当今，由于稀土元素是“新材料宝库”和重要战略资源而倍受各级党委、政府和科学界关注。科学研究表明，大到自然界，小到我们人体的所有部位，包括我们的头发中都含有微量稀土，她的影响和作用不能低估。稀土的应用更是包括航天航空、军事军工、电子电工、农医轻纺织等高科技领域，稀土应用的水平也标志着一个国家的科技发展水平。四川瑞泽科技有限责任公司在技术总顾问李东英院士的指导下，围绕土壤、水体污染治理及生态保护修复，充分发挥稀土的神奇效应，通过二十多年的不断研究和创新，成功研究开发出了以轻稀土为核心的稀土基水生态系统构建技术，经过广泛试验示范、推广应用，特别经受了一批饮用水源地、灌溉养殖、景观等水体长达十多年应用项目在安全性、有效性和持续性方面的检验，且已经产生了显著的社会效益、生态效益和经济效益。该技术得到了中国工程院原副院长干勇院士、柴立元院士、邱定蕃院士、黄小卫院士的充分肯定，并于2020年6月8日，在干勇院士等专家充分调研和现场考察的基础上，组织了“稀土生态应用科技成果评价”，一致认为回归自然是社会发展的必然，以自然元素解决生态环境问题是大势所趋，按照实践是检验真理的唯一标准判断事物，这项源于我国首创，居于世界领先水平的科技成果，对于水资源保护，水生态修复等的作用和意义十分重大。

水生态系统构建技术针对湖库、塘堰、河道、水源地保护等水体污染的成因在于底层淤积污染和水分子包裹污染两大主因，利用轻稀土开发储氧材料解决底层微环境问题，再以轻稀土开发超磁透析材料作为介质活化水分子，她们都是以高纯度（99.9%）的自然元素为基材，与人工合成的化学物质或者药剂有着本质区别，而且有效解决了传统化学方法、生物方法和工程方法不能解决的问题，同时，还有用量少（1-3g/m3）、见效快、持续久、不反弹、成本低等优势，饮用水源水质提升治理过程不需要停产、停水，安全保障十分可靠。在近120座饮用水源水库、260余万亩灌溉养殖水体、近30条河道、20余个景观水体等项目推广应用，至今没有发生一例二次污染和次生灾害问题。该项技术已获得《四川省环境科学技术奖励三等奖》和《国家稀土科学技术进步二等奖》荣誉，这些都对水生态保护修复将产生积极而深远的影响。

2021年12月31日，为更好推动我省水环境治理领域先进适用技术的推广应用，畅通科研院所、科技企业间的供需对接和交流合作渠道，促进我省生态环保科技创新和成果转化、深入打好污染防治攻坚战、改善生态环境质量、推动经济高质量发展提供有力科技支撑，四川省生态环境厅、四川省科学技术厅牵头，四川省环境科学学会组织编写《四川省生态环保技术 2020 年度白皮书（水环境领域）》，本书第六章阐述了稀土基生态系统构建技术的基本原理和详实案例，特别是利用镧铈等自然元素研发成功的稀土新材料，以底层微环境改善为主导，以水体活化为基础，以恢复生物多样性为目标的技术体系符合当前和今后一定时期水生态保护修复领域的强有力的技术支撑。

 

附件1：《四川省生态环保技术 2020 年度白皮书（水环境领域）》第六章“三、全省黑臭水体治理修复及流域生态环保技术原理介绍”部分内容摘要

（四）基于轻稀土环保功能材料的水生态系统构建技术

1、技术原理介绍：（1）充分利用稀土镧、铈元素的本征特性，自主研发了稀土基环保新材料，促进有益微生物的生长繁殖，使水体及底泥中氮磷等物质得到充分转化利用，有效降解底泥中的氮磷等物质，降低水体营养盐含量；（2）底泥中的物质大量分解转化后底层不断沙化，再通过吸附沉积的水体胶体物质形成微生物附着的生物膜，为提高自净能力提供基础；（3）利用生物生长协同技术，根据不同情况选择不同食性的鱼类，并增加底栖动物，延长食物链，构建健康多级食物链，让水体形成健康水循环，实现生态系统的重构。

2、适用范围：适用于湖泊、水库、塘堰、河道、沟渠等黑臭水体的治理修复，对于蓝藻治理以及流速相对缓慢的黑臭水体治理具有特别效果。

3、技术工艺路线：（1）评估-筛选：先对目标水体进行诊断分析，然后以恢复生态学为基础筛选适合的治理组合技术，最后以稳态转化理论为基础设计合理的方案。 （2）水环境系统治理及修复：①使用亲水配方进行水生态基础条件建设和水质提升；②通过在缓释箱体中加入特定材料，达到水体长效治理和长久稳定的目的；③当污染水体处于缺氧状态时，通过曝气能够增加水体溶解氧含量，从而抑制沉积物中的有机物、氮、磷、铁和锰的释放，改善水体环境质量。（3）生态系统治理技术：以恢复生态学为基础，稳态转换理论为指导，水生植物本身可以吸收水体和底泥中的营养，且可以减少内源释放，降低底泥再悬浮，提高水体透明度；利用生物生长协同技术，根据不同水体的情况选择不同食性的鱼类，并增加底栖动物，延长食物链，构建健康多级食物链，让水体形成健康水循环。（4）生境生态同建：生态系统初步构建完成后，此时系统还不稳定，还需要考虑目标水体的生境问题，因此根据不同的情况选择不同的配套措施，让其生境、生态同建。（5）评估-优化：生态系统建立完成之后要进行二次评估，并对其进行有针对性的优化，其中包括高等水生植物群落调整、鱼类群落结构优化调整、底栖生物群落优化调整等。

4、技术创新性：（1）改善水体微环境，激活了水中有益原生菌和酶的活性，引导有益土著微生物成为优势种群，实现了原位污染治理和生物生长协同，提高水体自净能力；（2）通过对污染物的去除和生物体系的构建，生物多样性得到恢复，将浮游生物、微生物、水生生物培养、繁殖扩大置于整体系统解决方案中，使微生物优势种群真正形成强大的消除污染物质的力量，使水体自然变“活”，自净能力不断增强。

 

附件2：《四川省生态环保技术 2020 年度白皮书（水环境领域）》第六章“四、全省黑臭水体治理修复及流域生态环保技术典型应用案例”部分内容摘要

（三）案例3：崇州市向阳水库水环境治理服务项目

工程规模：向阳水库地处四川省崇州市道明镇以西罗汉沟出山口，属岷江水系，水库位于东经 103°25'、北纬 30°36'。水库坝址海拔高程为638m，坝址以上控制流域集雨面积 2.0km2，设计总库容 1310 万m3，现今库容 800 万 m3，属中型水库，以饮用、灌溉为主，兼有防洪、发电、养殖等综合效益的水资源，设计灌溉面积为 0.71 万亩，实灌面积0.71 万亩。

工艺流程：采用专用仪器和分析方法，确定水体中各指标的具体含量和超标情况，明确治理思路和对策；根据治理水体周边的污染源分布情况和水质检测数据，结合水体治理需要达到的目标，综合考虑水体流速、流量等情况，确定投加基于镧改性生物炭材料的种类和用量。将固体粉料搅拌混合均匀成 10-20%的溶液，用计量加料泵投加。

以《地面水环境质量标准》(GB 3838-2002)为准，将每 100m³Ⅴ类水体提升至Ⅲ类水体，所投加的基于镧改性生物炭材料约为 40kg。综合运用生态浮岛、人工湿地、生态河堤、生态沟渠、水下森林等技术重构河流湖库的水生生态系统，生态系统建立完成之后要进行二次评估，并对其进行有针对性的优化，满足氮在泥水界面的释放通量削减率达到 70%以上，磷在泥水界面的释放通量削减率达到 60%以上，上覆水氮磷浓度满足地表水环境质量标准（GB 3838-2002）Ⅲ类水质以上。

处理性能：经治理后向阳水库的锰、铜、锌、砷、铬、汞、铅、总氮、总磷、氨氮等特征污染物指标均达到了《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅱ、Ⅲ类水体标准，其中重金属去除率为 75%，氨氮去除率 75%，总氮去除率为 70%，总磷去除率为 60%，COD 去除率为 60%，没有发生任何二次污染和次生灾害问题，且治理见效快且效果明显。（案例照片详见白皮书）

（四）案例4：梅湾水库水质提升及生态修复项目

工程规模：梅湾水库位于丹棱县双桥镇梅湾村，集雨面积 15.3 平方公里，总库容 1015 万 m3，设计灌面 3.16 万亩，属中型水利工程。

工艺流程：工艺流程主要有以下三个阶段：底泥生态改良阶段、水质提升阶段、水生态修复阶段。（1）底泥生态改良阶段，通过将底 泥处理材料均匀洒施于整个治理区域，激活底泥中土著微生物，促进 底泥加速转化利用，从根本上改善底泥环境；（2）水质提升阶段，根 据前期底泥改良情况，使用“阿尔益”水处理Ⅰ型治污材料，吸附水体 中的（悬浮）微粒，通过沉降提高水体透明度，使光合作用大大增强。

根据Ⅰ型（储氧材料）治理的水质情况，使用“阿尔益”水处理 II 型（超磁透析介质）治污材料，消除 或降解水体中的多种有机物及有毒有害的化学物质；（3）水生态修复 阶段，在完成底泥生态改良后，水质提升治理阶段需配套进行水生态 修复，实现污染的无害化转移和资源化利用。

处理性能：丹棱县梅湾水库经治理后，实测水质状况良好，符合《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类水质标准。以库容量1015万 m3计算，削减总磷0.7吨、氨氮1.31吨、氟化物2.81吨。为丹棱县城及丹棱镇11个行政村、双桥镇6个行政村、杨场镇2个行政村共计44374人的生活生产用水提供了保障。（案例照片详见白皮书）

 

其他案例3：天津护仓河治理

工程规模：护仓河位于天津市河东区，自河东区光华路与中环线（东兴路）交口起，终止于郑庄子雨水泵站，全长5.4公里。

工艺流程：针对蓝藻治理难度大、易反弹的特点，本工艺流程主要有：（1）首先解决底层微环境，以促进生态改良，加速污染物质转化利用。（2）激活底泥中多种酶活性，为土著微生物生长繁殖提供支持。（3）采用超磁透析材料作介质，大量释放水分子中包裹的污染物质，通过吸附絮凝使透明度提升。（4）在切断营养源的同时，使用“阿尔益”除蓝藻材料消除蓝藻及其蓝藻毒素。（5）通过污染物质大量转移，营造水生生物繁衍环境，使自净能力大大增强。

处理性能： 2015年12月开展治理，到2016年6月基本解决蓝藻生长对氮磷的指标，氨氮去除率为67.2%，总磷去除率为73.8%，消除了蓝藻和富营养问题，至今没有爆发蓝藻。

治理前

治理后

 

四川省生态环境厅 四川省科学技术厅关于印发《四川省生态环保技术2020年度白皮书（水环境领域）》的通知 详见链接↓↓

http://sthjt.sc.gov.cn/sthjt/wjtzth/2021/12/31/e13d2692e4d74837acd17394f231af3f.shtml