复旦大学郑正教授团队以科技流域治理实践
水生态安全是生态文明建设的重要基石,也是美丽中国建设的厚重底色。从江南水乡的沟渠塘堰,到云贵高原的万顷碧波,治水这道考题,一头连着基础科学,一头连着万家炊烟。复旦大学特聘教授、流域污染控制研究中心主任郑正,已在流域污染治理与水生态修复领域扎根数十年。带领团队把在太湖、滇池和万千村庄的土地上坚持理论创新与工程实践双向并行,让一项项源自实验室的成果走出论文、将科研扎根土地,成果解决真实的环境问题,转化为守护河湖清水的实用技术,也沉淀为一方百姓看得见、摸得着的清水绿岸。
从源头到末端:破解农村分散式污水治理难题
农村分散式污水治理,是水环境治理中公认的“硬骨头”。传统污水处理厂依赖大型设备与化学制剂,建设和运维成本高昂,难以在乡村推广。针对这一痛点,团队研发出复合塔式生态滤池技术,充分利用土壤、植物、沙子、石头等自然元素,借助动物—微生物—植物—土壤—填料的多级协同效应,实现对农村生活污水的深度净化,实现"以自然之力,治自然之污"。

郑正在第六届世界植物科学与生物安全年度大会做主旨报告(2026.06 西班牙)
在结构设计上,复合塔式生态滤池突破传统滤池平面铺展的局限,转而向空中拓展,构建三层串联结构,强化好氧—厌氧交替与单元间跌落充氧的多次循环,有效攻克了传统滤池充氧不足、反硝化碳源缺乏、填料板结等关键技术难题。监测数据显示,该技术出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,许多时候甚至优于地表水Ⅳ类至Ⅱ类标准。凭借这一创新,该技术获评"十一五"国家水专项太湖项目五项标志性成果之一,并已在太湖武进港流域落地见效——沿岸33个村庄、一万三千多户居民的生活污水全部纳入工程化处理。这种装置可供整个村庄的居民使用,它的最大特点是运行成本非常低,只要有一个村民照看不被砸坏,就能照常运转。
“清流水网”:重构流域水生态的原创方案
如果说复合塔式生态滤池解决的是"点"上的污水治理,那么"清流水网"技术则是从"面"上重构流域水生态的系统方案——前者净化的是一个个村庄的出水,后者梳理的则是整个流域的水系脉络。郑正牵头研发的这一流域污染控制技术体系,不打乱乡村原有的山水格局,而是巧用田间沟塘、支流浜埂等自然地貌与各类水体,将生态渗滤坝、人工湿地、生态沟渠、前置库、生态库塘及水体植物生态空间构建等技术有机集成,布下一张藏于阡陌之间的"净水网络",对流域内面源污染进行拦截、消纳与深度净化。

生态塔式滤池 - 工程实践案例
这一理念背后有三条原则:一是基于流域水环境容量,确定污染源的优先控制级序,把好钢用在刀刃上;二是坚持流域内水污染的全过程控制,不让一滴污水"漏网";三是注重营养物质的高质循环,兼顾流域生态景观建设——治污的同时,也把乡村建成宜居宜游的水美家园。郑正曾把这一思路概括为一句朴素的话:"所谓污染,其实就是放错了地方的资源。"
工程规模有具体数据可查。在江苏太仓,清流水网覆盖40个村庄约3.5万户居民,日处理生活污水约4600吨,流域面积约40平方公里,其中大部分生活污水处理出水水质直接达到地表水标准。太湖武进港流域沿岸33个村庄一万三千多户居民的生活污水全部纳入工程处理。在贵阳东门河,团队治理黑臭水体后建成生态公园,出水水质连续10余年保持III类至II类水。目前,该技术已在长三角、云贵川、河南等地建成百余项示范工程,综合效益超过百亿元;相关技术成果获第75届德国纽伦堡国际发明展金奖、法国巴黎国际发明展金奖、第49届日内瓦国际发明展金奖等荣誉。
重污染水体修复:从“浊水”到“清水”
围绕重污染水体修复,团队提出基于生态位竞争的治理新思路,攻克低扰动生态清淤、淤泥快速脱水等关键技术。所谓生态位竞争,是通过构建利于沉水植物成活的“生态窗口”,引发“连锁反应”,以水生动物和水生植物等生态修复手段逐步恢复水体自净能力。

贵州东门河生态修复后实地效果
据复旦大学新闻网报道,示范工程区水体透明度由10厘米提高至近80厘米,蓝藻细胞数量下降近90%。据《海峡科技与产业》刊发的课题成果简介,滇池外海北岸0.25平方公里蓝藻集聚区示范工程建成前后,水体透明度平均提高54厘米,藻类生物量下降84%。
相关技术拥有国内外授权发明专利45项、实用新型24项。2021年,团队项目获中国发明协会“发明创业奖创新奖”一等奖。2024年,基于物质循环理念的水生态系统修复技术研发及应用”项目获第十二届中国技术市场协会金桥奖一等奖。团队技术支持的中国黄(渤)海候鸟栖息地湿地项目于2019年被列入《世界自然遗产名录》。
郑正主持“十一五”太湖水专项课题和“十二五”重大水专项滇池课题,在滇池、太湖等湖泊修复工程中开展技术验证与工程示范。严格说起来,中国流域治理“还真没有”称得上完全成功的例子。这也是持续主持太湖、滇池课题,在滇池外海蓝藻集聚区开展技术验证的原因。
前沿突破与人才与平台协同发展
在持续推进技术落地的同时,郑正教授团队始终没有放松对基础科学问题的追问。2026年7月,团队在环境领域权威期刊《Water Research》发表研究题为《Combined regulation of CO₂ and nutrients on carbon fixation and emission of Microcystis aeruginosa: physiological and transcriptomic insights》论文。研究以铜绿微囊藻为对象,开展CO₂浓度与氮磷营养水平交叉培养实验,结合先进分子测试技术,回答了CO₂浓度与营养盐水平如何协同调控蓝藻的光合固碳与好氧产甲烷过程被。论文指出,若仅依据光合固碳通量核算水体碳汇,会高估实际碳汇能力。该研究补充了内陆水体蓝藻碳循环认知,为气候变化下蓝藻水华防控、湖泊碳汇精准核算、水体减污降碳协同治理提供理论支撑。

从基础机理研究到重大水专项攻关,郑正先后主持国家重大水专项、国家863项目、国家自然科学基金等二十余项国家级、省部级课题,直面太湖、滇池等重点流域治理难题,扎根一线破解流域污染治理的现实瓶颈。截至目前,已发表学术论文300余篇,累计获得发明专利授权100余项(美国、爱尔兰等发达国家发明专利10余项),获得国家科技进步二等奖、江苏省科学技术奖、农业农村部科技奖以及社会力量奖10余项。在科研之外,他同样深耕人才培养,作为博士生导师,已培养百余名硕博研究生,为我国环境工程领域源源不断输送青年科研力量,推动学科建设与产业应用协同发展。
面向未来,郑正团队将持续聚焦流域污染防控、水生态修复关键技术攻关,进一步推动技术迭代与推广,为全球水生态治理贡献中国学者的智慧与力量。(武琳)
