13072151326
13072151326
污染土壤快速淋洗、礦山數(shù)據(jù)實時監(jiān)控、河流湖泊智慧清污——
智慧修復(fù)，環(huán)境治理有“數(shù)字方案”
來源：人民網(wǎng)
近年來，浙江省杭州市淳安縣深入實施山水林田湖草生命共同體的治理，實現(xiàn)了“水暢、水凈、水安、水美、水惠”的園林式城鎮(zhèn)格局。
王建才攝（人民視覺）
近年來，安徽省蕪湖市繁昌區(qū)實施峨山區(qū)域廢棄礦山整治、生態(tài)修復(fù)和景觀提升工程，讓昔日的廢棄礦山重?zé)ㄉ鷻C(jī)。
肖本祥攝（人民視覺）
近日，在海南省三亞市崖州灣東鑼島周邊海域，三亞珊瑚礁生態(tài)研究所工作人員在大型類礁人工苗圃上栽種珊瑚。
新華社記者 楊冠宇攝
2021年11月18日，甘肅省張掖市甘州區(qū)三閘鎮(zhèn)三閘村新河流域，施工人員在對河道實施拓寬、清淤、疏浚。
楊永偉攝（人民視覺）
遠(yuǎn)程遙控，5G機(jī)器人可向污染土壤投放修復(fù)藥劑；輕點鼠標(biāo)，礦山植被配比自動計算；打開手機(jī)APP，水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)一目了然……1月18日，中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會公布了2021年度環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎名單，一大批環(huán)境修復(fù)前沿研究成果悉數(shù)亮相。
環(huán)境修復(fù)，是指對被污染的環(huán)境采取物理、化學(xué)和生物學(xué)技術(shù)措施，使污染物質(zhì)濃度減少或毒性降低或完全無害化。“相較于國外，我國環(huán)境修復(fù)起步較晚，大約有20多年的發(fā)展歷史?！鼻迦A大學(xué)環(huán)境學(xué)院副教授侯德義介紹。
近年來，在環(huán)保政策升級和城市開發(fā)加速的雙輪驅(qū)動下，利用“數(shù)字方案”推動生態(tài)環(huán)境修復(fù)的契合點與發(fā)力點愈加清晰。5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)與環(huán)保業(yè)的深度融合，有力支撐了環(huán)境修復(fù)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化轉(zhuǎn)型，助力中國環(huán)保業(yè)穩(wěn)步邁向數(shù)字化新時代。
污染土壤“對癥下藥”
與水體變黑、空氣變臟這樣肉眼可見的污染相比，藏于地下的土壤污染通常被稱為“看不見的污染”。
“因為土壤污染具有隱蔽性、累積性以及滯后性，光看表面看不出任何變化?！敝袊h(huán)境科學(xué)研究院副研究員趙龍舉例說，許多工業(yè)遺留地塊生產(chǎn)歷史長達(dá)半個多世紀(jì)，污染滲透到地下十幾米深，有的污染物甚至多達(dá)幾十種，給修復(fù)工程實施帶來不小挑戰(zhàn)。
如何實現(xiàn)土壤污染分布特征的精準(zhǔn)把握？“借用數(shù)字技術(shù)，我們可以準(zhǔn)確鎖定‘病灶’，實現(xiàn)對污染的‘靶向診療’?！北本┙üきh(huán)境修復(fù)股份有限公司（以下簡稱“北京建工修復(fù)公司”）技術(shù)總監(jiān)劉鵬對本報記者說。
廣東省中山市一地塊項目，曾經(jīng)是農(nóng)藥生產(chǎn)和儲存用地，占地面積約8萬平方米。企業(yè)騰退后，留下大面積污染土壤。2021年5月，該項目由北京建工修復(fù)公司承接。
“地塊土壤及地下水中汞、鉛、氯仿等污染物均超過風(fēng)險控制值，污染分布十分復(fù)雜，需要逐個分析、逐個擊破。”項目負(fù)責(zé)人劉宇告訴記者，依托國家重點專項課題，公司開展了“重點行業(yè)場地污染空間信息系統(tǒng)應(yīng)用示范”。
該系統(tǒng)可通過三維成像技術(shù)，獲取場地污染空間分布數(shù)據(jù)?！昂唵握f，就類似給污染地塊做了一次CT（電子計算機(jī)斷層掃描），讓地下的污染情況‘肉眼可見’?！眲Ⅸi解釋，該系統(tǒng)還運用深度學(xué)習(xí)算法，可提取同類污染場地的代表性特征，預(yù)測污染物的擴(kuò)散態(tài)勢，提升預(yù)警能力。
為土壤“診斷”出癥疾所在后，下一步便是“治療”。
“我們根據(jù)土壤污染程度，應(yīng)用了多種修復(fù)技術(shù)?！眲⒂罱榻B，重度污染土壤一般得經(jīng)過加熱才能充分釋放污染物?！拔覀兎Q之為原位熱脫附技術(shù)，即改變目標(biāo)污染物的飽和蒸氣壓、黏度和表面張力等，促進(jìn)其揮發(fā)和蒸發(fā)?！?/p>
“多虧這個設(shè)備，修復(fù)過程中產(chǎn)生的廢氣會被收集起來專門處理?！眲⒂钪钢砼缘奶岢榫f，原位熱脫附技術(shù)不僅修復(fù)效率高，而且修復(fù)周期還短，能在半年左右時間內(nèi)去除90%以上的污染物，達(dá)到Ⅰ類用地標(biāo)準(zhǔn)。
另一項廣受好評的數(shù)字化創(chuàng)新，是污染土壤快速淋洗技術(shù)，這打破了國外對淋洗技術(shù)的長期壟斷。
劉鵬告訴記者，相較于國外設(shè)備，企業(yè)自主研發(fā)的淋洗設(shè)備撬裝化程度更高，方便轉(zhuǎn)場移動，更適應(yīng)中國項目周期短、修復(fù)項目分散、轉(zhuǎn)場率高等特點。
據(jù)介紹，現(xiàn)場工程師只需操作控制臺，就可以讓污染土壤像過流水線一樣自動完成污染洗脫、分級篩選、壓制泥餅等修復(fù)工序。通過系統(tǒng)的智能控制，修復(fù)過程僅需2小時，可實現(xiàn)污染土壤減量濃縮70%以上。
“2021年，公司專門組建了智慧修復(fù)方向的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊?！北本┙üば迯?fù)公司副總經(jīng)理李書鵬說，“未來，我們將重點圍繞智控技術(shù)裝備、空間污染數(shù)據(jù)系統(tǒng)等方向，積極探索新一代信息技術(shù)示范應(yīng)用，為環(huán)境修復(fù)產(chǎn)業(yè)探索更多智能化的解決方案。”
廢舊礦山“改容換貌”
資源開發(fā)不是“用完即棄”，生態(tài)欠賬不能“代際相傳”。近幾年，大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)為廢舊礦區(qū)生態(tài)修復(fù)帶來了全新發(fā)展機(jī)遇。
深冬時節(jié)，積雪掩映下，呼倫貝爾草原已是一望無際的潔白。在草原腹地，開發(fā)于1902年的扎賚諾爾礦區(qū)留下的巨大礦坑令人震撼，這里是內(nèi)蒙古自治區(qū)現(xiàn)代煤炭工業(yè)的搖籃。
然而，歷經(jīng)百年開采，扎賚諾爾礦區(qū)內(nèi)土地貧瘠退化，礦坑周邊堆砌成多個排土場，當(dāng)?shù)乩习傩找恢狈Q其為寸草不生的“人造天坑”。
2016年，煤礦所在地滿洲里市政府決定對扎賚諾爾礦區(qū)進(jìn)行關(guān)停。2017年，政府與內(nèi)蒙古蒙草生態(tài)集團(tuán)（以下簡稱“蒙草集團(tuán)”）達(dá)成合作協(xié)議，由蒙草集團(tuán)組建專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊，采用生態(tài)智慧修復(fù)的方式為礦山“改容換貌”。
“看似容易的修復(fù)項目，卻在修復(fù)伊始給了我們一個‘下馬威’。”團(tuán)隊成員王君芳說，經(jīng)過詳細(xì)勘測，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，部分原始煤層長年累月自燃，導(dǎo)致土地?zé)o法利用，植物也無法生長?！按蠹野堰@個難題戲稱為‘火焰山’?！?/p>
面對這一技術(shù)難題，技術(shù)團(tuán)隊本著“先數(shù)據(jù)、后科研、再修復(fù)”的理念，分層修復(fù)、整理坡面，并采取表土剝離、回填等工程及生物措施，對被破壞的土地進(jìn)行土壤改良。
為了選擇適宜的植物，技術(shù)團(tuán)隊在礦區(qū)及周邊布設(shè)了幾百個選樣點。4年時間里，團(tuán)隊共采集原生土樣、地表水樣、植物種樣等萬余種自然數(shù)據(jù)，通過檢化驗后參照蒙草礦山大數(shù)據(jù)平臺比對，最終制定了適宜扎賚諾爾露天煤礦植被生長、生物多樣性強(qiáng)的生態(tài)修復(fù)方案。
“實踐證明，大數(shù)據(jù)推演得出的以鄉(xiāng)土植物為主的配置模式，更具實用性，植被也更易成活?！眻F(tuán)隊負(fù)責(zé)人黃楚婷告訴記者，經(jīng)過生態(tài)修復(fù)，扎賚諾爾露天煤礦植被覆蓋率已從原來的不足20%，增長到90%以上，草產(chǎn)量顯著提高。
“新時期的礦山生態(tài)修復(fù)，既要把山水林田湖草沙作為整體大生態(tài)系統(tǒng)，又要研究好每一個小生態(tài)系統(tǒng)，這需要大數(shù)據(jù)技術(shù)的精細(xì)化指導(dǎo)?！泵刹菁瘓F(tuán)礦山業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人賀勇表示。
目前，蒙草礦山大數(shù)據(jù)平臺已收錄了全國6萬多座礦山數(shù)據(jù)。點擊鼠標(biāo)，訪問者便能查看任意礦山的經(jīng)緯度位置、礦種類型和適生植被等信息?！案鶕?jù)所得信息，平臺會自動選擇適宜的修復(fù)集成技術(shù)，提供最佳修復(fù)方案。”賀勇補(bǔ)充說。
河湖增配“智慧河長”
近些年，得益于生態(tài)環(huán)境部水體污染控制與治理科技重大專項的實施，河湖生態(tài)修復(fù)技術(shù)難點實現(xiàn)突破，河湖修復(fù)工程化水平取得極大提升。
巡護(hù)時間長、效率低、成本高等問題多年來一直困擾著巡河工作。隨著“智慧河長”的落地應(yīng)用，傳統(tǒng)巡河方式正發(fā)生巨大變革。
冬日的午后，一艘無人駕駛的白色小艇在浙江省杭州市西湖的寬闊水面上不斷巡航，引得游客圍觀。一旦在湖面上遇到浮萍、塑料等垃圾，它便緩緩張開V字型“嘴巴”，伸出帶有鉚釘?shù)穆膸А吧囝^”，將垃圾全部“吞”進(jìn)艙內(nèi)。
據(jù)了解，這艘名叫“清道夫”的小艇是由浙江翌明科技有限公司基于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算等技術(shù)而打造出的一款高科技保潔船，搭載了應(yīng)急安防、智能垃圾識別及打撈、水質(zhì)識別等多個系統(tǒng)，能夠定位水質(zhì)坐標(biāo)系，進(jìn)行水質(zhì)大數(shù)據(jù)分析，使水生態(tài)修復(fù)治理進(jìn)一步達(dá)到智能化。
翌明科技總工程師李德志介紹，與傳統(tǒng)的人工打撈方式相比，“清道夫”具有靈活機(jī)動、續(xù)航長和運維費用低等優(yōu)勢，“一次最多可裝載1噸左右的垃圾，水域保潔效率也比以往提升不少?！?/p>
不只在杭州，還有不少地方也采取智能化措施，拉開了科技治水、生態(tài)修復(fù)的大幕。
2021年，江蘇省無錫市新吳區(qū)以打造“美麗河湖”為目標(biāo)，對轄區(qū)水系進(jìn)行內(nèi)源整治。其中，蕩東片區(qū)在生態(tài)修復(fù)工程中，運用“平衡共生”生物等生態(tài)治水技術(shù)，使用基于水情分析模型的智慧水利系統(tǒng)，在治水初期就使水質(zhì)穩(wěn)定提升、水下植物覆蓋率提高到50%以上。
上世紀(jì)70年代末，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，上游沿線用水需求增加，河北省石家莊市母親河——滹沱河漸漸干枯。多年來，河道內(nèi)黃沙裸露、河畔植被稀少、盜采河沙事件不絕，滹沱河無奈淪為“城市傷疤”。
2017年，石家莊市啟動滹沱河生態(tài)修復(fù)工程，其中，一期二標(biāo)段項目由中國鐵工投資建設(shè)集團(tuán)負(fù)責(zé)優(yōu)化設(shè)計、建設(shè)運營。據(jù)悉，項目采用“生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)智慧決策”的治理思路，集成自動噴淋管網(wǎng)一體化系統(tǒng)、水體監(jiān)測系統(tǒng)、河道巡查綜合管理系統(tǒng)等，實現(xiàn)了河道數(shù)據(jù)采集多樣化、環(huán)境問題診斷精準(zhǔn)化、管理響應(yīng)智能化，為社會打造出水清岸綠、智能可控的全新滹沱河。
如今在石家莊，109公里長的滹沱河沿線已經(jīng)初具景觀，百米生態(tài)綠化帶草木蔥蘢?！碍h(huán)境變得越來越好了，有河水、有草地、有樹林，我經(jīng)常帶著家人來這里玩。”在滹沱河美景的吸引下，石家莊市民張雪成為這里的忠實游客。
智慧修復(fù)前景廣闊
隨著國家政策的大力扶持和市場需求的快速釋放，當(dāng)前，中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。
1月17日，由生態(tài)環(huán)境部科技與財務(wù)司、中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會共同編制的《中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r報告（2021）》發(fā)布（以下簡稱《報告》）?！秷蟾妗奉A(yù)測，“十四五”期間，中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)營收年均增速約為9%，2025年環(huán)保產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望超過3萬億元。
作為環(huán)保業(yè)細(xì)分領(lǐng)域的重要一環(huán)，環(huán)境修復(fù)業(yè)數(shù)字化水平尤其令人關(guān)注。
《報告》指出，近年來，中國環(huán)境智能修復(fù)裝備水平正不斷提升：城鎮(zhèn)污水處理已形成多種成熟穩(wěn)定的成套工藝技術(shù)；土壤修復(fù)智能裝備水平快速提升；礦山監(jiān)測技術(shù)在自動化、智能化和支撐精準(zhǔn)監(jiān)管方面進(jìn)步顯著。
這些成果的得來，離不開中國在環(huán)境智慧修復(fù)領(lǐng)域的“謀篇布局”。2016年，國務(wù)院印發(fā)《土壤污染防治行動計劃》，同年生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)總體方案》，次年，生態(tài)環(huán)境部又印發(fā)《2017年國家網(wǎng)土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)要求》……“這些計劃方案的出臺，全面推動了中國環(huán)境修復(fù)行業(yè)向數(shù)字化與智能化深入發(fā)展?！焙畹铝x告訴本報記者。
越來越多的地方政府也紛紛結(jié)合自身實際，出臺環(huán)境修復(fù)有關(guān)政策、技術(shù)導(dǎo)則及發(fā)展目標(biāo)，搭建起智慧修復(fù)發(fā)展的“黃金臺”。例如，2021年上半年全國各地土壤修復(fù)市場招投標(biāo)項目統(tǒng)計顯示，安徽省的土壤修復(fù)項目異地企業(yè)中標(biāo)占比已高達(dá)63%。
環(huán)境智慧修復(fù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，折射出中國在這一領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿?，但同時也暴露出若干矛盾和問題。
“首要問題在于，現(xiàn)有環(huán)境數(shù)據(jù)分散在不同部門，數(shù)據(jù)聯(lián)動及共享性較差，數(shù)據(jù)壁壘難以打破，影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！焙畹铝x說，中國環(huán)境智慧修復(fù)目前還基本處于科技成果轉(zhuǎn)化階段，雖然涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀示范項目，但實際應(yīng)用中的難題還未完全攻克，這背后涉及人才缺乏、科技攻關(guān)不足等多重原因。
盡管起步較晚，但中國要在環(huán)境智慧修復(fù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“超車”，也擁有自己的優(yōu)勢。
專家分析，國家對基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)管和修復(fù)技術(shù)的發(fā)展及實施高度重視，相關(guān)經(jīng)費較為充足。比如，科技部近年設(shè)立的國家重點研發(fā)計劃中，每年都為污染場地的信息化管理技術(shù)研發(fā)設(shè)立基金，以鼓勵相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。
“未來，對于中國環(huán)境智慧修復(fù)市場的總體發(fā)展，我還是比較樂觀的?！焙畹铝x預(yù)測，“雙碳”目標(biāo)下，低碳低能耗的修復(fù)技術(shù)及裝備研發(fā)將是未來發(fā)展主線，環(huán)境智慧修復(fù)行業(yè)將會邁向綠色可持續(xù)的全新發(fā)展階段。
(責(zé)編：白宇、趙欣悅)
The Website Supports All Mobile Terminal Design Support：QQ 11514098