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城市绿地更新与生态修复团队
发布时间: 2021-04-20 浏览次数: 68

城市绿地更新和生态修复团队在富营养化水体生态修复领域、生物质循环过程和纺织废物的资源化利用、餐厨垃圾资源回收利用、最大熵模型预测地理分布等方面的创新研究,通过构建新型系统,改善生态环境,成功提高了污水、固体废物等的污物的有效去除。

项目1:典型有机污染土壤生态修复技术与应用

一、成果简介

在国家自然科学基金课题生物炭负载石墨相氮化碳与固定化微生物对土壤石油烃协同降解机理41571464)的资助下,确定了不同种类生物炭、KP等金属和非金属材料改性g-C3N4光催化剂的制备参数与方法,证实了生物炭作为终端电子受体,其负载的改性g-C3N4导带上的电子可迅速转移至生物炭表面,延长光亮子寿命,改善光催化反应活性,有效提高难生物降解多环芳烃类有机污染物的化学催化降解效率。同时,积累了生物炭固定化微生物的方法和经验,为石油烃污染土壤修复提供了科学依据。

在典型有机污染土壤修复技术研发方面,李法云教授团队目前承担国家重点研发计划课题长效广谱生物修复载体与固定化菌剂制备技术2020YFC1808802)。该课题针对污染场地修复过程中生物载体材料存在的时效短、效率低及国外同类产品成本高等共性问题,瞄准典型有机污染场地近自然、低成本与高效原位修复的研究前沿,创新提出具有自主知识产权的长效广谱和低成本生物修复载体固定化复合菌剂与酶制剂制备技术,建立生物修复载体固定化菌剂与酶制剂的产品生产成套工艺与技术规范。



二、成果应用

针对我国油田开采区场地土壤环境中有机物污染严重与强盐碱化的实际问题,以农业生物质材料玉米秸秆、玉米棒芯、大豆秸秆等制备的生物炭为载体,研发生物炭负载g-C3N4改性催化剂与固定化石油烃优势降解菌多功能复合材料。通过生物炭负载催化剂与固定化微生物实现土壤石油烃污染物的协同降解与农业废弃物资源化利用,并同时有效调控土壤理化、生物学性质,为石油烃污染土壤修复提供了科技支撑,并应用于长三角等地区有机污染场地修复。

项目2:化学融雪剂对城市生态环境的影响机理与污染防治技术体系

一、成果简介

在对化学融雪剂对城市生态环境的影响机理与过程系统分析的基础上,阐明了其对城市土壤环境中重金属污染物活性与迁移的影响机制,研发了具有自主知识产权的路域植物抗盐碱胁迫缓解技术,编制了辽宁省地方标准《融雪剂质量与使用技术规程》(DB21/T1558-2007),构建了基于MapServer沈阳市除雪道路网络管理信息系统,从基础理论、技术强化到应用推广,充分体现了创新性、实用性和可操作性强的特点。该技术体系由李法云教授团队研发,获得辽宁省科学技术进步三等奖和中国科学学会第五届青年科技奖

二、技术应用

该成果将化学融雪剂使用与城市生态环境建设有机结合,重点开展了减轻化学融雪剂对城市生态环境影响的污染防治技术的推广应用,对融雪剂质量与使用技术、耐融雪剂胁迫城市园林植物筛选及缓解技术、城市除雪信息管理系统技术在辽宁省沈阳市等北方城市进行了推广应用,新增经济效益3000余万元,取得显著的生态、经济和社会效益。同时,2020年对上海自贸区临港新片区路域植物胁迫生长状况调查后,拟经进一步产品配方调整与技术集成后进行示范应用。

 


图:融雪剂对棕壤和红壤中重金属迁移的影响

三、新闻报道

由道路建设大量耗材而引发的岩石山体的破坏及道路表面的不透水、道路的噪声、道路表面的高温等,给城市发展带来了副作用。上海城投(集团)有限公司副总工、城投研究总院副院长过震文在接受《中国科学报》采访时表示。

    上海市市政规划设计研究院副总工程师徐斌在接受《中国科学报》采访时表示,尽管路域生态概念引入我国的时间还不算长,但我国在道路建设中已不自觉地吸收了很多路域生态的理念。总体来看,这些技术的研发或引进是有效的,但还不够系统,需要在路域生态理论的指引下完善、提高并扩展。

   上海市政协提案委员会副主任、上海应用技术大学原党委书记刘宇陆在接受《中国科学报》采访时表示,绿色指数是城市形象的重要指标之一,绿色生态应是打造宜居城市的前提条件。他建议,上海可先将生态道路建设作为打造绿色城市的重要起点。

上海应用技术大学李法云教授团队就生态道路建设给出了三条建议:一是从传统的道路绿化工程技术向全面提升路域生态系统服务功能的综合集成技术体系发展;二是面向生态文明建设的资源节约型和环境友好型路域生态工程技术研发;三是基于路域生态系统长期监测的大数据定量评估技术研发及相关技术标准体系构建。

路域生态系统三维结构示意图

(图引自:路域生态学及其生态工程技术研究进展,应用技术学报,2020201))


20201月中旬市政协十三届三次会议期间通过讨论汇聚多位委员智慧,由上海市政协提案委员会副主任、上海应用技术大学原党委书记刘宇陆发起《关于上海城市生态道路建设的建议》提案,上海市道路运输局、上海市绿化和市容管理局答复提案并听取十四五建议。提案提出,要把生态道路建设作为提升城市国际化形象的起步点和支柱点,建议根据不同地区的公路建设情况,科学采用能源化、资源化、绿色化施工手段;科研单位要加大对环保建设材料的研发投入;开展路域生态系统长期定位监测与调查,构建大数据资料库;加快构建路域生态建设技术标准体系。

项目3:辽河流域水生态功能分区与水生态安全目标管理

一、成果简介

该成果系统分析了辽河流域水生态系统结构、功能和过程的相互作用及空间差异性,识别影响辽河流域水生态格局的主要驱动因子,发现冰封期我国东北城市河流溶解性有机碳(DOC)深度相对升高;确定了辽河流域东部山地河流总N和总P营养盐化学基准值分别为0.750~1.288 mg·L-10.035~0.046 mg·L-1,生物基准值分别为1.050~1.655 mg·L-10.052~0.101 mg·L-1分区、分类、分级、分期制定了辽河流域水生态管理目标控制水质目标,提出了《辽宁省河流营养物基准制定技术指南》(DB21/T 3344-2020),为全面改善辽河流域水生态环境质量和保障水生态环境安全提供了技术支撑。

二、成果应用

辽河是中国七大重要河流之一,也是辽宁人民的母亲河。该流域中下游区域是中国重要的老工业基地,伴随着社会经济和城市的快速发展,过去粗放的经济发展方式所带来的环境污染以及对水资源的不合理开发利用对辽河生态环境造成了严重的污染与破坏。近年来,辽宁省对辽河流域水体污染防治极为重视,辽河水质与水生态系统功能正逐渐改善。李法云教授团队在十一?十二?国家水体污染控制与治理科技重大专项的支持下,以辽河流域水生态功能分区为理论基础和技术支撑,开展河流水质目标管理和流域水污染综合治理与水生态建设,对有效实现各分区单元内水污染控制,改善辽河流域水生态系统结构与功能,促进水生态环境进入良性可持续发展模式,保障流域水生态安全起到了重要的指导作用,为辽河流域水污染防治与水生态建设提供了坚实的科技支撑。辽河流域水生态功能区管理体系研究与综合示范成果被辽宁省生态环境厅推荐申报2020年度辽宁省科技进步奖二等奖。

辽河流域水生态功能一级分区图

辽河流域水生态功能二级分区图

论文:

相关研究以题为“Intensified nitrogen removal in constructed wetlands by novel spray aeration system and different influent COD/N ratios” “Efficient succinic acid production using a biochar-treated textile waste hydrolysate in an in situ fibrous bed bioreactor““Performance assessment and metagenomic analysis of full-scale innovative two-stage anaerobic digestion biogas plant for food wastes treatment” “Mapping access to domestic water supplies from incomplete data in developing countries: An illustrative assessment for Kenya等论文发表于生态环境领域高水平期刊Bioresource TechnologyBiochemical Engineering JournalJournal of Cleaner ProductionPLOS ONE等国际生态环境类高水平SCI杂志。