实验及考察

水和土壤是万物生长的基础，也是人类生存和发展的必备条件。水土污染不仅危害生态安全和人体健康，还会给国民经济带来损失。我国目前已经加大了对生态环境和水土资源的保护力度，生态环境修复和水土资源高效利用工作已经成为了当前推动我国经济进步和社会发展的主要动力之一。在生态环境领域，国内目前有不少杰出的青年科研人员和创新团队，中国科学院新疆生态与地理研究所研究员裴亮就是其中的佼佼者。

科研生涯硕果累累

裴亮，男，1982年3月生，博士，中国科学院研究员、中国科学院大学教授、UniBe讲席教授、绿色农业中心精准灌溉分中心副主任、湖北汽车工程学院特聘教授、博士生导师；国际学术组织ScienceFather“最佳研究者”奖、美国土木工程师学会最佳论文作者奖、日本环境科学学会优秀论文作者奖、中国发明协会创业奖·人物奖、中国发明协会创业奖·创新奖、中国产学研合作创新奖、中国生产力促进奖、中国技术市场金桥奖、新疆“天池英才”计划、中国科学院优秀共青团干部、北京优秀共青团干部、陕西省优秀博士、陕西省科学进步奖、中国水利“大禹”科技进步获得者；曾担任杨凌示范区规划建设局局长助理、校科技处高级主管、校团委书记、中心副主任等职。

裴亮现担任国际膜学会JMS副秘书长、Frontiers in Environmental Science编委兼客座主编、Toxics客座主编、Sustainability客座主编、JEPH客座主编、国际多个著名期刊特约审稿人，还是国际水环境IAHE理事、国家自然科学基金委专家、北京市科委专家、北京市招投评标专家、生态环境部项目评审专家、水利部项目评审专家、中国水利学会会员、中国地理学会会员、中国发明协会会员、中国产学研合作促进会会员，中国技术市场协会会员、陕西省水利学会理事等。

他共发表论文180余篇（第一或通讯作者120余篇），其中SCI论文60余篇（第一或通讯作者40余篇）；获得专利授权30余项、软件著作权10项，出版专著5部，；获得国际学术奖7项（个人）、国家行业协会及省部级奖12项（个人7项，第一完成人1项、第二完成人2项、第三完成人2项），地市厅局（校）级奖40余项（均第一完成人）；主持国家自然科学基金等项目20余项，作为科研骨干参与国家重点研发计划，中科院先导专项、国家科技支撑计划项目、中科院重点部署项目、国务院南水北调项目、中央部委委托项目、地方政府委托项目等20余项。

作为一名长期从事生态环境修复的学者和专家，他和团队在污水处理理论与技术、污染物资源化理论与技术、农业面源污染控制技术应用与示范等方面均实现了重要创新和突破。

污水处理实现理论创新与技术突破

污水处理为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。在污水处理研究领域，裴亮提出了基于各类活性炭及混凝剂投量等参数控制的污水膜分离处理和管理方法、新型人工湿复合技术处理农村生活污水、河流水和微污染水的方法以及农村生活污水的简易处理及资源化方法。

针对传统水处理技术的占地面积大、能耗高、出水水质不稳定等缺陷，裴亮提出新型膜生物反应器复合技术、新型超滤复合技术处理生活污水、工业废水、河流水和微污染水的方法。通过调节预处理参数（溶解氧、温度、水力停留时间等）和各类活性炭及混凝剂投量，可以使污水处理效率提高20－30％。运行过程中，裴亮根据进出水压力差调节反冲洗时间及活性炭与混凝剂补充投加时间及数量，提出基于各类活性炭及混凝剂投量等参数控制的污水膜分离处理和管理方法，并且研发出相关装置与设备“PAC强化吸附超滤膜净水器”，技术方法和设备在湖北、新疆、天津等地进行了应用和示范，为超滤和膜生物技术相关复合技术的应用和发展奠定了基础。

针对传统人工湿地技术的占地面积大、出水水质不稳定、净化效率低等问题，裴亮和团队提出了新型台阶式潜流人工湿地新型复合技术处理农村生活污水、河流水和微污染水的方法。该方法通过调节湿地的结构和参数（预处理优化、消毒优化、串并联自动化变换、滤层填料、植物种类等），可以使污水处理效率提高15－20％。技术设备已经在湖北十堰、新疆博斯腾湖、独山子工业园、和田等地进行了应用和示范，为采用新型人工湿地复合技术处理各类污水的研究和应用提供了理论和科学依据。

针对农村水处理技术和管理水平落后以至于再生水得不到有效利用的现状，裴亮和团队系统研究了一体化膜生物反应器和垂直间歇流人工湿地对农村生活污水中污染物质的去除效果和规律，提出了“短期（1～2年）一体化膜反应器＋再生水滴灌施肥”和“中长期（2～3年）新型人工湿地＋再生水滴灌”污水资源化方法，并建立了连用技术体系。该方法不但使农村生活污水得到有效处理，并可以保留农村生活污水中的氮、磷等对植物生长有益的养分物质，控制面源污染的同时也可以省肥省水，为农业面源污染防治和水资源科学配置提供新思路。

污染物资源化的创新与应用

针对传统方法回收污水和土壤中的有机物和重金属不稳定和低精度的不足，裴亮和团队将传统支撑液膜和分散组合技术相结合，提出4种新型液膜（分散支撑液膜、薄板式两相分散组合液膜、中空纤维反萃取组合液膜、混合载体液膜）提取和回收污水和土壤中的有机物和重金属的方法。新型液膜对各类污染物提取回收率比传统方法（沉淀、萃取、乳化等）高30％－40％，比传统支撑液膜方法提取回收率高15％。同时建立了20余种重金属及10余种有机物提取回收与液膜参数的关系，发明了“中空纤维液膜支撑体膜组件”，为工矿业特殊物质去除和回收技术的发展提供科学和理论支撑。

他们还在南水北调项目和新疆科技专项支持下，将工业废物（硅石膏、沸石、矿渣等）酸化和有机肥混合后作为盐碱地改良剂，配合再生水灌溉，用来治理盐碱地。团队提出了“高垄＋改良剂隔层＋覆秸秆”的资源化方法，将污水、工业固废、农业废物的资源进行整合利用，经过1－2年时间的应用，土壤肥力明显改善，盐碱地得到有效改良，也为盐碱地治理提供科学依据和新思路。

新疆污水资源化利用的新途径

裴亮长期工作在新疆，对新疆的生态环境、人文地貌了熟于胸。在他看来，新疆水资源短缺，污水资源的开发利用势必成为水资源的重要补充途径之一，但是目前没有针对新疆的污水处理及资源化灌溉利用技术体系，且各类非常规水未科学高效的系统化处理，某类工业废水中特殊物质难去除，灌溉利用过程中有风险，对此尚缺乏一套安全高效的方法对策。

针对这些难题，他把项目选择在湖北十堰和新疆和田试验基地，通过野外布点与测定、室内分析、计算机模拟等手段，重点研究膜生物、湿地、液膜技术、再生水滴灌方法等污水处理及资源化灌溉利用的技术效果，优化参数和试验条件，通过组合搭配，筛选出适合当地的复合技术的优势组合；探索优势组合条件下各类水中污染物的环境行为和降解过程；阐明污水处理及资源化灌溉利用的交互效应，分析评估过程中污染物的归趋和生态风险；确立污水处理及资源化灌溉利用复合技术方法。

在前期国家、中国科学院、自治区等项目的支持下，裴亮已经建立了31人的研究团队，包含了科研人员7人、博士后3人、博士生5人和硕士生8人。团队成员专业分别为环境科学、农田水土工程学、土壤学、毒理学与实验分析等。另外，各试验基地还有3名训练有素的试验观测人员。未来，裴亮和团队将继续完善和提高本团队在水土环境修复及资源化、农业面源污染防治、劣质水灌溉等研究领域的科研实力，开拓基于新疆区域产业发展的新研究方向，比如工农业固废处理处置及资源化、工矿业废水处理及资源化等。同时，吸收相关方向的研究人员和研究生参与到课题中来，形成一支具有新疆干旱区特色的水土环境修复与资源化利用的研究队伍。

“我们要为建立适合新疆的污水处理及资源化灌溉利用技术体系和管理方案提供科学理论支撑，为新疆的水资源科学配置提供新思路，为新疆地区污水资源化利用提供新的高值、高效、绿色的路径，从而实现新疆水资源科学配置、农业经济、环境保护相互协调和可持续发展。”裴亮表示。（文／李杰）

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