湖泊环境与工程研究室

【研究室简介】 

  研究湖泊及其流域污染物在水土生环境介质的分布、迁移、转化以及环境效应和工程化治理与调控,运用生态系统物质循环原理,以现代生物、绿色化学、新型材料、机械自动化等为主要技术手段,围绕湖河水质改善和生态系统恢复为目标,重点研发湖泊-流域污染监测和控制、藻类和底泥污染控制及其资源化、突发污染事件的应急处置,以及入湖口和湖滨湿地生物的适应性修复等共性关键技术与装备。 

【研究队伍】 

  现有研究人员30人,其中研究员6人,副研究员11人。在读研究生32人。 

  研究员:江和龙、尹洪斌、陈开宁、丁士明、张路、徐华成。 

  副研究员:冯慕华、潘继征、钟继承、晏再生、许笛、王昌辉、张雷、古小治、赵中华、韩超、宋娜。 

【主要研究内容】 

  ·湖泊水环境污染与防治机理:分析湖泊污染物来源和特征,研究变化条件下营养盐和污染物在湖库及流域多圈层中迁移特征、归趋行为、过程监测模拟及生态环境效应,探讨营养盐和污染物在湖泊流域中的自然消减过程特征,提出入湖污染多途径高效消减机理。 

  ·湖泊界面物质行为、效应、及致污控污机制:研发微界面过程可视化与调控方法,分析湖泊系统营养盐和污染物生物地球化学循环特征,研究营养盐及污染物质在湖泊多界面的迁移、转化以及归驱机制,探讨界面污染物质交换对湖泊富营养化及水生态环境效应,研发湖泊复合污染的界面防控方法。 

  ·湖泊-流域污染治理与修复技术和装备:研究污染物在流域系统和湖泊水体/沉积物中分解过程和机理,探明湖泊-流域污染控制的关键指标,研发小流域生态缓冲区-河流-入湖河口-环湖湿地-湖泊污染现场修复技术、材料及成套装备。 

  ·湖泊生态环境灾害成因及防控处置:研究湖泊富营养化、湖泊湖泛(黑水团)等突发灾害的发生过程和机制,创建蓝藻水华长效治理和快速应急防控技术体系,发展污染物和蓝藻水华快速检测与预测预警系列技术,研发蓝藻水华、湖泛等应急处置的物化方法和关键材料与装置。 

  ·湖泊河流水库系统工程优化与良性生态系统修复:探讨水生植物对湖泊水体及底泥污染物质的削减机制和作用,发展滨湖区人工湿地、入湖河流湿地及湖滨湿地生境修复、水生植物快速种植和生态重建及资源化技术,构建湖库和河流地域性、分异性、多样性稳定植被生态系统,恢复湖泊系统生物完整性。 

【研究成果】 

  10年来,围绕湖泊富营养化、藻类水华灾害、湖泛黑臭控制,以及生态系统修复与调控等机制和原理探究、技术创新问题,承担了国家重大水专项湖泊主题课题、国家自然科学基金重点项目、面上项目和青年项目、中科院战略先导专项、中科院重点部署、中科院交叉团队等重要科研项目200余项。 

  以湖泊水质改善和环境修复为根本目标,发展了污染底泥诊断、生态疏浚、水土界面物质循环机理、底泥原位化学-生物修复、外源污染物削减的自然-人工湿地构建、蓝藻应急防控等多项关键技术,形成了湖泊污染控制和修复的理论与技术体系,开展了规模化的工程示范,并在太湖、滇池、巢湖、抚仙湖等重要湖泊修复与水质改善工程中得到应用,取得了显著环境与社会效应。近5年来,共发表学术论文220余篇,其中SCI论文近150余篇;出版专著2部;获得国家发明专利70余项;荣获2015年度国家环境保护科学技术一等奖1项、2019年度第二十一届中国专利奖优秀奖1项。研究室现有中科院创新交叉团队2个,国家“万人计划”1人,国家优青2人,江苏省杰青1人、优青2人,中科院青促会会员2人,中科院关键技术人才1人。 

  1)过程与机理研究 

太湖湖泛模拟发生过程

太湖湖泛产生机理

  2)界面信息获取与污染底泥诊断 

 

沉积物活性磷的高分辨被动获取技术 

底泥生态疏浚深度确定技术 

   3)沉积物原位强化修复 

沉积物多环芳烃强化修复 

沉积物强化修复机制

  4)湖泊污染治理装备与材料 

湿地型高效蓝藻捕获浓缩脱水装置 

  蓝藻捕获浓缩脱水装置由双浮力吸藻器、高效防堵藻水浓缩装置、藻浆脱水装置、供电装置及画舫式水上浮台构成。系统紧凑;藻水浓缩纯物理过滤,未添加化学药剂,脱藻水可现场返湖返河,改善水质;适应性广;运行及维护费用低;可适用于各类湖滨近岸蓝藻堆积区域。 

大型仿生式水面蓝藻清除技术 处理能力1000m3/h(巢湖、星云湖) 

 不同类型镧铝复合型湖泊锁磷材料固磷容量