三峡库区水环境演变与污染防治重庆市重点实验室于1997年应三峡库区水环境保护需要由重庆三峡学院筹建,于2011年获批重庆高校市级重点实验室,于2018年1月获批重庆市重点实验室。现任实验室主任为付川教授,特聘北京林业大学尹伟伦教授为学术委员会主任。
基于三峡库区水体环境保护的需求,结合国内外发展趋势,实验室以三峡水库水域、库岸及水陆交错带等典型生态区为研究对象,开展消落带水土界面典型污染物通量和源汇关系、消落带生物多样性和植被恢复以及长江珍稀鱼类产卵场生境安全等应用基础研究和交叉学科研究。以保护三峡库区长江干、支流生态环境系统,为库区的生态环境保护和可持续发展提供科技支撑。
经过多年的建设与发展,实验室逐渐形成了三峡水库典型生态过渡带水-土界面污染物传输过程与机制、三峡水库消落带生态修复与重建、三峡水库重要鱼类索饵场、产卵场生境安全等三个主要研究方向。
团队建设与人才培养
实验室现有科学研究人员、技术支撑人员和管理人员等61人,其中高级职称46人,博士39人,博士后合作导师1人,硕士生导师36人,国家环境保护专业技术领军人才3人,国家自然基金优青项目资助1人,重庆市科技创新团队2个,重庆英才创新创业团队1个,重庆市学术技术带头人2人,重庆市学术技术带头人后备人选2人,巴渝学者2人,万州区平湖英才6人,万州区学术技术带头人4人,重庆市环保局环境影响评价专家1人,重庆市环保局环境应急安全专家2人,万州区专业技术拔尖人才1人。
目前,实验室现有水环境分析测试中心(校级)1个,专业研究室11个,工程示范基地(含野外台站)2个。实验室用房面积达14000平米,野外基地占地110余亩。拥有电感耦合等离子体原子发射光谱仪等大型仪器设备30余台/套,仪器设备总价值2.1亿元。
实验室依托重庆三峡学院和长江水利委员会水文局长江上游水文水资源勘测局联合建设,同时与中科院重庆绿色智能技术研究院、重庆大学、中科院南京地理与湖泊研究所、生态环境部华南环境科学研究所、中国水利水电科学研究院、中科院水利部成都山地灾害与环境研究所和东南大学等高校及科研院所建立了良好的合作关系。
科学研究与技术成果
近年来,实验室先后承担了“九五”至“十二五”三峡库区泥沙相关专题研究项目、三峡工程运用后泥沙关键技术国家科技支撑项目和“三峡水库消落区沉积物典型重金属汇源属性转换机制研究”、“土壤干湿循环过程控制中速周转碳库分解温度敏感性的关键机制研究”、“三峡库区消落带种子库动态及多年生草本植物适应机制”等国家自然科学基金等国家级科研项目21项,省部级科研项目26项,横向项目20余项,校区级科研项目63项,科研经费近5800余万元。近几年,实验室研究人员在Water Research、Environmental Toxicology Pharmacology、Analyst、Journal of Environmental Science and Health等国内外刊物上发表学术论文300余篇,其中三大检索(SCI、EI、ISTP)收录论文120余篇;编著《环境生态学理论及其污染防治技术研究》、《环境分析科学》、《环境敏感区域的保护原理与方法》等论著5部;授权发明专利10项,授权实用新型专利12项。获得国家科学技术进步奖二等奖1项,大禹水利科学技术奖一等奖1项,重庆市自然科学奖三等奖1项,重庆市科技进步奖三等奖1项,新疆科技进步奖二等奖1项。
研究目标
在三峡库区水环境演变与污染防治领域取得关键核心技术、产出重要科技成果,形成鲜明特色。主要目标如下:
(1)研究三峡库区水环境时空演化特征及变化趋势。在长江干支流等设定监测断面,依托自动监测站点和人工采样,分析三峡库区干支流的水环境质量变化趋势与规律。
(2)研究三峡库区典型生态过渡带污染物迁移过程与机制,包括污染物界面过程、形态结构变化及在多介质体系中的迁移转化机制,探明水环境时空变化趋势与污染物迁移转化的关系;
(3)开展生态过渡带生物多样性保护与生态修复。重点针对消落带进行适生植被筛选和群落结构恢复探索,开展生态恢复示范工程,实现三峡水库生态屏障构建及对污染物的截留、消减作用;
(4)开展三峡库区水污染防控与新型低碳技术研发。针对库区产业特色的排水水质、水量、污染源特征以及水体污染物的物理化学性质,研发适合三峡库区产业特色的水污染防控技术;研发新型低碳材料,改进原有生产工艺,提高清洁生产水平,降低碳排放,助力库区产业绿色化、低碳化。
研究方向
三峡库区水环境时空演化特征及变化趋势
基于长江水利委员会水文局长江上游水文水资源勘测局和重庆三峡学院积累的近几十年的监测数据,研究三峡库区干支流的水环境质量变化趋势。主要研究任务为:
(1)研究三峡库区干支流水文历史演变与变化趋势;
(2)研究三峡库区干支流水环境历史演变与变化趋势;
(3)分析三峡库区水文变化对支流库湾水环境的影响。
三峡库区典型生态过渡带污染物迁移过程与机制
针对三峡水库典型生态过渡带(库岸带-消落带-水体)的污染物传输问题,基于观测数据,探究典型及新型污染物种类、通量、形态转化、影响因素,揭示库岸带、消落带与水体之间的源汇关系,阐明水-土界面污染物传输机制,建立源汇关系模型和通量计算方法,测算三峡水库库岸带、消落带、水体污染负荷及环境污染压力,为三峡水库水体富营养问题高效科学管理和防治体系构建提供科学依据。
(1)三峡水库典型生态过渡带水-土界面污染物调查;
(2)水生态系统污染源解析、负荷特征及其迁移转化研究;
(3)三峡水库水环境时空变化趋势与污染物迁移转化的关系研究。
三峡库区生态过渡带生物多样性保护与生态修复
针对三峡库区生态过渡带植被多样性和适生性下降、生态系统演变方向不清、结构功能不稳等问题,通过对消落带植物多样性、群落结构、生物量和土壤种子库等调查,解析消落带植物群落演变机制及生态系统完整性,探索消落带植物对水淹和干旱交替胁迫下的生理响应,明确水淹胁迫下植被群落构建机制,研发不同水淹梯度下适生植被建植技术和稳定性评价技术,优化生态修复时空配置模式,提升消落带生态系统质量和稳定性。主要研究任务为:
(1)生态过渡带生物多样性调查与保护;
(2)生态过渡带生态系统结构、功能、动力学过程及其时空演变规律;
(3)基于水污染控制、水土流失、生物群落结构优化的消落带系统生态调控模式及关键技术。
三峡库区水污染防治与新型低碳技术研发
针对库区产业特色的排水水质、水量、污染源特征以及水体污染物的物理化学性质,开展适合三峡库区产业特色的MBR-DF组合污水处理技术、模块化装配式污水处理装备、农业面源污染防治与生物质能综合利用;研发新型低碳材料,助力库区产业结构升级;提高清洁生产水平,降低碳排放,助力库区产业绿色化、低碳化。为保护三峡库区水环境质量与水生态安全、解决三峡水库水体富营养问题提供技术支撑。主要研究任务为:
(1)研发适合三峡库区产业特点的废水生物处理技术;
(2)基于“双碳目标”对现有废水处理技术和工艺进行优化;
(3)研发新型低碳技术和新型低碳材料;
(4)研发三峡库区水华预防、控制及治理新技术。