攻坚污染防治，共建美丽中国——访北京师范大学环境学院沈珍瑶教授

文/高妍 杨进平

2014年，沈珍瑶（右）在爱尔兰参观农场

不知从何时起，青山绿水共为邻成为一件奢侈的事。

奢侈到大风过后的蓝天也会成为朋友圈热点、媒体焦点。

奢侈到每逢小长假，全国人民一窝蜂扎到青山绿水中间。

而同时，它又是一件极为紧迫的事。

紧迫到十九大报告中几次三番强调，“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”，要“像对待生命一样对待生态环境”，要“实行最严格的生态环境保护制度”……

紧迫到2018年全国两会报告中，再次强调了将污染防治与防范化解重大风险、精准脱贫并列为决胜全面建成小康社会的三大攻坚战，予以重点推进。

沈珍瑶，北京师范大学环境学院教授，博导，长期从事流域非点源污染模拟与控制、流域水质模拟与水环境效应、城市径流管理与水质改善、水环境影响评价等方面的研究。主持国家973课题、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目等多项科研项目。成果获国家级科技奖励2项，省部级科技奖励9项。发表学术论文300余篇，其中SCI收录论文170篇，SCI论文引用超过3000次，H指数33。以“非点源”为关键词，在Web of Science上检索，发表的SCI、SSCI论文数量在国际国内均排名第一；以“三峡”为关键词，在Web of Science上检索，发表的SCI、SSCI论文数量在国际国内均排名第一。

2008年，在国家基金委双清论坛发言

污染容易，治理难，我们已经开始为曾经的不自知、不自觉、不自律买单。建设美丽中国，是建设社会主义现代化强国的目标之一，也是人民对美好生活的向往。而美丽中国的建成，则是一个漫长的过程，需要全社会各个阶层，从过去到现在再到未来的、持续不断的共同努力。

北京师范大学环境学院教授沈珍瑶，就是一位多年坚守，以科学研究与应用助力污染防治的杰出科技人员代表。

他长期从事流域非点源污染模拟与控制、流域水质模拟与水环境效应、城市径流管理与水质改善、水环境影响评价等方面的研究工作，已经取得了多项创新性成果，为美丽中国的建设做出了不可忽视的贡献。

治污，迫在眉睫

改革开放进程的加快，不仅拉动了社会经济的快速发展，也带来了诸多环境问题，其中水污染的状况尤其突出。

但在上世纪末，这一问题并没有得到足够的重视，于是情况愈发严重。多年沉疴旧疾，终于在21世纪之初，在社会经济发展更为迅猛之时，集中暴发——

2004年3月2日，沱江发生重大水污染事件；

2005年11月，松花江发生重大水污染事件；

2005年12月，广东北江镉污染事件暴发；

2007年6月，无锡太湖蓝藻水污染事件被曝光……

短短几年，多起重大水污染事件接连发生，撩拨着公众脆弱的神经，也拷问着国家、政府、社会各个层面的所为、应为而未为。一时之间，治理已有污染、预防未发污染，这个长久存在的、迫切而棘手的难题，成为公众关注的焦点。

此时的沈珍瑶，已经从事流域非点源污染模拟与控制、流域水环境效应等研究10余年。

沈珍瑶毕业于中国地质大学，曾在中国辐射防护研究院从事地下水环境保护工作，1995年到清华大学攻读博士学位，并开始深入开展水资源保护与水污染治理相关研究。

20多年的研究与摸索中，沈珍瑶形成了自己独特的研究思路与风格，并在多个国家重大项目的支持下，取得了诸多创新性成果并应用。

即使在今天，在经过国家10余年下大力度治理已经取得颇多成效的今天，沈珍瑶仍然感到紧迫与焦虑：“我国河流水污染形势依然严峻，湖库富营养化仍然严重，污染来源多样性仍旧突出。”

他认为，针对这一现实，特别是污染来源多样性突出的现实，开展流域水污染控制研究与治理，应针对多种污染源分类考虑，而其中最为关键的，就是非点源污染控制。

非点源污染又叫面源污染，是指在降雨径流的淋溶和冲刷作用下，大气、地表和土壤中的溶解性或固体污染物，通过漫流等水文过程进入江河、湖泊、水库和海洋等水体而造成的水环境污染。

“农田中农药、化肥、重金属及其它有毒有害物质，以及农村生活污水与生活垃圾、畜禽养殖粪便污水、水产养殖饵料药物等，这些都属于非点源污染范畴。它们看似分散、隐蔽、随机，却已严重威胁着我国的各类水体。”沈珍瑶说。

与点源污染相比，非点源污染存在时空范围广，发生具有随机性、分散性，污染物的种类、数量及排放途径有很大不确定性，污染负荷时空差异大，污染的滞后性和潜在威胁性，不易监测、难以量化、防治困难等特点。

这些都决定了，针对非点源污染的控制、治理与防治更加困难。多年来，沈珍瑶所专注的，正是流域非点源污染控制和流域水环境效应研究，且在两方面均有颇多建树。

控污，点线面相结合

做科研，是一个需要长期坚守的过程，一如水污染治理与控制。

多年来，沈珍瑶带领团队以“流域”为研究对象，以“水”为核心，瞄准国际重大科技前沿热点问题和国家科技发展规划重点领域，开展了一系列理论、方法和技术的研究与探索，形成了独特的研究特色。

他们不仅在流域非点源污染模拟与控制、流域水质模拟与水环境效应等方面取得了突出成绩，更在长期研究的基础上提出了“点-线-面”相结合在流域整体高度系统研究流域水环境问题的思路，并通过各大科研项目的支持予以实施，使得流域水污染控制落到了实处、见到了实效。

● 流域非点源污染控制

2010年，沈珍瑶（右一）考察佛罗里达雨水泾流治理工程

战胜的前提，是了解。“在流域非点源污染方面，我们首先开展了非点源污染模拟方面的研究，力图准确获得非点源污染的量。只有将非点源污染的量搞清楚了，非点源污染控制才能有的放矢。”沈珍瑶介绍。

为了搞清楚这个量，沈珍瑶和他的伙伴们无数次涉足长江、黄河等流域，进行实地考察、样品采集、试验研究、小区观测，收集到了客观翔实的第一手资料。

同时，他们提出了改进的输出系数法和小流域精细计算推广法，结合已有的方法，形成了适应不同尺度流域的非点源污染负荷确定方法，利用改进的输出系数法核算了长江上游非点源污染负荷，精度较传统方法提高10%～30%。

为了保证模拟精度，他们进一步系统开展了流域非点源污染模拟的不确定性研究，识别并量化非点源污染模拟不确定性的来源，提出了基于区间距离的模型率定新方法，并验证了该方法的合理性。

在此基础上，他们开展了非点源污染控制技术研究。由于全流域的治理在经济上不可行，针对流域非点源污染控制的难点，他们提出了流域非点源污染多级优先控制区技术，可处理多水功能区、多评估点和多污染物等复杂情况；进而提出了基于自适应参数的优化算法和流域非点源污染控制优化技术，并通过在三峡库区和白洋淀流域的工程示范与案例分析，验证了该系统的可靠性。

围绕相关成果，沈珍瑶发表数十篇论文，其发表的SCI论文数量在国际国内均排名第1。特别值得指出的是，国内学者在非点源方面发表的高水平论文中，沈珍瑶团队占1/4强。

同时，沈珍瑶团队的成果也得到了国际著名学者的认可。ASABE Fellow认为，他们率先系统研究了模型参数不确定性及其对模拟结果的影响；美国著名大学讲席教授连续发表非点源研究方面的综述论文，大段引用他们的研究成果，并对相关工作给予了充分肯定。

2008年，沈珍瑶在美考察密歇根湖

● 流域水环境效应研究

水体污染是一个不断变化的过程。水质会因水体中物质的相互影响而发生变化，在河流中主要表现为水、泥沙、污染物的相互作用，而在水库中，则表现为水库水体本身与周围环境的相互作用。

针对我国河流高含沙水体的水质过程不清楚、水沙条件对水质的影响难以量化的难题，他们开展了长期的水—沙—污染物相互作用研究。

针对水—沙—污染物复杂体系，他们将水动力学特征与传统的水环境化学、数值模拟方法与传统的监测取样结果分析紧密结合，系统探讨了水动力作用下泥沙及典型污染物迁移转化特征。他们揭示了紊动条件下水体中泥沙、污染物的迁移过程，完善了再悬浮过程中有毒有机污染物的解吸机理；基于机理研究结果，开展了水—沙—污染物复合体系的数值模拟工作，更好地解释了实际监测得到的污染物分布规律。

而在水库的水环境效应方面，他们通过研究，阐明了库中功能性细菌与水体富营养化之间的关系，发现了部分对水环境变化较敏感功能性细菌；并通过水库下游主要站点水文水质序列的深入分析以及河口沉积柱芯的反演，在一定程度上揭示了水库建设对下游的水环境效应以及河口沉积特征的影响。

相关研究成果为多泥沙河流污染物环境行为预测、水质评价、水利工程运行调节和水污染控制提供了新的理论依据，推动了水利工程与其他学科的交叉融合及发展。

防污，未来可期

面对防污治污的紧迫形势，沈珍瑶的工作安排得扎扎实实。

现阶段，他正主持国家自然科学基金重点项目“城市景观—水环境响应机制及调控方法研究”，及国家自然科学基金面上项目“流域非点源污染的多尺度水环境响应和控制方法研究”等，相关工作正有序推进。

如今，在沈珍瑶所在的北京师范大学，环境科学为国家重点学科，环境工程为北京市重点学科，同时还建成了水环境模拟国家重点实验室、水沙科学教育部重点实验室以及北京市流域环境生态修复与综合调控工程技术研究中心。这些都为沈珍瑶及其团队未来工作的开展奠定了扎实的基础。

他表示，未来仍将针对流域非点源污染控制及流域水环境管理开展研究，重点将放在两个方面——

一是流域非点源污染控制技术体系，即基于降尺度的非点源污染优先控制区识别及基于升尺度的非点源污染控制效果评估，形成考虑多尺度转换的流域非点源污染控制技术体系。

二是在前期研究的基础上，将更注重复杂情况下的流域水环境管理，即针对驱动力的变化、下垫面的变化，考虑耦合影响，开展高强度人类活动和气候变化共同影响下的流域水环境调控与管理研究。

此外，形成流域非点源污染和水环境管理研究领域国际一流的团队；发表高水平论文；建成高层次研究中心，推动环境科学与工程学科发展，同样都在他的规划之中。

“美丽中国一日未建成，我们就一日不会停歇。”这是沈珍瑶团队的目标，更表露出他们的决心。