长江流域治理联合研究专题一 | 李海生：长江保护修复联合研究实践与展望

【摘要】加强长江生态环境保护修复，事关长江流域经济社会发展大局。本文结合“十三五”时期开展的长江生态环境保护修复联合研究，从科研组织形式、机制模式创新方面，总结了其在磷污染、水华问题、环境风险等方面的主要成果，阐述了驻点跟踪帮扶如何助力地方消除劣V类水体，支撑“三磷”污染治理、黑臭水体整治以及水源地保护；总结分析了长江保护修复联合研究在识别生态环境突出问题、助力打赢打好长江保护修复攻坚战、送科技解难题方面的成功经验，对持续强化“十四五”长江大保护科技支撑污染治理专项行动、“三水统筹”协调发展、减污降碳融合创新、多元协同治理等方面进行了展望。

　　【关键词】长江；保护修复；攻坚战；联合研究；科技支撑


　　【作者】


　　李海生：中国环境科学研究院院长、研究员、博士生导师


　　朱广庆：生态环境部科技与财务司一级巡视员


　　杨鹊平：中国环境科学研究院国家长江生态环境保护修复联合研究中心运行管理部副主任


　　【基金项目】


　　长江生态环境保护修复联合研究项目（第一期）（2019-LHYJ-01）


　　本文刊载于《环境保护》杂志2022年第17期总第732期第50卷


　　长江是中华民族的母亲河，是实现中华民族伟大复兴和永续发展的重要支撑。党中央、国务院高度重视长江生态环境保护工作。习近平总书记从中华民族永续发展的战略高度，亲自谋划、亲自部署、亲自推动实施长江经济带发展战略，强调把修复长江生态环境摆在压倒性位置，共抓大保护，不搞大开发。生态环境部坚决贯彻党中央决策部署，充分运用科技创新支撑打好长江保护修复攻坚战。近年来，经过各方的不懈努力，长江流域水环境质量明显改善。2020年，长江干流水质首次全线达Ⅱ类水质标准；2021年，长江流域水质优良（Ⅰ—Ⅲ类）断面比例为97.1%，较2012年提高10.9个百分点。长江流域人民群众的生态环境获得感、幸福感和安全感不断增强。


　　保护修复联合研究创新科技支撑模式


　　为深入贯彻落实习近平总书记关于推动长江经济带发展系列重要讲话和指示批示精神，充分发挥科技创新的支撑作用，打赢打好长江保护修复攻坚战，2018年4月，生态环境部立足精准治污、科学治污、依法治污，组建国家长江生态环境保护修复联合研究中心，由中国环境科学研究院牵头，创新科技攻关和驻点跟踪联合研究机制，开展长江生态环境保护修复联合研究（以下简称“长江联合研究”）。


　　长江联合研究按照“1＋X”组织模式，整合优势科研资源，联合相关科研院所、高校和企业等260多家优势产学研单位和5000余名科研人员，形成“大兵团联合攻关”模式，选择长江流域58个城市开展驻点跟踪研究，建立长江生态环境保护修复驻点跟踪研究与科技帮扶工作机制。长江联合研究按照“科学研究与管理决策紧密结合、与治理方案协同推进”的总体要求，秉承“长江大保护重大科技工程”的总体定位，遵循“边研究、边产出、边应用、边反馈、边完善”的工作模式，形成“城市—片区—流域”三级联动、系统集成的组织架构，加强科研资源、信息和技术整合，推动各项任务协同有序开展，创新“政产学研用”联动合作模式，促进水专项研发的科技成果推广应用与落地示范，围绕长江保护修复难点开展联合攻关，实现科学研究与管理决策、治理方案紧密融合，助力打好长江保护修复攻坚战。


　　长江联合研究以长江保护修复攻坚战目标实现为导向，是新时代生态环境保护领域的集体攻关，也是科学研究与业务化应用无缝衔接、组织机制创新的重要尝试探索。其按照“创新、协调、绿色、开放、共享”理念，坚持“统一领导、统一决策、统一标准、统一行动、统一考核”原则，推动行政体系与科研系统融通，联合优势科研资源开展集中攻关，提出科学性、系统性、整体性、差异化的解决方案，推动实现长江经济带绿色高质量发展。


　　长江生态环境保护现状及问题分析


　　三年来，长江联合研究紧紧围绕长江保护修复攻坚战的需求，坚持问题导向、目标导向，以生态环境质量改善为核心，联合集中攻关，形成国家、地方、科研机构、企业多元支持方式。“国家队”与“地方队”联合攻关，把脉问诊长江全流域水环境、水生态、水资源、水风险的“病因”，建立定制化科技服务模式，提出“上下游、干支流、左右岸”流域协同治理方案，积极推动水专项成果转化应用，开出300余个“药方”，推动600余项水专项科技成果在长江大保护中得以落地实施，全力支撑国家环境管理决策，精准做好地方科技帮扶，为打赢打好长江保护修复攻坚战提供有力科技支撑。


　　磷是制约长江水质改善的重要因子，“三磷”减排不容忽视


　　通过联合研究发现，总磷是长江流域首要超标因子。2020年长江流域总磷作为定类因子的断面比例达到57.29%，远高于耗氧型指标（19.59%）和氨氮（9.84%）。空间上，长江干流沿程通量变化与区域的排放量关系密切。长江中下游湖南、湖北、安徽、江西、江苏5省总磷排放量占长江流域总排放量的64.7%。与排放量相对应，长江干流宜昌至大通区间总磷通量占大通站总磷通量的54.51%。长江流域各监测断面总磷浓度表现出与工业源，特别是“三磷”（磷矿、磷化工企业、磷石膏库）行业分布存在较强的对应关系。


　　重点湖泊营养盐浓度下降，但水华问题尚未解决


　　太湖、巢湖、滇池等长江流域重点湖泊氮磷营养盐浓度控制取得较大成效，但湖泊水华问题尚未有效缓解。以太湖为例，2007—2018年，总磷由1.41万t下降到0.77万t（下降幅度45%），平均浓度由0.211mg/L下降到0.127mg/L；总氮年平均浓度呈持续下降的趋势，从2007年的2.81mg/L（劣Ⅴ类）下降到2019年的1.31mg/L（Ⅲ类）；综合营养状态指数也从2007年的62.4下降至2019年的54.2，已经由中度富营养化水平降为轻度富营养化水平。然而，太湖水体中叶绿素a浓度、蓝藻平均密度和年均水华面积仍然居高不下。


　　环境风险形势严峻，风险因子复杂多样


　　长江流域水环境风险形势较为严峻，主要风险因子包括：（1）布局性风险问题突出。长江经济带分布有化工企业14813家，省级及以上工业园区共1483家，涉及石化、化工、有色冶金（铅、锌、铜等）等重化工产业。受生产和运输的影响，这些高风险企业往往分布在长江干流与主要河湖沿岸，形成“围江”之势[1-2]。（2）航运污染风险大。作为“黄金水道”的长江，其沿岸码头长度占全国内河码头总长度的30.79%，航运涉及250余种危险化学品，水上交通事故隐患高，水环境风险问题突出。（3）尾矿库次生环境风险系数高。长江流域矿产资源丰富，采矿冶炼产业历史悠久，拥有国内储量50%以上的锑、钨等矿产资源，尾矿库数量众多，部分尾矿库分布于长江干流岸线，一旦发生溃坝，将会造成严重的环境污染。


　　驻点跟踪帮扶助力长江保护修复攻坚战


　　长江联合研究驻点科研团队（以下简称“驻点团队”）聚焦长江流域劣Ⅴ类水质国控断面整治、“三磷”污染综合治理、黑臭水体整治和饮用水水源保护等专项行动，围绕国家决策、地方管理、工程实施等不同层面的科技需求，加快科技成果转化与落地应用，有效解决了长期以来科研支撑决策应用“落地难”问题，有力支撑了长江保护修复攻坚战。


　　分类识别成因，指导地方消除劣Ⅴ类断面


　　驻点团队紧密结合地方政府打好污染防治攻坚战实际需求，针对《长江保护修复攻坚战行动计划》明确的12个消劣目标断面，立足“找问题、提建议、出方案”，系统诊断劣Ⅴ类水质断面问题及成因，提出长江流域城市—乡镇—农村污水差异化治理工艺，形成流域水污染治理、流域水环境管理和饮用水安全保障三大技术体系，科学指导地方消除劣Ⅴ类水体。截至2020年12月底，12个劣Ⅴ类水质国控断面已全部消除，长江重点流域水污染治理成效显著，水环境质量改善明显。


　　优选关键技术，全方位支撑“三磷”污染治理


　　长江经济带是我国磷矿资源主要分布区，中上游湖北、湖南、四川、贵州、云南5省磷矿资源占全国磷矿资源总量的86%。针对“三磷”是长江区域污染的主要原因这一重点问题，生态环境部组织科研专家团队，系统诊断长江流域磷污染成因，构建长江流域磷污染防控技术体系，筛选磷污染控制先进适用技术12项，科学提出长江流域磷污染精准管控方案，精准帮扶67家“三磷”企业制定“一企一策”方案，从工艺流程、治理技术、装备设施、管理方式等方面推动企业全过程污染防控，全方位支撑“三磷”污染整治并取得明显成效。


　　构建质控体系，推动沿江城市黑臭水体整治


　　针对老百姓反映强烈的黑臭水体污染问题，驻点团队深入分析水体黑臭机理及成因，紧紧抓住黑臭水体成因在岸上这一“牛鼻子”，系统梳理分析污水、垃圾“源流汇”过程关键环节，构建“互联网＋天地一体”监管质控体系，提出黑臭水体综合治理差异化对策，通过控源截污、内源治理、生态修复、活水保质，推动实现“清水绿岸，鱼翔浅底”。据统计，截至2020年12月底，长江经济带地级及以上城市已消除黑臭水体1372条，消除比例达97.7%。通过黑臭水体整治，解决了群众身边的突出环境问题，老百姓满意程度进一步提高。


　　评估环境状况，支持水源地建设与应急管理


　　长江经济带饮用水水源地环境状况调查评估显示，2018年长江经济带共有县级以上城市饮用水水源地1387个，占全国县级以上城市饮用水水源地总量的39.2%，服务人口为3.2亿人，占全国总人口的53.7%。围绕饮用水水源地专项行动要求，驻点团队共梳理饮用水水源地生活面源污染、农业面源污染、交通穿越等八大类环境问题，分类别提出环境整治标准；指导江西、湖南、云南、湖北4省推进落实“水十条”水源保护任务，水源达标率显著提升；精准识别丹江口库区高风险区域和敏感风险点，编制突发环境事件应急响应方案，实现“一河一图一策”，科技支撑饮用水水源地环境风险应急管理。


　　长江联合研究的实践及经验


　　长江联合研究项目从全流域出发，针对流域、片区、城市等不同层面，聚焦水环境、水生态、水资源和水风险“四水统筹”，开展系统“把脉问诊”，系统诊断长江重大生态环境问题，针对突出问题进行深入研究，并完成了“病因诊断、病根查找”，为国家、地方及企业等精准施策提供科技支撑。


　　系统把脉问诊，识别长江生态环境突出问题


　　针对制约长江水质改善的磷污染问题，长江联合研究开展“流域—片区—城市”研究，逐级“把脉”，初步摸清各城市往长江排了哪些污染物、排了多少，以及削减的方向。两年多的研究发现，农业面源污染是流域主要污染源，“三磷”对局部水体环境影响大，上、中、下游污染成因差异大，水库群对磷通量及其赋存形态影响大。同时，识别出鱼类生态受损的“五大病因”（污染病、工程病、梗阻病、航运病、滥捕病）、湖库富营养化的“三大成因”（氮磷输入、鱼类食物网受损、水文变化）；研判了化工围江、航运、尾矿库和新污染物带来的饮用水安全保障风险。长江联合研究协同攻关模式有效破解了我国科研面临的碎片化困境，解决了科学研究与应用中的“学科融合难、部门协作难、发力协同难、数据共享难、成果落地难”等难点、痛点问题。


　　科学精准支撑，助力全面打好长江保护修复攻坚战


　　组织开展百城千县万名专家科技帮扶行动，充分调动全社会科技资源，通过开展“一市一策”“一事一议”“一镇一员”“一题一训”等形式多样的科技帮扶活动，促进科学研究与实际需求深度融合，推动科技成果落地应用。一是支撑长江“三磷”专项排查整治，评估筛选出一系列磷污染防控技术，提出治理路径和对策方案，技术支撑一批“三磷”企业实现产业升级；二是支撑劣Ⅴ类水质国控断面整治，编制专项工作方案，开展水环境形势分析，推荐城市、乡镇和农村污水分级分类处理工艺；三是支撑城市黑臭水体整治，解析水体黑臭具体成因，构建“互联网＋”监管质控体系，有针对性地提出管控策略；四是支撑长江经济带饮用水水源地保护，梳理出8类2673个问题，制定整治标准，服务地方水源地保护。


　　送科技解难题，驻点跟踪研究工作成效显著


　　驻点团队深入一线，“送科技、解难题，把脉问诊开药方”，提供定制化服务，着力解决地方“有想法、没办法”的瓶颈。贵阳驻点提出“5步法”控污对策，解决洋水河60年总磷不达标的“老大难”问题；马鞍山驻点支撑慈湖河流域水环境综合整治“提质增效”，黑臭水体基本消除，水质大幅提升；嘉兴驻点推进水体污染控制与治理科技重大专项与驻点跟踪研究协同，助力南湖水质实现根本改善；上海驻点弄清影响8个中心城区水环境改善的瓶颈问题，提出解决方案，此外在外来物种互花米草控制方面取得显著成效。


　　十四五”长江大保护科技支撑研究展望


　　2021年11月，中共中央、国务院印发《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》，明确持续打好长江保护修复攻坚战。打好长江保护修复攻坚战，仍然面临着大量科学问题和技术难题，依然需要充分依靠科技的力量，牢牢把握“环保科技的人民性”，落实好“百城千县万名专家生态环境科技帮扶行动计划”，向科技要答案、要方法、要出路，用科技支撑推动精准治污、科学治污、依法治污，通过科技的力量，很好地助力深入打好长江保护修复攻坚战。


　　科技支撑污染治理专项行动


　　结合地方“十四五”深入打好污染防治攻坚战的实际需求，选择环境影响较大、老百姓反映强烈、长期以来未解决的难点、痛点问题，聚焦城镇污水垃圾治理、工业污染治理、“锰三角”（重庆秀山县、湖南花垣县、贵州松桃县）“三磷”综合整治、入河排污口排查整治、船舶港口污染防治、尾矿库污染治理等专项行动，充分调动全社会的科技资源，深入推动百城千县万名专家生态环境科技帮扶行动落地实施，通过“一市一策”等形式持续开展科技创新与科技帮扶，开展关键技术研发和工程示范，定量化、精细化提出解决方案，促进科学研究与实际需求深度融合。


　　科技支撑“三水统筹”协调发展


　　针对水生态本底不清、水生态退化严重、重点湖泊蓝藻水华居高不下等长江水生态环境管理突出短板，组织开展重点水域水生态调查与生态完整性评估，摸清水生态“家底”，精准诊断水生态退化“病因”，突破水生态保护难点，科学评估“十年禁渔”、小水电分类整改的实施成效，用技术支撑长江流域水生态考核。强化湖库蓝藻水华防控技术创新应用，开展河湖水生植被恢复，改善河湖生态环境和水域生态功能。推动长江水生态环境保护从以污染治理为主向水资源、水生态、水环境等协同治理转变，力争在“有河有水、有鱼有草、人水和谐”目标上实现突破。


　　科技支撑减污降碳融合创新


　　根据减污降碳总体要求，按照精准治污、科学治污、依法治污“三个治污”和任务精准、时间精准、区位精准、对象精准、措施精准“五个精准”的主要思路，推动长江污染治理与现代科技深度融合。如利用同位素技术识别重点区域农业面源污染成因，探索河湖氮磷通量监测技术，通过环境DNA技术实现污染源的精准溯源；利用大数据、人工智能等技术，提升长江流域生态环境智能监管能力，推动多技术融合创新与科技成果转化落地应用，为地方和企业送技术、送政策、送方案，进一步深化科技成果转化，提升科技服务效率。


　　科技支撑多元主体协同治理


　　，分层次（省级、市级）、分领域（不同水环境要素、不同治理对象）、分类型（治理主体、治理目标和措施），实施长江生态环境保护修复、水体污染控制与治理科技重大专项等科研攻关，支撑深入打好长江保护修复攻坚战，突破重点环节和关键技术“瓶颈”，制定政策法规、标准规范、技术方案相互协同的治理措施[4]，助推长江重点区域污染治理从碎片化向一体化转变，不断厚植长江经济带发展的绿色底色和质量成色，推动长江生态环境质量持续改善。