碧水攻坚-澳门人威尼斯3966

本报记者 牛伟坤

城市的河道宛若一个个流动的音符，奏出一曲曲清新的乐章，滋养了一座城市的精神风貌。

桨影翻飞，鸟翔鱼集。北京大大小小的水域，处处萌动着勃勃生机。北京建筑大学环境与能源工程学院教授袁冬海，只要一有时间就会在河边漫步——过去20多年里，围绕美丽河湖与城市更新国家战略需求和北京市水体返黑返臭治理技术需求，他带领团队持续奋战在科研攻坚一线。

如今，初战告捷。

城市水体越来越清澈、越来越美丽，市民越来越满意。这，正是激励袁冬海继续前行的不竭动力。

第22届中国国际城市建设博览会上，袁冬海在做介绍。 受访者供图

已在外地投入使用的沿河智能分质分流设备。受访者供图

团队研发的城市排水管网人工智能流域监测设备。受访者供图

立地扎根

湖畔坚守，还污于清

“做科研要‘顶天立地’，‘顶天’就是要从基础研究的原创性上做突破，‘立地’就是要扎根行业治理和人民的实际需求。”

在袁冬海看来，不同高校肩负着“顶天”与“立地”的不同使命。工作在一所“坚持服务首都城市战略定位，服务国家城乡建设发展，服务人类和谐宜居福祉”的高校，他选择让自己的研究“立地扎根”。这4个字，也成了他过去20多年科研工作最生动的注脚。

“这么多年，哪儿的水污染最严重就往哪儿跑。”袁冬海笑言。

其实，对黑臭水体的关注，最早可以追溯到袁冬海的学生时期。

20多年前，袁冬海的硕士论文聚焦的就是湖泊的污染问题。彼时，随着经济的蓬勃发展，人们的生活方式也迎来巨大变化，他聚焦的长江沿线的一处湖泊周边，有很多农村家庭将旱厕改为水厕。管网布局滞后，水厕的污秽物常常经由弯弯绕绕的小河小沟被排放到附近的湖泊中。袁冬海当时就在想办法，如何在小河小沟处，也就是前置库，提前净化污染物，防止湖泊被污染。

袁冬海的思路在实践中得到检验。经过一段时间的治理，这处著名的湖泊回到了最初的模样，水边芦苇青，水底鱼虾肥。

牛刀小试，初战告捷。

袁冬海感受到了“还污于清”的成就感，科研的激情被点燃。在博士阶段，他迎难而上，将研究课题瞄向了北方的一处湖泊，这可是个难啃的“硬骨头”。

由于流域内工农业污染，加上进入湖泊的水量大量减少，湖泊内的很多湿地萎缩，水质一度处于v类或劣v类水平。2008年，在绕着湖泊实地走完一圈后，袁冬海心中一惊，却没有停下脚步。

他开始为生病的湖泊“望闻问切”，对湖泊的病情进行细致诊疗后，将不同的水域分成草型清水状态、藻型浊水状态以及重度污染水体。“当时还没有‘黑臭水体’的概念，我们将那种人们需要捂鼻而过的水体定义为重度污染水体。”袁冬海说。

诊断是治疗的第一步。

为了当好水体“医生”，袁冬海在湖泊周边一住就是两年，他的实验基地是动辄数百平方米的水域，在上面，他栽种了不同类型的水生植物，观察植物这种“药”能够为水体带来哪些“疗效”。

吃、住、实验都在租住的小房间里完成。为了省钱，袁冬海自己动手操办起了一日三餐。“我现在的厨艺就是在那段时间里练出来的。”他笑着说。

四季轮转。随着水生植物的成长、衰败、死亡，一批实验数据也随之出炉。

由于长期扎根一线，袁冬海得以更为细致地观察到水生植物带给水体的影响。就在同行们都为水生植物的净化功效鼓掌喝彩的时候，他却敏锐地察觉到了一丝异样。“在水生植物腐败期，能看到湖泊里的水是咕嘟咕嘟冒泡的，说明这个时候的水质反而是恶化的。”

揪着这一条小线索，袁冬海“逆向而行”，开始研究秋冬季腐烂的水生植物给水质带来的负面影响，并凭此拿下了科研生涯首个国家科研项目。严谨的实验数据证明了他的猜想：腐败的水生植物对水质确实有负面影响，对于水体来说，水生植物并不是越多越好，其覆盖度不宜超过70%。

自此之后，袁冬海的科研之路越走越宽：近年来，他相继承担了国家自然科学基金项目、国家科技支撑计划、国家水污染治理重大专项等相关研究课题。

背后，是袁冬海对“立地扎根”的坚守。

即使已经成为专家，袁冬海依然保持着站在一线的习惯。

780个——这是北京某个区河流排口的数量，是前几年袁冬海带领学生，冒着冬日刺骨的寒风，用脚步丈量河道、沿着河岸一个一个数出来的。“做研究的，不能只坐在办公室空想。只有去实地看了，我才知道北京现在的入河排口到底有哪些类型。”

作为城市更新和黑臭水体治理方面的技术专家，每年，袁冬海有近两个月的时间要参与全国不同城市的排水管网和城市河流调研，“前一阵儿我刚回来，平均一天半要走一个城市，差不多每天要在高铁上吃一顿盒饭。”

对于这样的奔波，袁冬海乐此不疲。

“很多城市水体污染的案例在北京是看不到的。”在袁冬海看来，这些丰富的案例不仅赋予他科研灵感，也为他的课堂提供了丰富的素材。用脚跑出来的亲身感受，让一个个抽象的指标、数据变成了一个个鲜活的案例，随便提取一个数据，他都能洋洋洒洒讲上半天。

对症下药

精准诊疗，修复水体

2017年，我国吹响城市黑臭水体治理攻坚战的冲锋号角。密密麻麻的城市排水管网，稳稳地兜住城市污水，污水经过集中净化处理后再排放。

然而，水体返黑返臭的情况依然时有发生。“究其根本，还是因为现实与理想的模型是有差距的。”袁冬海说。

我国的管网系统大致分为两类：雨污分流、雨污合流。顾名思义，在第一种模式中，雨水与污水分别流经不同的管道，雨水通过雨水管网直接排到河道，污水则通过污水管网收集后，送到污水处理厂进行处理；雨污合流模式中，雨水、污水经由同一管道通过污水处理厂净化后回归自然。

没有哪种模式是完美的。

理想中的分类回归到现实生活之中，会面临一系列的问题，比如：环卫部门冲洗街道的水流去哪儿了？小餐馆、理发店随手泼在门前的水去哪儿了，是不是直接冲到了雨水箅子里？这些进到雨水管网的水，不经净化的话不会污染环境吗？雨水、污水混在一起排放，如果来一场雨，管网能承受得了吗？

袁冬海研究团队曾做过实验：一条200米长、10多米宽的城市缓流河道，如果仅凭自净能力“消化”掉一桶20公斤重的泔水，至少需要20天的时间！团队成员越来越感觉到，治理水体返黑返臭，道阻且长。

“这其实是在启示我们，城市黑臭水体治理不能搞一阵风，也别想一蹴而就、一劳永逸，我们必须探索科学的治理措施和长期的监管机制。”袁冬海说。

传统的水体污染治理往往采用“一刀切”的方式，缺乏对污染源的精准识别和分析。在袁冬海看来，只有找准病因，才能对症下药。他带领团队创新性地提出了一套精准诊断体系，发明了一系列水质水量检测设备。

“这些设备就像医生的听诊器和化验单，能够快速、准确地检测出水体中的各种污染物成分、浓度以及污染物的来源。”袁冬海解释，通过这些设备，科研人员就能清晰地判断到底是生活污水的大量排放导致了水体中有机物含量过高，还是工业废水中的重金属污染物使得水体颜色异常，“就像是给城市水体绘制了一张详细的‘病灶图’，让我们能够清楚地知道污染源在哪里，污染是如何扩散的。”

仅仅找准病因还不够，如何有效地修复水体、恢复其生态功能才是治理的核心。

袁冬海带领团队打出了一套“组合拳”，对水体的各个界面，包括水体表面,水体内部以及水体与底泥、大气的交界面等，进行全方位修复。

比如，在城市公园缓流水体，团队采用了生态浮岛技术。这些生态浮岛就像是水面上的“绿色花园”，养育着各种水生植物。“植物不仅能够吸收水体中的营养物质，净化水质，还能通过根系为水中的微生物提供附着场所，促进微生物对污染物的分解。”袁冬海说，生态浮岛也能同时美化水体景观，提升城市水体的观赏价值。

针对传统水泥护坡通透性低、径流雨水滞留减排与生态净化效果差等特点，团队创造性发明了可用于生态护岸的植生透水生态混凝土材料，有效地增强了河湖岸带的渗透性和吸附性，将来自道路、广场等城市面源的污染物拦截并分解，防止污染物进入水体。

“通过这种多界面协同修复的方式，我们能够全方位地改善水体环境，恢复水体的生态功能。”袁冬海说。凭借这一系列研究成果，他带领团队拿下了2023年北京市科学技术进步奖二等奖。

更让袁冬海欣喜的是，在他和团队的“精准诊疗”下，很多“生病”的水体正在慢慢康复。他们的研究成果已经在全国多个城市污染水体修复工程中成功应用，比如，在本市的一条缓流水体河道，团队建起了装有固定化微生物的“净水器”，河水流过“净水器”后，污染物被“消化”一空，水变得更加清澈。

每一种技术都有其适用范围，一种技术手段只能解决某类特定的水体污染问题。

“搞水体治理，还是要对症下药。”袁冬海说。

智慧净水

科技赋能，长效治理

硕士研究生毕业后，袁冬海曾在德国工作过一段时间，一次，公司组织参观了一家镇污水处理厂。这次参观经历给他留下了极为深刻的印象：“工厂里只有一名工作人员，污水处理厂的机械化和智能化程度非常高。”

这段让袁冬海念念不忘的经历，也为他的科研之路种下了“智能化”的种子。在科研项目的攻坚中，他总是格外注重新技术、新手段的应用。

在城市水体治理中，监测是不可或缺的一环。只有实时、准确地掌握水体的状况，才能及时发现问题、调整治理策略。为此，袁冬海带领团队发明了系列城市排水管网人工智能流域监测设备。监测设备采用先进的传感器技术，利用人工智能算法，实现了对水体的水质、水温、水流速度等多种参数的实时监测。借助深度学习挖掘数据关联，团队还构建起智能化预警机制，一旦水体的参数出现异常，系统就会立即发出警报，提醒相关部门及时采取措施。

袁冬海带领团队开发的流域监测大数据平台，可以整合分析各个监测点的数据，清晰地显示全流域的水体状况，并对水体污染的趋势进行预测，为流域的综合治理提供科学依据。

人工智能技术接入流域监测大数据平台后，显著提高了水体治理的效率和精准度，为城市水体的长效治理提供了有力保障。袁冬海说，未来，团队将进一步优化监测算法，提高监测的智能化水平，实现对水体状况的精准预测和预警。

目前，袁冬海正谋划推动“智慧净水”工作再向前延伸一步，将研究重点瞄向排污口的信息化监督和管理，通过大数据、人工智能等技术，实现入河排污口的精准监控、智能分析和高效管理。

智慧排污口是其中之一。袁冬海举例说：“我们计划在雨水排口附近放置传感器和水泵，如果传感器监测到错接、混接的污水流入其中，水泵就可以自动把这部分污水抽回到并排的污水管中，经过污水处理厂净化后再排放。”

小小的传感器，可以带动精细化治理向前一大步。袁冬海解释，很多时候，雨水瞬时大量涌入，会让管网污水处理厂的能力面临极大挑战；这一装置可以根据雨量的大小，精准地将雨水中最脏的部分抽回到污水管中接受净化，使河道最大限度地维持清澈状态。

在袁冬海办公室的墙上，各种奖状贴了满满一墙。他却总是告诫团队，这只是一个开始。

“随着城市化进程的不断推进，城市水体也将面临新的挑战和问题。”袁冬海说，诸多问题还有待他和团队的作答：城市更新进程中，城市智慧管网信息化系统建设是否符合排水管网高风险点位要求？能否实现城市河湖水体污染风险及时预警？如何进一步提升水质检测设备的精度和检测范围，使其能够更准确地检测出更多种类的污染物？针对新型污染物，还有没有更有效的治理方法？

……

解决城市水体返黑返臭问题，不仅是生态环境保护的迫切需要，更是提升城市居民生活质量、保障公众健康的重要举措。

袁冬海正带领着团队继续深化研究，不断创新和完善技术体系。他也期待着自己的努力，能让城市的水体变得更清澈、更美丽。

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编辑：任敏