长江大保护看江苏硬核科技“天团”

  长江，穿越了江苏8个设区市。在江苏，“一江清水，两岸葱绿”是老百姓的期盼，也是长江大保护的时代答卷。面对长江治理保护的一系列新老问题，水环境污 染、水生态损害、水资源短缺,江苏硬核科技“天团”大展拳脚，用科学技术手段的加持,让长江沿江地区“岸上”更绿、“水里”更清。

  科技如何点燃长江大保护的“绿色引擎”？扬子江生态文明创新中心首席科学家、南京大学环境学院李爱民教授有多年科研攻关和成果产业化的丰富经验。

  自“十一五”起牵头承担国家重大水专项淮河项目以来，南京大学技术团队围绕流域点源、面源污染控制与河湖生态修复研发了一批先进技术装备，积累了流域污染 治理与管理的丰富经验，有关技术成果获得国家科学技术进步二等奖两项。南大还以国家有机毒物污染控制与资源化工程技术研究中心为依托，在长江沿线江西、安徽、 江苏等地建设多个政产学研平台，不断求解大江大河的绿色“方程式”，推动了地方生态环境治理能力的现代化。

  如今，位于秦淮新河河畔的曹村泵站，池水清澈见底，昔日的“臭水沟”不见踪影，这正是李爱民教授团队承担的一项环保治理工作。在曹村泵站前池水环境提升项 目中，团队示范使用了高效脱氮树脂一体化装置和同步脱氮除磷装置，这是一项以团队技术成果为基础，依托新型研发机构平台开展二次开发与集成应用的创新成 果。

  “这项成果是以‘磁性树脂技术+同步脱氮除磷技术’为核心，适用于城市污水与污染水体深度处理与再生利用的高效经济技术。”李爱民告诉《科技周刊》记者，该项技术正在大展拳脚，破题城市“黑臭水体”的顽疾。

  治污技术虽是“良方”，但扬子江生态流域的保护修复和生态文明的建设不可能靠一两剂药方就能一劳永逸。李爱民和记者说，扬子江流域占江苏境内面积的 36%，经济贡献力却高达80%，是中国经济发展基础最好、综合竞争力最强的地区之一。但是随着经济持续快速地发展，带来的环境综合治理难点也较为突出。

  扬子江流域产业体系偏重化工，“重化围江”现象亟需破题。“长期以来扬子江流域呈现基于工业文明的发展方式，高投入、高消耗和高排放的经济发展模式转型还 很难。世界化学品产能40%在中国，中国46%在长江，长江的近一半在江苏；长江沿岸化工园区76家，江苏就占34家。在GDP、人均GDP、地均 GDP、城市化率等经济发展指标方面，扬子江流域相较于长江上游和中游两大城市群（成都都市圈和武汉都市圈）而言相比来说较高，与上海大都市圈、环杭州湾大湾 区以及粤港澳大湾区等国内发达城市群相比差距不大，但万元GDP工业固废、工业废气、工业废水、工业取水量、工业用电量等指标与上述相比都相比来说较高，说明 扬子江流域经济社会持续健康发展水平较高，也说明经济与环境、资源、能源的关系最为紧张，工业文明下的增长特征明显。”

  李爱民告诉《科技周刊》记者，近两年来，面对破解重化围江、污水治理、生态安全等“卡脖子”技术难题，扬子江中心牵头组织加盟研究所进行技术攻关，集中形 成一批具有核心竞争力的关键技术，为高水平绿色发展提供技术支撑。目前，在加盟研究所一起努力下，微界面强化反应技术、eDNA精准生物监测技术、撬装式 无泥芬顿催化氧化技术、工业烟气超低排放及资源化技术、活化过硫酸盐土壤修复技术、电触媒合金阻垢技术、基于工业环境下微生物细胞集群效应的新型生物发酵 技术等一批绿色技术已较为成熟，服务于国内外诸多应用场景。

  截至2020年底，中心已集聚南京市44家新型研发机构，吸纳17家为正式研究所、15家为预备研究所、12家为工程化研究中心，与12家有突出贡献的公司共建龙 头企业创新中心，与8个单位共建绿色技术示范基地。依托加盟合作新型研发机构，中心连接了20家境内外高校和34个国家级科研平台，集聚了近30名中外院 士和千余名科研人员。

  2020年度，中心32家加盟研究所营业收入近5亿元，合同科研总额超4亿元；孵化企业648家，产值6.35亿元；引进企业319家，产值5.3亿。截 至2020年底，32家加盟所累计申请专利1482件，其中发明专利845件；获专利授权366件，其中发明专利115项，打造了一支系统解决环境问题、 促进绿色低碳发展的集团军。

  “我是江西人，出生在长江支流赣江边，在长江南岸成家立业，一辈子饮长江水长大，建设维护长江为业！”在接受《科技周刊》记者正常采访时，南京水利科学研究院河流海岸研究所副所长曹民雄笑言。

  长江南京以下12.5米深水航道工程是长江经济带发展规划纲要里的重大工程，也是全国内河水运投资顶级规模、技术和建设环境最复杂的重点工程。2011年，该工程正式推进，曹民雄作为技术人员也在这一年被借调到该工程指挥部。

  2019年，长江南京以下12.5米深水航道二期工程顺利通过竣工验收，并荣获2020年第一批中国建设工程鲁班奖。这项历经8年努力的水运工程如今已产生了显著效益，长江江苏段正式迎来深水时代。谈到该项工程，曹民雄感慨良多。

  “在一期工程的设计阶段，团队融入了生态环保的理念，采取了生态保护的措施与方案，导致预算偏高，在启动环节就被质疑。”曹民雄说，按照传统的混凝土铺排 和抛石方案，成本较低，但是对长江里的底栖生物和滩地植物造成严重影响。顶着被质疑的压力，曹民雄和小组成员采取绿色生态结构、陶土等亲水性材料，虽然成 本高，但有助于生物群落的保护与宽阔江面一抹绿色的保留。当专家组验收一期工程时，水下工程周边游弋着小鱼、接岸工程掩映在翠绿的芦苇中，江边高滩区域水 生植物生长茂盛，野鸭白鹭嬉戏穿梭，工程结构物与旁边的环境融为一体。

  “2019年底，我回到南京水利科学研究院，正好院里组建创新团队，整合长江上研究水利、航道港口、水资源、生态保护等专业研究力量，组建了长江保护与绿 色发展研究创新团队。”曹民雄说，创新团队成立一年来，已获2020年度中国水运建设行业协会首届创新团队（科学技术进步一等奖）。

  接受《科技周刊》记者正常采访时，曹民雄正在和自己小组成员王永平博士交流位于泰兴市的长江沿江化工园区尾水净化生态湿地构建技术项目，展望“十四五”，他表 示，他和小组成员将推出更多的研究成果支撑国家和行业改革发展能力，为长江经济带高质量绿色发展提供理论和技术支撑。同时提高解决关键技术难题和提升科技 创造新兴事物的能力，逐步解决河流健康生态修复、水文水资源、水工程生态保护、航道和崩岸生态化治理、绿色长江等方向关键技术难题。

  扬州地处长江和大运河交汇处、南水北调东线公里长江岸线。确保“一江清水向北送”，一定要做好一篇水的科技文章。2004年，江苏大学 教授关醒凡在接受媒体采访时曾说过，“我很荣幸赶上了南水北调建设，能为南水北调工程做点力所能及的工作，是我有生最大的愿望。”

  十七年过去了，由关醒凡领衔的江苏大学流体机械工程技术科研团队研发的系列高性能低扬程泵水力模型，大范围的应用于南水北调工程东线一期工程、南水北调中线工程低扬程泵站和引江济淮工程，约占总数的70%。

  如今，已经84岁高龄的关醒凡依然惦记着南水北调，他和学校团队保持着紧密的联系,指导团队紧锣密鼓地开展着南水北调东线二期工程首个泵站二级坝站水力模型的研发工作。

  关醒凡是我国泵业泰斗、原机电部有突出贡献专家，享受国务院政府特殊津贴，荣获“全国优秀教师”称号；他先后获得国家科技进步奖、国家教委科技进步奖等各级奖项二十余项，出版专著15部，为国家泵业培养了大量人才。

  在江苏大学，关醒凡有个“方格纸”的故事广为流传。原来，他喜欢在办公的地方的墙上画一个毫米单位的方格纸，然后抱着膀子看，看了再画，画满了又重新换上一 张。有人问他在看什么，他解释说，是在脑袋里想象水在叶片上怎么流动，“计算是基础，但是远远不足，重点是想象，要在脑袋里把流动的过程体现出来。”

  关醒凡就是这样一个为了水泵魂牵梦绕的人。南水北调刚开工的时候是21世纪初，处于退休前沿的关醒凡全身心投入搞水力模型研发，做起试验来就是没日没夜， 根本顾不上什么假期、双休日，经常是挑灯夜战，“不单单是累人，主要是着急，试验结果不好的时候真是‘食不甘味、夜不能寐’。”

  2006年，南水北调工程水泵模型同台测试在天津举行，全国多家单位开发的、代表国内最优水平的27个模型参加了实验，江苏大学提供的系列水力模型同比速 基本都排在前列。鉴定委员会认为，江苏大学系列模型的综合技术指标达到了国际同类模型的领先水平。关醒凡说，“万丈高楼平地起，这些和平时的积累分不 开。”

  现在，由关醒凡领衔设计的水力模型，已大范围的应用在南水北调东线个支线泵站中，南水北调东线万千瓦，按节省运行的成本5%计算，每年可节省约1.75亿元。

  “我很幸运，不仅赶上了南水北调一期，现在还赶上了南水北调二期工程。”关醒凡表示，只要学校需要，他还会继续参加工作，并且全力以赴助力团队研发南水北调二期工程新一代水力模型。

  关醒凡说，自己一辈子主要围绕水泵做了三件事：参与了南水北调工程建设，出版《现代泵理论与设计》并成为目前全国泵行业主要科技参考书之一；对全国开设 水泵设计培训班并延续至今。这位84岁的老人说，“我这一生快要过完了，如果还能为国家重大水利工程建设做点贡献，我也得到了最大的安慰。”