天蓝水绿的忠实守护者
——记雄安创新研究院研究员呼庆
呼庆查看水样
人物名片
呼庆,致力于环境科学与资源化研究。2022年8月投身雄安新区建设,完善了雄安新区第一条非粮生物基中试线,进行了白洋淀纳污坑塘综合治理、淀中村生活污水处理、白洋淀厕所革命、粪污处理等多个国家级和区域重点课题的研发工作;带领团队与本地企业合作开发了白洋淀道地原种菖蒲及慈姑的浮床种植标准化作业及水体修复技术,并扎根一线,参与了数百个坑塘的修复工作。这些项目的落地成果不仅改善了环境,构建人与自然和谐共生的生态系统,也提升了区域生态服务功能,为白洋淀区域的绿色经济发展增添了新动力,为全国其他类似地区提供了可复制的经验和模式。他的研究结果发表于国际著名期刊《Nature Communications》,标志着其在生态环保领域的开创性突破。
人物速写
“为确保城镇污水得到有效处理,采用了生态湿地处理技术。通过在淀中村建设中小型污水处理设施,结合植物、微生物、原生动物复合体系高效消解有害物质,从而达到净化水质的目的。通过该污水处理系统的实施,淀中村的水质得到显著改善,居民生活环境得以提升。该系统将来还可以与光电农业系统结合,净化环境的同时,还能产能……”在雄安创新研究院实验室,呼庆介绍着自己牵头推动建立的高效环保系统。
呼庆给人的第一印象是和蔼、平易近人。他话不多,可当谈起白洋淀生态环境保护与资源化,却滔滔不绝。他说:“参与雄安新区的建设让我深刻体会到了科研工作的社会价值。当看到经过我们团队努力治理的坑塘水质明显改善、看到淀中村的居民生活环境显著提升、看到白洋淀的芦苇变成生物基可降解塑料时,我深刻感受到自己的工作对社会的积极意义。这种成就感是纯粹的学术研究无法带来的。”
呼庆团队与当地企业家进行实地考察
潜心科研
将研究成果转化为治理效能
“我于2022年8月正式加入中国科学院雄安创新研究院(筹)。这次选择雄安不仅是职业上的一次重大转变,更是个人使命感的体现。雄安新区是国家级新区,同时也是生态文明建设的核心试验田。作为一名科研人员,我深感能够亲身参与这一国家战略的机会弥足珍贵。推动生态保护与区域绿色经济发展是我多年来坚持的科研方向,而雄安恰好为我提供了这一平台。特别是白洋淀流域,不仅对当地生态系统至关重要,还直接影响京津冀地区的生态平衡。选择投身雄安建设,既是为了实现自身的学术价值,也是响应国家号召,为生态文明建设贡献力量。”提起自己的工作历程,呼庆说,“来到雄安后,我的工作不仅局限于实验室,还需要参与政策咨询和项目实施,帮助将科学研究的成果转化为实践。亲眼目睹一项项生态工程落地,看到治理成果得到群众认可,进一步坚定了我为这一事业奋斗的信心和决心。”
作为一名长期研究环境科学与资源化的科研人员,呼庆深感能够投身雄安新区建设的机会弥足珍贵。“我积极投身到多个国家级和区域重点课题的研发工作中。这些项目的落地成果不仅仅停留在环境指标的改善上,更重要的是为白洋淀区域的绿色经济发展奠定了基础,同时也为全国其他类似地区提供了可复制的治理经验。”呼庆表示。
而这些科研成就的取得,正是基于呼庆多年的学术积累与国际合作经验。
呼庆查看光电农业系统运行情况,他希望借助自己的研究能够推进雄安新区城市农业、设施农业的高水平发展
“我的学术和工作经历可以分为三个主要阶段,每一阶段都为我今天的科研能力奠定了基础。”呼庆说,在大学阶段,他主修化学工程学科。系统性的专业训练让他对化学与工程技术有了全面的理解,并产生了浓厚的兴趣,为后来的环境科学研究打下了扎实的基础。大学毕业后,他在中国科学院生态环境研究中心进行了系统的科学训练,研究方向为环境科学与工程。其间,他重点研究了复杂环境系统中的元素迁移转化问题,积累了丰富的实验与理论分析经验。随后,他赴德国耶拿大学攻读水文地质微生物学的博士学位。在德国的科研经历让他接触到国际化的科研方法和先进技术手段,也让他对地下水系统中的微生物生态有了更加深刻的认识。
“2011年至2019年,我分别在德国耶拿大学和澳大利亚CSIRO担任研究助理、博士后研究员以及项目首席科学家,其间主持和参与了多个国际合作项目,如地下水污染修复、生物矿化机制解析等。这些跨国合作经历让我积累了跨学科和跨领域的研究能力。2021年至2022年,我担任澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室独立PI教授,进一步推动了国际科研合作。”呼庆介绍说。
而在雄安的课题研发,让呼庆从单纯的科研工作者转变为一个更加综合性的项目管理者和实践者,“这种经历让我学会了如何在复杂的社会生态系统中发挥科学研究的价值。在雄安参与的课题研发工作与我以往的科研经历相比,最大的不同在于实践性和综合性。新区建设需要快速见效的生态治理方案,这要求科研工作必须与实践深度结合。我们不仅要进行科学研究,还要将成果转化为可落地的治理措施,并且时刻关注项目的实际运行效果。雄安课题的研究目标不仅局限于单一环境问题的解决,更关注于构建人与自然和谐共生的整体生态体系,这对科研人员提出了全新的挑战。”
呼庆查看实验报告
创新驱动
为水生态系统修复提供模板
“这一技术方案的独特之处在于兼顾了水质改善和生态功能的恢复,为整个流域的水生态系统修复提供了模板。”提起白洋淀的生态保护工作,呼庆侃侃而谈,“我带领团队引入了一系列前沿的创新技术,确保治理工作既科学高效,又符合当地实际需求。”
在白洋淀纳污坑塘综合治理方面,呼庆带领团队实施了一系列重要工程。回忆起当时的情况,呼庆如数家珍:“在雄安新区境内大赵庄村、小赵庄村、东向阳村等地,与中国科学院其他院所合作修复了29个平均面积超过3000平方米的纳污坑塘,总面积超过10万平方米。我们团队通过对白洋淀坑塘水体全面的调研和监测发现,有机污染物浓度较高是坑塘水体水质恶化的主要因素。为解决这一问题,我们首先通过生活垃圾清运、源头截污、边坡修整、植被修复、底泥堆肥及资源化利用等措施,实现泥水共治的目标,初步解决了白洋淀畜禽粪便、生活垃圾等在坑塘中长期沉积带来的有机质污染问题,使坑塘水体达标地表IV类水。”
“在上述基础上,结合新型铁锰矿物载体、原位生物膜、功能微生物菌剂、芦苇基生物浮床等技术模块,集成开发富营养坑塘复合生态浮床技术,实现坑塘水体进一步达标地表III类水及生态系统碳汇提升等目标。”呼庆说。
在与科研组员的攀谈中记者得知,事实上该项目在实施中遇到了重重困难。由于白洋淀坑塘数量大而分散,各坑塘污染情况有差异,治理难度大,呼庆不仅组织科研团队,还积极协调当地政府、企业和社区的合作。通过定期召开座谈会,听取各方意见,使得整个项目更具科学性和可操作性,让解决方案更加贴合实际需求,为白洋淀生态系统的持续健康发展提供了坚实基础。
呼庆使用人工气候箱控制植物的生长环境
打通堵点
为绿色经济注入新动能
“在淀中村生活污水处理方面,我们开发了高效的处理系统,通过创新性的有氧反硝化和硫-黄铁矿自养反硝化技术,显著提高了污水处理效率,使出水水质达到了准IV类水标准。在推动厕所革命与粪污资源化利用项目中,我们研发的新型粪污处理技术将粪污转化为高效有机肥料,生产成本较传统方式降低30%-60%,既保护了环境,又为当地农业提供了经济实惠的资源。”谈起团队的科研成果,呼庆自豪地说。
在安新县圈头乡,科研团队通过实地调研,结合淀中村、堤上村暴露出的生活污水水质和水量波动大、现有污水处理设施的生物处理单元抗冲击能力差等问题,呼庆牵头推动建立了高效的生活污水处理系统,采样污水处理设施有氧反硝化生物强化、硫-黄铁矿自养反硝化脱氮除磷等技术对污水进行强化及深度处理,使出水水质达到了准IV类水标准。为进一步确保生活污水处理设施出水质量,建设200m3/d规模的地埋式硫自养人工湿地对深度处理后出水污染物进行生态阻控,确保尾水达到《大清河流域水污染物排放标准》(DB132795-2018)。项目完成后,呼庆组织专业团队对水质进行定期监测,确保处理系统的稳定性和长期运行管理效果。
谈起一系列科研成果的落地转化,组员徐佳副研究员说:“在白洋淀的卫生改革领域,我们团队致力于提高卫生设施的水平。通过引进先进的卫生设施,如分贝厕所和生态圈厕所,取代传统厕所,改善了卫生条件,惠及78个淀中、淀边村,提升了农村环境治理水平。同时,还引入了新型粪污处理技术,将粪污变废为宝,实现了粪污无害化处理和资源化利用。利用粪污生产的肥料有机质≥30%,发酵时间节约了40%-65%,规模化生产1吨有机肥的人工及能耗成本仅为20元,与传统处理方式相比减少了30%-60%,这一举措不仅解决了环境污染问题,还为当地农村提供了廉价有机肥,推动了农业绿色高质量发展,实现了环境友好与经济效益的双赢。这些创新技术不仅解决了传统治理技术中存在的短板,也通过资源化的方式为区域绿色经济发展注入了新动能。”
呼庆表示,这些技术的推广和应用对白洋淀的生态环境保护具有里程碑意义,不仅显著改善了水体质量,也提升了区域生态服务功能,为构建人与自然和谐共生的生态系统提供了有力支持。
呼庆深入研究白洋淀道地原种植物,积极推进雄安新区生物多样性保护工作
科学保护
实现生态与经济双赢
呼庆一直这样叮嘱组员:“生态环境保护与经济发展之间的平衡是全球范围内的焦点问题。政策制定者和社会各界普遍认识到,只有实现生态与经济的双赢,才能够实现可持续发展目标。退耕还湿政策作为雄安新区生态文明建设的重要组成部分,在改善生态环境的同时,也为农村地区开拓了政府经济补贴支持的空间。随着市场化手段的引入,政策的市场化潜力与经济效益将持续凸显。”
“呼庆研究员带领大家深入田间地头详实调查,提出了白洋淀退耕还淀已退出稻田藕田地块生态种植技术清单,确定了城市绿化植物、本土植物、经济蔬菜、工业植物、道地中药、珍稀食用菌、藻类、树苗以及道地原种花卉等近9个大类的适宜经济作物。他还组织培训班,培训当地农民如何科学、可持续地开发资源,使得退耕还湿地块的生态保护与经济发展实现了有机结合。”徐佳副研究员说,“多种濒危物种的数量和种群状况得到明显改善,为区域生态平衡的恢复奠定了坚实基础。”
记者了解到,呼庆带领团队通过开发芦苇资源,形成了“芦苇——木质纤维素糖——乳酸——聚乳酸——聚乳酸改性料及应用制品”的非粮生物基生产链,4.2万吨的芦苇可生产1万吨全生物降解聚乳酸材料替代传统塑料,减少白色污染和二氧化碳排放、改善生态环境。
呼庆还倡导千年秀林林下经济和道地中草药的林下种植,在坚持尊重自然、顺应自然、保护自然的理念下,积极推动生态融合,集成开发林下道地药材种植协同林业碳汇提升技术。通过引种试验,带领团队积极探索灵芝、赤松茸和榆黄菇等珍稀食用菌林下仿生种植技术,每亩产值可超过8000元,让农林复合共赢的林下经济产业成为了白洋淀地区的一项重要产业抓手。同时,他研发了综合利用农林废弃物制备新型微生物肥料技术,改善林下土壤肥力,促进林木生长,形成了具有特色的“种植业——废弃物——有机肥料——林业”的循环经济产业体系,促进土地利用和林业效益最大化,直接带动周边乡镇居民就业,增加收入,为农村经济可持续发展注入新动能。
“我也在个人成长方面有了很多收获。在应对这些困难和挑战的过程中,我学会了如何更有耐心、更有韧性地解决问题。如果让我重新选择,我依然会义无反顾地投身雄安建设,因为这是一项值得我为之奋斗的事业。”呼庆感慨地说。
文/记者彭海峰
图/记者毕春华