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捍卫水安全——访中国工程院院士张杰
2006年6月12日 18:34  来源:东北网  

    捍卫用水安全,生命之源的保护者们在为水的清洁拼搏着,倾注全部。哈尔滨工业大学教授、中国工程院院士、我国著名的水处理专家张杰就是其中突出的一位。

    为清除地下水铁锰超标而努力

    张杰,一改传统的化学除铁除锰技术,成为生物固锰除锰技术第一人,使我国在该领域研究跃居国际领先水平,获得了2005年国家科技奖励。

    “我获得国家科技奖并不是因为EI、SCI论文收录多,而是因为解决了生产实际问题。”张杰说:“我们常会碰到这样的现象,地下水抽上来之后,搁置一段时间就慢慢变黄或变黑,这样的水是有害的,其中的主要原因就是水中含铁锰。”张杰说,铁和锰虽是人体营养物质,但多了对身体有害,一些人类的慢性病与铁锰超标有关,而且对诸如纺织、饮料等行业生产上是有害无益的。因此铁锰一定要除。

    我省地下水占水资源的1/3,而含铁含锰的地下水又占地下水的1/3。全国10%地下水含铁含锰。“八五”期间,张杰潜心完成了生物固锰技术研究,在国内外首次提出生物除锰机制,解决了半个世纪以来地下水除锰难题,确立了生物除锰技术,改变了除铁除锰水厂除锰难的现状。

    以往除铁锰是先除铁再除锰,而且锰很难达到饮水标准。现在张杰用生物法一起除掉铁锰,铁、锰都去除得很彻底,同时流程节省一半,总投资节省1/3。以佳木斯水厂为例,每天40万吨规模,用生物除铁锰省下了5000多万元,目前这项技术仍居国际领先水平。

    “因为解决了实际生产问题,才使我的科研有生命力。”张杰这样说。

    张杰对年轻时搞的一个项目印象十分深刻。他回忆道:“当时吉林白山市要搞一个给水工程,因为要修水库,我作为工程科研人员发现当时的任务书有误,白山地区是石灰岩地层,建水库会漏水的。经过认真踏勘研究,发现地下水露头发达,于是到处找泉,终于找到了一年四季涌水量充沛的泉,就建议把任务书改成引泉工程,泉水清澈,不用净化,泉区地势高,不用提升。由于工程和实际相结合了,获得了经济效益和社会效益双丰收。”

    就是眼睛盯着生产实际,张杰的研究成果才得以不断推陈出新。他开发了城市污水净化再生全流程;创建了国内首座污水再生水厂。他开发的绝氧———好氧活性污泥清除磷技术在普通二级生化处理中可同时完成去除营养盐磷的任务,而且污泥不膨胀、管理方便、出水水质良好,代替了传统的普通活性污泥法。他主持和完成了长春、大连、沈阳、齐齐哈尔、哈尔滨等城市重大给水排水工程设计数十项,是理论与实践结合的专家,推动了寒冷地区给水排水工程技术的发展。

    为城市水健康循环而努力

    正在密切关注松花江水质的张杰告诉记者,一方面水资源缺口严重,另一方面,有限的水资源正在受到不同程度的污染。我国江河污染的严重势态还没有得到有效遏制,整体环境质量还在恶化。此外,全国以地下水源为主的118个城市中,地下水几乎全部受到不同程度的污染,其中地下水污染严重的占64%,轻度污染的占33%,仅有3%的城市地下水尚属清洁。

    张杰说,水的循环分为自然循环和社会循环,是可再生的自然资源。要使人们可持续利用水资源,就要实现社会用水的健康循环。

    根据水健康循环的理念,水资源的利用将由过去的“取水-输水-用户-排放”的单向开放型流动,转变为“节制的取水-输水-用户-再生水循环”的反馈式循环流程。张杰认为,通过水资源的不断循环利用,使水的社会循环和谐地纳入水的自然循环过程中,实现社会用水的健康循环,这是根据人类社会用水历史的发展和物质循环的实际规律,探索水资源可持续利用和水环境保护的切实途径。

    2003年,张杰进行了“城市水系统健康循环研究”的课题研究,提出建立较为系统的城市水系统健康循环理论。提出建立流域内城市群间水资源重复利用、循环利用,城市用水健康循环的发展目标。但是,这种思想提出之初曾受到很多人的漠视甚至反对。

    “因为这是针对人们过度用水、随意跨流域调水、滥排污水和丢弃废物而提出的,是水资源的利用和水环境保护领域进行的一次革命。它将从思想上和技术上彻底改变过去那种只知用水不知再生,将水的循环人为割裂,只是片面地对其中的某个环节进行研究和处理的‘只见树木,不见森林’的局部观和做法,必然会影响某些部门利益或行业利益。”张杰正视推行水健康循环理念中所遇到的困难,他告诉记者,这种革命或许需要多年才能得到广泛认同和接受,但是毫无疑问,这次革命将是完全不可避免的,是人类在水资源利用和水环境保护上的一次重要转折。今天,越来越多的人已经注意到并不同程度接受了水健康循环的理念,有些学者也开始开展了有关领域的研究。

    为我国水环境恢复而努力

    “我国几乎所有河流除源头外都有不同程度的污染。”张杰说,如何把河流恢复到50年代风光秀丽、鱼虾成群的水平,光靠单元技术不行,应该搞“水环境恢复”。

    在人类生产与生活活动中,做到人与水环境的和谐,首要是节制用水,减小社会水循环的流量。张杰直言,不可在缺水地区布局耗水大的工业,也不可在水系源头和上游河段布置产生有毒有害污水的企业。吉林石化公司位于第二松花江上游,天池脚下。上世纪70年代曾产生汞污染松花江事件,经多年努力改革了工艺,才切断了污染源。今天又发生了苯与硝基苯储罐爆炸,严重泄漏污染江水事件。溯源追之,是当初产业布局之时,还没有意识到水环境与水资源问题。

    张杰说,我们必须汲取教训,亡羊补牢。张杰希望对现有的这种企业,要强化安全措施。对突发事故要有安全预案。如忽略这些措施是不好开工生产的。“我国城市水环境恢复的切入点是污水深度处理与利用。可以说在污水深度处理、超深度处理和有效利用方面的每一点进步都是对人类和地球的贡献。”张杰说:“城市排水系统是促进城市用水的健康循环,恢复水环境的生命线工程。它的任务早已超出了排除雨、污水,保护城市生活环境,防止公共水域污染的范畴。”

    张杰指出,长期以来流域内城市的污水正在使水环境劣化,造成了上游城市污染下游城市、城市群间江水资源不能重复利用、水质污染困扰着江滨诸城的局面。“虽然我国城市水系统现状与达成健康循环相比还有很大差距,但是面对我国水资源、水环境的严峻形势,水危机已经受到国人越来越多的关注,引起了政府部门的高度重视。”张杰指出,目前,国内大连、深圳、北京、东北地区等地相继进行的较为系统的水资源利用和水环境恢复的研究和实践,是城市水系统健康循环理论雏形的初步应用,已经在通往社会用水健康循环的道路上迈出了坚实的一步。随着今后理论的进一步完善和实际经验的积累,中国最终将开创21世纪水资源和水环境健康发展的新纪元。

    今年68岁的张杰院士今天仍在为保护水资源而辛苦劳作着。他告诉记者,水资源短缺和水环境恶化已经成为中国21世纪社会经济持续发展的瓶颈,解决水危机、实现水资源可持续利用的根本途径在于建立起健康的社会水循环。时至今日,这位一生献给给排水领域的院士还积极地为我国水环境恢复而努力。

 
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