)境響應(yīng)機(jī)制及調(diào)控方法研究”，及國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“流域非點(diǎn)源污染的多尺度水環(huán)境響應(yīng)和控制方法研究”等，相關(guān)工作正有序推進(jìn)。

如今，在沈珍瑤所在的北京師范大學(xué)，環(huán)境科學(xué)為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，環(huán)境工程為北京市重點(diǎn)學(xué)科，同時(shí)還建成了水環(huán)境模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、水沙科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及北京市流域環(huán)境生態(tài)修復(fù)與綜合調(diào)控工程技術(shù)研究中心。這些都為沈珍瑤及其團(tuán)隊(duì)未來(lái)工作的開(kāi)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

他表示，未來(lái)仍將針對(duì)流域非點(diǎn)源污染控制及流域水環(huán)境管理開(kāi)展研究，重點(diǎn)將放在兩個(gè)方面——

一是流域非點(diǎn)源污染控制技術(shù)體系，即基于降尺度的非點(diǎn)源污染優(yōu)先控制區(qū)識(shí)別及基于升尺度的非點(diǎn)源污染控制效果評(píng)估，形成考慮多尺度轉(zhuǎn)換的流域非點(diǎn)源污染控制技術(shù)體系。

二是在前期研究的基礎(chǔ)上，將更注重復(fù)雜情況下的流域水環(huán)境管理，即針對(duì)驅(qū)動(dòng)力的變化、下墊面的變化，考慮耦合影響，開(kāi)展高強(qiáng)度人類(lèi)活動(dòng)和氣候變化共同影響下的流域水環(huán)境調(diào)控與管理研究。

此外，形成流域非點(diǎn)源污染和水環(huán)境管理研究領(lǐng)域國(guó)際一流的團(tuán)隊(duì)；發(fā)表高水平論文；建成高層次研究中心，推動(dòng)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展，同樣都在他的規(guī)劃之中。

“美麗中國(guó)一日未建成，我們就一日不會(huì)停歇?！边@是沈珍瑤團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)，更表露出他們的決心。