新疆是典型的干旱區(qū)，是我國的西北戰(zhàn)略安全屏障和生態(tài)安全屏障，其生態(tài)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展問題事關國家穩(wěn)定和發(fā)展的全局。隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深入實施，干旱內(nèi)陸區(qū)資源能源開發(fā)力度驟然提高，基礎設施建設不斷加強，經(jīng)濟總量逐漸提高，由此對生態(tài)環(huán)境帶來一系列的壓力，甚至是破壞。

“中科院新疆生地所新疆干旱區(qū)環(huán)境污染與生態(tài)修復實驗室作為中科院在邊疆布置的國立科研隊伍，有責任也有義務為確保新疆實現(xiàn)環(huán)境友好型跨越式發(fā)展提供科學依據(jù)和技術保障。”實驗室主任潘響亮告訴記者。

面向地方之所需

“水土流失、荒漠化、洪澇災害、干旱缺水、江河斷流、草原退化、水土資源不匹配等生態(tài)環(huán)境問題與人類活動相互交錯，互為因果，治理難度大。”看到一系列生態(tài)破壞，潘響亮痛心不已。“對優(yōu)勢資源的開發(fā)、利用，以及加快區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展都必然會影響甚至破壞生態(tài)系統(tǒng)，污染環(huán)境。”

而他所在的實驗室，正是針對國家西部大開發(fā)與新疆跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略需求，立足新疆，面向西北干旱區(qū)，圍繞新疆新型工業(yè)化、農(nóng)牧業(yè)現(xiàn)代化和新型城鎮(zhèn)化建設亟待解決的環(huán)境污染問題，結(jié)合當前國際關注的干旱區(qū)環(huán)境污染與修復領域的發(fā)展趨勢，開展內(nèi)陸流域污染機理與風險、污染環(huán)境修復基礎和應用研究，發(fā)展干旱區(qū)環(huán)境污染與控制理論方法，實現(xiàn)核心技術重大突破和系統(tǒng)集成。

“由于許多規(guī)律性的東西在新疆是套用不上的，針對新疆地域特點，實驗室開展了內(nèi)陸流域污染過程與環(huán)境風險調(diào)控、新疆大型礦山能源基地環(huán)境污染與生態(tài)修復、干旱區(qū)城市環(huán)境污染機理與修復、農(nóng)田土壤污染與食品安全保障四個方面的研究。”潘響亮介紹說，這四個方向正是新疆的地方之需。

內(nèi)陸河是新疆眾多的物語中，無法省略也不能繞過的一個。伊犁河、阿克蘇河、瑪納斯河、烏魯木齊河……這些內(nèi)陸河鋪散開去，從天山之巔流到天山之腳，以冰涼的乳汁滋潤著天山南北許多盆地和綠洲。

“我們研究污染物在內(nèi)陸流域水體、大氣、土壤、生物多種介質(zhì)中賦存狀態(tài)、運移、分配和轉(zhuǎn)化規(guī)律，闡明污染物在各環(huán)境介質(zhì)中的交互作用機制及其環(huán)境效應，評估污染物對生態(tài)系統(tǒng)和人體的健康風險，研發(fā)控制和削減環(huán)境風險的方法和技術。”潘響亮說。

而針對新疆的油田、大型煤化工基地和金屬礦山突出的環(huán)境污染問題，實驗室開展了研究礦山環(huán)境污染的生態(tài)風險、廢水處理技術、重污染場所和廢棄礦山生態(tài)恢復技術。

多年來，烏市空氣質(zhì)量一直低于國家二級標準，是全國污染較嚴重的省會城市之一，不僅嚴重制約了經(jīng)濟和社會的持續(xù)發(fā)展，而且也極大地影響了廣大市民的身心健康。

“我們著眼于干旱區(qū)內(nèi)陸大型城市大氣細粒子和大氣污染物的排放清單和源解析以及主要大氣污染物的時空分布、輸送、轉(zhuǎn)化、沉降機理;PM2.5及凈化有毒氣體凈化新技術。”除此之外，潘響亮告訴記者，實驗室還將城市飲用水深度處理及飲用水安全保障技術和城市重污染土壤修復技術納入到研究范疇中。

另外，針對新疆農(nóng)田土壤污染特征與規(guī)律，科學家們也在研發(fā)重金屬、農(nóng)藥等污染土壤的物理、化學和生物修復技術，保障食品安全。

科研、人才兩手抓

實驗室長期以來重點研發(fā)適用于干旱區(qū)的污染環(huán)境生物修復技術，自主研發(fā)了尾礦、工業(yè)有毒廢渣無混凝土生物固化技術、重金屬和砷污染土壤的微生物原位穩(wěn)定技術、污染地表水的光生物反應器處理技術、復合污染地下水原位生物修復技術等，部分技術已經(jīng)在一些礦山等污染場地進行示范推廣。

針對干旱鹽堿土的砷污染的生物修復這個世界性難題，他們成功研發(fā)了基于微生物鈣化的土壤中As原位鈍化技術。目前已經(jīng)有20多株可高效穩(wěn)定土壤中重金屬和砷的土著菌種，可以規(guī)?；a(chǎn)菌劑，在實施中菌劑可以大面積地噴灑，也可以在灌溉期間隨水流擴散，在常溫下，3到7天即可達到修復土壤效果。

實驗室還建立了3000 平方米克拉瑪依高鹽重度石油污染土壤植物修復示范基地及多個油田作業(yè)廢水示范工程項目，為示范基地的進一步建設奠定基礎。

“我們以界面氧化結(jié)合電動力學大幅增強酵解及高效脫水，并將之應用于污泥處置開發(fā)，已成功研發(fā)出多個高效污泥處置裝備。”學術帶頭人李篤中曾擔任國際水協(xié)之污泥處置組主席，研究獲得世界環(huán)工界認可。

他們在顆粒污泥的形成和穩(wěn)定等核心技術取得重大突破，將目前世界上需30日方能啟動20升反應器之技術縮短至72小時內(nèi);以優(yōu)勢改質(zhì)菌種形成顆粒，將目前世界上僅能穩(wěn)定運行60日之生物顆粒程序延長至一年以上，顆粒污泥并可直接干燥儲存三年以上仍不影響活性。

近幾年，實驗室在干旱區(qū)污染物生態(tài)毒理效應研究，城市污泥處置技術，金屬尾礦、工業(yè)有毒廢渣的重金屬污染控制技術，硝酸鹽、砷和重金屬復合污染水體中的污染物去除技術等研究方面都取得了一系列重要進展。

潘響亮認為，在解決環(huán)境污染問題的同時，還要培養(yǎng)高水平創(chuàng)新型科技人才，形成一支年齡與學科結(jié)構(gòu)合理、創(chuàng)新能力強、能承擔國家重大科研課題及解決國家重大需求的高層次研究群體。

目前，實驗室研究隊伍老中青結(jié)合，以中青年研究群體為核心，以博士后、外籍留學生和博士研究生為主體。“無論是年齡結(jié)構(gòu)，還是職稱構(gòu)成，實驗室研究隊伍基本形成了合理的金字塔結(jié)構(gòu)。”潘響亮說，“實驗室研究隊伍的結(jié)構(gòu)和梯隊需要專業(yè)技術職務和職稱的支撐，但是評價實驗室隊伍更重要的是實驗室人員的動手能力、實踐經(jīng)驗、知識水平。”

實驗室有長期穩(wěn)定的固定人員，其中多數(shù)成員都有各自擅長的實驗技術，長期直接從事實驗設計，完成實驗并采集數(shù)據(jù)，培養(yǎng)提高碩、博學生和年輕研究人員的實驗能力。一支高素質(zhì)的研究實驗隊伍得益于有長期連續(xù)高層次的科研任務的帶動，同時也得益于長期無中斷的國內(nèi)外學術交流和頻繁的人員技術培訓。

潘響亮他們堅信未來他們將建成“國內(nèi)一流、國際知名”的干旱區(qū)環(huán)境污染與生態(tài)修復重點實驗室，及西北地區(qū)重要的高層次環(huán)?？萍既瞬排囵B(yǎng)基地。