#行走郑州读懂最早中国##华夏文明根在中原#咆哮万里的滔滔黄河，穿越晋陕高原后，突然折而向东，冲出豫西大峡谷，流入古老的中原腹地——郑州。这里一向被誉为华夏文明的发祥地，中华民族的摇篮。
黄河是中华民族的母亲河，哺育了两岸人民，伴随着他们从猿到人，再向着现代人迈进。经过考古发现已证实我国百万年的人类史，一万年的文化史，五千年的文明史。
郑州地区嵩山东南麓，广泛分布有大量的距今5万至3万年的旧石器地点。其中有人类长期居住的营地，还有专门的石器加工场所。这些遗址群沿古代河流两侧分布，系统地展示了该地区旧石器时代中、晚期的人类聚落与栖息形态。
荥阳织机洞遗址位于郑州西南50公里处，地处嵩山北侧的低山丘陵区边缘，下层年代为5万年至3.5万年。这里的生态环境自然天成，极适宜古人类的生存与进化。织机洞遗址古人类文化涉及面很广，厚达24米，火堆遗存和灰烬层的发现，证明当时具有很高的用火能力。火的发明使人类摆脱了茹毛饮血的蛮荒时代，开始向着智人演化迈进。
新石器早期，人们已经开始以食用粮食为主、狩猎为辅的生活方式，进而结束了四处迁徙的生活——氏族社会开始出现。氏族是一种古老的社会组织，以血缘关系为纽带，它们有着自己的部落名称和图腾标志，如有巢氏、燧人氏、伏羲氏、神农氏、有熊氏等。图腾是人类的原始宗教崇拜，是姓氏之源。
李家沟遗址位于新密市岳村镇李家沟村西，该遗址为目前中原地区发现的唯一一处旧石器时代向新石器时代过渡时期的文化遗存。该遗址所处年代距今8600年至10500年，其重要发现为细石器、局部磨光石器和素面夹粗砂陶片、大型石制品、人工搬运石块等。
裴李岗文化属于新石器早期文化，距今7000年至9000年，以新郑西北7.5公里的裴李岗命名。当时已经出现原始锄耕农业和聚居的村落，先民们过着较为安稳的定居生活。裴李岗出土典型器物为石磨盘、石磨棒、石铲、石斧、陶壶等遗物。石磨盘的形状像一块长石板，一般长70厘米左右，像鞋底状，是可供谷物脱壳的加工工具。
大约从仰韶中晚期开始，中原大地上邦国林立、群雄逐鹿，已经进入到大动荡、大分化、大变革的历史时期。城邑这一新的聚落形态应运而生。
西山古城遗址坐落在郑州北郊23公里处的邙岭余脉上，距今5300年至4800年，城垣面积约3万平方米，其时代属仰韶文化晚期的秦王寨类型。学术界认为，这一时代的文化正是黄帝及其部族创建的，西山古城被誉为“中华第一城”。西山古城遗址位于郑州地区仰韶文化聚落群的中部，东距大河村遗址约17公里，西距青台遗址约12公里，距点军台遗址约9公里，距秦王寨遗址约17公里，南距后庄王遗址约6公里，距陈庄遗址约15公里。另外，许多著名的遗址也都距西山城址不远，其时代均属仰韶文化晚期的秦王寨类型。而这些遗址中，规模超过西山古城的仅大河村一处，但是那里却没有发现城垣遗址，因而西山城址应该是这一区域的中心要邑。
《淮南子·原道训》云：“黄帝始立城邑以居。”是否可以说，中华五千年文明史起源于黄帝时代，黄帝族团发轫于郑州地区呢？
仰韶文化距今5000年至7000年，是黄河流域一支古老而强大的文化脉系，绵延数千年，纵横近万里，在世界范围内实属罕见。
大河村遗址是黄河流域又一处新石器时期的远古村落，它位于郑州市东北，柳林乡大河村西南约1公里的慢坡岗上，面积达40万平方米。大河村遗址出土了大量的古代文化遗迹和遗物，计有房基、窖穴、陶制品等。其中有一组四间东西相连的排房，共墙而建，墙壁残存最高部分达1米以上，基本可以看出当时的建筑结构和建筑过程。这组房基内出土器物相当丰富，其中一件双连壶和白衣彩陶钵格外引人注目，是大河村出土器物中最精美者。据最新报道，考古发现了大河村仰韶晚期城垣遗址，与双槐树遗址属于同时期，其走向、性质、作用对重新审视遗址在郑州地区仰韶遗址群和对外文化交流中占据的地位和作用提供了新的视角，增添了新的科学资料。
位于黄河与洛河交汇处的河洛地区，自古便有“天地之中”的说法，被视为华夏文明的核心地带。考古工作者经过系统调查和大规模勘探，已确定巩义双槐树遗址残存面积117万平方米，是一处仰韶文化中晚期至龙山文化的大型聚落遗址，距今5300年。
在此发现有仰韶文化中晚阶段的三重大型环壕遗址和封闭式排状布局的大型中心居址，具有最早瓮城结构的围墙、版筑的大型夯土地基。这座史前遗址是华夏集团文化与文明的载体，被专家学者命名为“河洛古国”，认为它很可能是黄帝时代的都邑所在地，至少是早期中国的酝酿阶段。
黄帝是上古传说中一位名动四海、彪炳千秋的大英雄。他首次实现了万国氏族部落的大融合，肇造中华文明，创造了文字和姓氏，发明了宫室城堡，以及宗教、天文学等，推动了人类文明的伟大进程。《庄子》曰：“世之所高，莫若黄帝。”从而黄帝被后世子孙尊奉为中华文明始祖。换言之，凡我中华儿女同为炎黄子孙，我们的祖根、主根皆在中原，在河南。
“唯唯客家，系出中原，根在河洛”。所谓的“河洛”，即黄河之南、伊洛水及嵩山周围一带。换言之，中原地区不仅是国家率先诞生的地方，也是中华姓氏发展的源头。
黄帝时代结束，终于迎来了万国林立、城池营垒的龙山时代。龙山文化是继仰韶文化之后，在黄河中下游地区发展起来的一种新石器时代晚期的文化。从而构建起以裴李岗文化、仰韶文化、龙山文化为主体的史前文化序列。一切迹象表明它们和商文化的发展一脉相承，中间没有缺环。这说明伟大的华夏文明，瓜瓞绵绵从没有断线。
夏商周三代皆建都在河洛之间，至此河南就牢固确立了其“天下之中”的政治地位。考古学家曾经在登封王城岗发掘到一座带护城壕的大型城址，总面积达34.8万平方米，从地望看，恰好与史书记载“禹都阳城”的地望相符合。王城岗古城遗址的发现，对探索早期夏文化是一次重大突破。
新密新砦城址是河南境内目前发现的面积最大的龙山文化城址，位于新密市东23公里刘寨镇新砦村西部，面积约100万平方米。中原龙山文化晚期和二里头文化早期遗址，中华文明探源工程首批六大都邑之一，可能是历史记载中的“夏启之居”。夏传子家天下，禹直接把王位传给了儿子启，从而将“禅让”制变为“世袭”制。
商汤灭夏后，在郑州建立起第二个王权国家，距今3600年，并且在郑州留下一座雄伟而庄严的都城遗址。郑州商城为商初“亳都”的认定，确立了该城在中国古代史上重要的历史地位，它是迄今所知我国商代最早，而且最大的一座王都。
从考古发掘看，郑州商城延续使用时间大概有上百年历史。经过几代考古人数十年的考古发掘，除探明商城城垣遗址、宫殿遗址外，还发现大量的青铜器。郑州张寨南街窖藏坑出土的杜岭一号和杜岭二号大方鼎，虽然没有安阳殷墟出土的“司母戊”铜方鼎大，却比它早100多年，是我国目前所发现的商代前期青铜器中罕见的重器。
郑韩故城南距郑州40公里，是一座享誉世界的历史文化古城，是春秋战国时期郑国和韩国的都城遗址。郑国在此建都长达390年，于公元前375年被韩哀侯所灭。韩灭郑后，将国都从阳翟（河南禹县）迁于此，而后延续130多年，于公元前230年被秦所灭。新郑是春秋战国时期，郑国和韩国先后建都的地方，影响远非一般。
莲鹤方壶出土于新郑，出土时为一对，被誉为“青铜时代的杰出代表”。莲鹤方壶设计奇特，铸造精巧，给人一种华丽富贵之感。
列鼎制度是西周时期确立的贵族等级的体现。鼎在祭祀、宴飨、随葬时的数量，依贵族身份分为五等，天子可享用九鼎八簋，诸侯七鼎六簋，依次递减，不得逾越，这便是“藏礼于器”。春秋时期，王室衰微，诸侯争霸，天下云扰幅裂。郑国曾用“九鼎八簋”向天下宣告自己的强盛，也向后人揭开了“礼崩乐坏”的历史事实。
中华5000年，以无与伦比的凝聚力，形成一个伟大的民族。而民族大融合的过程，即少数民族入主中原和原居民四处播迁的历史过程。华夏文明的火种也随之洒向大江以南、闽粤之地，随后走向世界。
俯视中华民族姓氏的分布，犹如一株巨大的榕树，其冠如盖，铺天盖地。而这棵大树的根就在中原，其冠犹如繁星布满天际。（网信郑州）
黄河是中华民族的母亲河，哺育了两岸人民，伴随着他们从猿到人，再向着现代人迈进。经过考古发现已证实我国百万年的人类史，一万年的文化史，五千年的文明史。
郑州地区嵩山东南麓，广泛分布有大量的距今5万至3万年的旧石器地点。其中有人类长期居住的营地，还有专门的石器加工场所。这些遗址群沿古代河流两侧分布，系统地展示了该地区旧石器时代中、晚期的人类聚落与栖息形态。
荥阳织机洞遗址位于郑州西南50公里处，地处嵩山北侧的低山丘陵区边缘，下层年代为5万年至3.5万年。这里的生态环境自然天成，极适宜古人类的生存与进化。织机洞遗址古人类文化涉及面很广，厚达24米，火堆遗存和灰烬层的发现，证明当时具有很高的用火能力。火的发明使人类摆脱了茹毛饮血的蛮荒时代，开始向着智人演化迈进。
新石器早期，人们已经开始以食用粮食为主、狩猎为辅的生活方式，进而结束了四处迁徙的生活——氏族社会开始出现。氏族是一种古老的社会组织，以血缘关系为纽带，它们有着自己的部落名称和图腾标志，如有巢氏、燧人氏、伏羲氏、神农氏、有熊氏等。图腾是人类的原始宗教崇拜，是姓氏之源。
李家沟遗址位于新密市岳村镇李家沟村西，该遗址为目前中原地区发现的唯一一处旧石器时代向新石器时代过渡时期的文化遗存。该遗址所处年代距今8600年至10500年，其重要发现为细石器、局部磨光石器和素面夹粗砂陶片、大型石制品、人工搬运石块等。
裴李岗文化属于新石器早期文化，距今7000年至9000年，以新郑西北7.5公里的裴李岗命名。当时已经出现原始锄耕农业和聚居的村落，先民们过着较为安稳的定居生活。裴李岗出土典型器物为石磨盘、石磨棒、石铲、石斧、陶壶等遗物。石磨盘的形状像一块长石板，一般长70厘米左右，像鞋底状，是可供谷物脱壳的加工工具。
大约从仰韶中晚期开始，中原大地上邦国林立、群雄逐鹿，已经进入到大动荡、大分化、大变革的历史时期。城邑这一新的聚落形态应运而生。
西山古城遗址坐落在郑州北郊23公里处的邙岭余脉上，距今5300年至4800年，城垣面积约3万平方米，其时代属仰韶文化晚期的秦王寨类型。学术界认为，这一时代的文化正是黄帝及其部族创建的，西山古城被誉为“中华第一城”。西山古城遗址位于郑州地区仰韶文化聚落群的中部，东距大河村遗址约17公里，西距青台遗址约12公里，距点军台遗址约9公里，距秦王寨遗址约17公里，南距后庄王遗址约6公里，距陈庄遗址约15公里。另外，许多著名的遗址也都距西山城址不远，其时代均属仰韶文化晚期的秦王寨类型。而这些遗址中，规模超过西山古城的仅大河村一处，但是那里却没有发现城垣遗址，因而西山城址应该是这一区域的中心要邑。
《淮南子·原道训》云：“黄帝始立城邑以居。”是否可以说，中华五千年文明史起源于黄帝时代，黄帝族团发轫于郑州地区呢？
仰韶文化距今5000年至7000年，是黄河流域一支古老而强大的文化脉系，绵延数千年，纵横近万里，在世界范围内实属罕见。
大河村遗址是黄河流域又一处新石器时期的远古村落，它位于郑州市东北，柳林乡大河村西南约1公里的慢坡岗上，面积达40万平方米。大河村遗址出土了大量的古代文化遗迹和遗物，计有房基、窖穴、陶制品等。其中有一组四间东西相连的排房，共墙而建，墙壁残存最高部分达1米以上，基本可以看出当时的建筑结构和建筑过程。这组房基内出土器物相当丰富，其中一件双连壶和白衣彩陶钵格外引人注目，是大河村出土器物中最精美者。据最新报道，考古发现了大河村仰韶晚期城垣遗址，与双槐树遗址属于同时期，其走向、性质、作用对重新审视遗址在郑州地区仰韶遗址群和对外文化交流中占据的地位和作用提供了新的视角，增添了新的科学资料。
位于黄河与洛河交汇处的河洛地区，自古便有“天地之中”的说法，被视为华夏文明的核心地带。考古工作者经过系统调查和大规模勘探，已确定巩义双槐树遗址残存面积117万平方米，是一处仰韶文化中晚期至龙山文化的大型聚落遗址，距今5300年。
在此发现有仰韶文化中晚阶段的三重大型环壕遗址和封闭式排状布局的大型中心居址，具有最早瓮城结构的围墙、版筑的大型夯土地基。这座史前遗址是华夏集团文化与文明的载体，被专家学者命名为“河洛古国”，认为它很可能是黄帝时代的都邑所在地，至少是早期中国的酝酿阶段。
黄帝是上古传说中一位名动四海、彪炳千秋的大英雄。他首次实现了万国氏族部落的大融合，肇造中华文明，创造了文字和姓氏，发明了宫室城堡，以及宗教、天文学等，推动了人类文明的伟大进程。《庄子》曰：“世之所高，莫若黄帝。”从而黄帝被后世子孙尊奉为中华文明始祖。换言之，凡我中华儿女同为炎黄子孙，我们的祖根、主根皆在中原，在河南。
“唯唯客家，系出中原，根在河洛”。所谓的“河洛”，即黄河之南、伊洛水及嵩山周围一带。换言之，中原地区不仅是国家率先诞生的地方，也是中华姓氏发展的源头。
黄帝时代结束，终于迎来了万国林立、城池营垒的龙山时代。龙山文化是继仰韶文化之后，在黄河中下游地区发展起来的一种新石器时代晚期的文化。从而构建起以裴李岗文化、仰韶文化、龙山文化为主体的史前文化序列。一切迹象表明它们和商文化的发展一脉相承，中间没有缺环。这说明伟大的华夏文明，瓜瓞绵绵从没有断线。
夏商周三代皆建都在河洛之间，至此河南就牢固确立了其“天下之中”的政治地位。考古学家曾经在登封王城岗发掘到一座带护城壕的大型城址，总面积达34.8万平方米，从地望看，恰好与史书记载“禹都阳城”的地望相符合。王城岗古城遗址的发现，对探索早期夏文化是一次重大突破。
新密新砦城址是河南境内目前发现的面积最大的龙山文化城址，位于新密市东23公里刘寨镇新砦村西部，面积约100万平方米。中原龙山文化晚期和二里头文化早期遗址，中华文明探源工程首批六大都邑之一，可能是历史记载中的“夏启之居”。夏传子家天下，禹直接把王位传给了儿子启，从而将“禅让”制变为“世袭”制。
商汤灭夏后，在郑州建立起第二个王权国家，距今3600年，并且在郑州留下一座雄伟而庄严的都城遗址。郑州商城为商初“亳都”的认定，确立了该城在中国古代史上重要的历史地位，它是迄今所知我国商代最早，而且最大的一座王都。
从考古发掘看，郑州商城延续使用时间大概有上百年历史。经过几代考古人数十年的考古发掘，除探明商城城垣遗址、宫殿遗址外，还发现大量的青铜器。郑州张寨南街窖藏坑出土的杜岭一号和杜岭二号大方鼎，虽然没有安阳殷墟出土的“司母戊”铜方鼎大，却比它早100多年，是我国目前所发现的商代前期青铜器中罕见的重器。
郑韩故城南距郑州40公里，是一座享誉世界的历史文化古城，是春秋战国时期郑国和韩国的都城遗址。郑国在此建都长达390年，于公元前375年被韩哀侯所灭。韩灭郑后，将国都从阳翟（河南禹县）迁于此，而后延续130多年，于公元前230年被秦所灭。新郑是春秋战国时期，郑国和韩国先后建都的地方，影响远非一般。
莲鹤方壶出土于新郑，出土时为一对，被誉为“青铜时代的杰出代表”。莲鹤方壶设计奇特，铸造精巧，给人一种华丽富贵之感。
列鼎制度是西周时期确立的贵族等级的体现。鼎在祭祀、宴飨、随葬时的数量，依贵族身份分为五等，天子可享用九鼎八簋，诸侯七鼎六簋，依次递减，不得逾越，这便是“藏礼于器”。春秋时期，王室衰微，诸侯争霸，天下云扰幅裂。郑国曾用“九鼎八簋”向天下宣告自己的强盛，也向后人揭开了“礼崩乐坏”的历史事实。
中华5000年，以无与伦比的凝聚力，形成一个伟大的民族。而民族大融合的过程，即少数民族入主中原和原居民四处播迁的历史过程。华夏文明的火种也随之洒向大江以南、闽粤之地，随后走向世界。
俯视中华民族姓氏的分布，犹如一株巨大的榕树，其冠如盖，铺天盖地。而这棵大树的根就在中原，其冠犹如繁星布满天际。（网信郑州）
#科学出版社##科学社书摘# 三峡库区水环境变化及治理
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随着三峡工程的建设，三峡库区的经济和社会水平也在发生着日新月异的变化。随着社会和国民经济的迅速发展，人们对水资源的需求越来越多，对水资源的质量要求也越来越高。水质变化体现了生态环境受到的影响。作为一项超大型水利水电工程，三峡工程将湍急的长江水截留下来，在很大程度上改变了江水的流态和水文泥沙的特性。此外，长江上游地区经济的无序发展和乱序开发，导致大量污染物排入库区。由于三峡库区水体的湖泊化，其江水自净能力降低，造成三峡库区局部季节性的水质恶化。三峡工程对三峡库区水环境的作用不容忽视，因此，考察三峡库区水质发展变化对三峡库区水环境的保护、预防和治理具有重要的实践意义。
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三峡水库蓄水后，库区江段由天然河道变成水库，水体流态发生变化，使得境内长江干流及诸多支流的水文特征发生重大变化，三峡库区水环境逐步由急流环境的河流生态系统向静水环境湖泊生态系统演变，氮、磷等营养盐的迁移转化途径和停留时间发生明显改变，支流水体富营养化程度逐渐提高，部分支流回水区藻华频发，对三峡库区水环境产生了一定的影响。同时，随着三峡库区上游经济的快速发展，入库污染负荷不断加大，三峡库区水环境恶化趋势仍未得到遏制。
1.1996～2016 年三峡库区水质变化的主要表现
（1）三峡库区的总体水质从蓄水前到一期蓄水、二期蓄水、三期蓄水呈现出不规律的变化，总体以Ⅱ类水质和Ⅲ类水质为主。三峡库区达到Ⅰ类水质的比例十分小，在1996～2016 年的时间中，只有1998 年、1999 年、2002 年、2009 年、2010 年出现了Ⅰ类水质，且Ⅰ类水质的比例在上升，特别是2009 年达到最高蓄水位175m 后，Ⅰ类水质的比例明显上升，且未到达Ⅲ类水质的比例明显下降，说明三峡工程蓄水对库区水质产生了积极的影响。
（2）从三峡库区长江干流总体水质来看，1996～2003 年，根据三峡库区长江干流监测断面历年监测数据，三峡库区水质主要为Ⅱ～Ⅳ类，总体水质良好；2003 年三峡库区蓄水后，长江干流总体水质和蓄水前相比，没有出现很大的差异，主要为Ⅰ～Ⅳ；2011～2015 年，三峡库区长江干流监测断面总体水质均为Ⅲ类，水质变化比较平稳，并没有随着经济的发展呈现出恶化的趋势。
（3）从主要河流水质来看，三峡库区蓄水前，1996～2002 年，三峡库区13 条主要河流一级支流中，大溪河年度水质为劣Ⅴ类，汝溪河水质为Ⅳ～Ⅴ类，草堂河水质为Ⅳ类，其他水质基本为Ⅱ～Ⅲ类，水质状态较差。三峡库区蓄水后，从整体来看2003～2016 年，嘉陵江的水质主要为Ⅲ类、Ⅱ类；水质基本达标，水质总体情况好于乌江。2005～2008 年，大宁河监测断面香溪河的水质均为Ⅳ类，未达到合格标准，水污染情况较为严重。2011～2013 年，乌江监测断面的水质主要是劣Ⅴ类、Ⅴ类，污染情况较为严重；2014 年，乌江监测断面水质总体为Ⅴ类、Ⅲ类，污染程度有所缓解。
（4）从三峡库区水体污染事件来看，2004～2016 年，三峡库区水华现象逐年增多，主要是因为工程蓄水、流速变缓，三峡库区正由河流转换为湖库，水中氮磷含量有所提高，从而造成了支流、库湾回水区水华发生频率的上升；水华发生的时间呈现出不规律性，主要暴发在春季和秋季。2006～2016 年，水华在时间和地点上都呈现出不规律性特征。其中，2006 年，三峡库区长江支流水华暴发数目最多，水华发生较为频繁的支流主要是大宁河、抱龙河、神女溪、草堂河、梅溪河、澎溪河、大溪河等支流。
（5）从三峡库区水体富营养化现象来看，三峡工程建成蓄水后，水体流速变缓，在支流部分河段形成大面积的静水区域，导致出现富营养化，其中从完成一期135m 蓄水后的2005～2010 年，三峡库区长江一级支流断面水质富营养合计从7.69%增长到34.00%，三峡库区长江支流水体富营养化程度在加重。2011～2014 年，三峡库区77 个断面中处于富营养化状态的断面比例由20.8%～39.0%下降到0%～6.5%，处于中营养化状态的断面由58.4%～77.9%下降到57.1%～75.3%；2011～2016 年，处于贫营养状态的断面比例由0.0%～5.2%上升到20.8%～37.7%，再下降到0.0%～6.5%。总体来看，三峡库区的支流富营养化还没有得到有效的遏制。
2.对三峡库区水环境治理的几点建议
建议一：从流域视角科学划定三峡库区水环境“大保护”的空间范围，把入库支流纳入后三峡时期三峡库区水环境保护的范围之中。
三峡库区水环境保护的空间范围的划分依据要从过去受三峡工程影响角度转向从流域经济和流域生态的角度。新的三峡库区水环境保护的空间范围除了受工程影响的26 个区县外，入库次级支流及其流经的区域都属于三峡库区水环境保护的重点区域。
建议二：由水利部长江水利委员会成立三峡库区流域综合管理委员会专门机构，下设由省级相关领导组成的高层次省级联席会议和由市级相关政府部门组成的市级联席会议，协同推进三峡库区全流域生态环境管理“大部制”。
由三峡库区流域综合管理委员会统一履行分散在不同部门间的环境监管、环保投入、污染防控等各项环保相关职能，统一制定三峡库区流域保护的中长期发展规划。发挥省级联席会议在流域综合治理的统筹协调功能，市级联席会议具体负责环境管理事务，承担环境建设职能。
建议三：纵深推进入库支流流域的主体功能区划分建设，推进支流流域绿色一体化发展。
综合考虑支流流域内人口、资源、环境和社会等因素，在支流流域建立城市功能核心区和拓展区、城市发展新区、生态保护发展区以及禁止开发区。为此，实行长江上游全流域“规划一张图”，加快编制《三峡库区支流主体功能区实施规划》，促进地方各级土地利用、国民经济与社会发展、城市规划、环境保护等多规融合；针对不同功能区因地制宜地提供差异化的财税金融政策、产业政策、土地政策、人口政策、环保政策等配套服务；根据各个功能区发展定位，建立不同的考核指标体系，对各个功能区的经济增长贡献、生活质量提升贡献和生态环境改善贡献赋予不同的考核权重。
建议四：实施流域产业发展的正面清单和负面清单制度。
一方面，培育以环保产业为龙头的战略性新兴产业作为流域正面清单产业的主要部分。推进生态环境治理与战略性新兴产业深度融合，以新一代信息技术为导向，发展流域大数据产业和智能终端产业；以生物技术为导向，发展生物滞留系统、水体净化装置等生物环保产业；以高端装备制造业为载体，带动高端环保装备制造；以新能源产业为导向，发展新能源汽车产业；以新材料为导向，发展环保新材料。另一方面，促进印染、造纸、化工以及小水电开发等长江上游流域负面清单产业走向正轨。禁止新建使用煤、重油等燃料的工业项目，禁止新建水泥、采石等大气污染项目，禁止新建造纸、印染、化工等水污染项目；对在建或已建布局不合理、生态环保问题突出的负面产业，综合实施压减、转移、改造和提升工程，明确向高端产业发展的重点领域和主要方向。
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本文摘编自《三峡库区水环境演变研究》（文传浩、兰秀娟、杨海林等著）第五章和第八章，标题和内容有调整。
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本书主要对三峡库区的水环境变化情况进行研究，以促进流域可持续发展。本书在界定三峡库区范围的基础上，首先对三峡库区作为独特地理单元生态环境的基本情况进行了介绍，其次是针对三峡库区农业非点源污染、工业点源污染、城镇生活污水污染以及总体水质的变化情况进行了解析，进而对三峡库区的水生态安全及战略环境影响进行了综合评价和预测，最后根据分析结果对未来三峡库区水生态环境保护的重点方向提出了相关政策建议。
本书可供生态学、经济学、管理学、社会学等专业的师生及研究人员使用，也可供三峡库区相关决策部门和对三峡库区问题感兴趣的读者参考。
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随着三峡工程的建设，三峡库区的经济和社会水平也在发生着日新月异的变化。随着社会和国民经济的迅速发展，人们对水资源的需求越来越多，对水资源的质量要求也越来越高。水质变化体现了生态环境受到的影响。作为一项超大型水利水电工程，三峡工程将湍急的长江水截留下来，在很大程度上改变了江水的流态和水文泥沙的特性。此外，长江上游地区经济的无序发展和乱序开发，导致大量污染物排入库区。由于三峡库区水体的湖泊化，其江水自净能力降低，造成三峡库区局部季节性的水质恶化。三峡工程对三峡库区水环境的作用不容忽视，因此，考察三峡库区水质发展变化对三峡库区水环境的保护、预防和治理具有重要的实践意义。
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三峡水库蓄水后，库区江段由天然河道变成水库，水体流态发生变化，使得境内长江干流及诸多支流的水文特征发生重大变化，三峡库区水环境逐步由急流环境的河流生态系统向静水环境湖泊生态系统演变，氮、磷等营养盐的迁移转化途径和停留时间发生明显改变，支流水体富营养化程度逐渐提高，部分支流回水区藻华频发，对三峡库区水环境产生了一定的影响。同时，随着三峡库区上游经济的快速发展，入库污染负荷不断加大，三峡库区水环境恶化趋势仍未得到遏制。
1.1996～2016 年三峡库区水质变化的主要表现
（1）三峡库区的总体水质从蓄水前到一期蓄水、二期蓄水、三期蓄水呈现出不规律的变化，总体以Ⅱ类水质和Ⅲ类水质为主。三峡库区达到Ⅰ类水质的比例十分小，在1996～2016 年的时间中，只有1998 年、1999 年、2002 年、2009 年、2010 年出现了Ⅰ类水质，且Ⅰ类水质的比例在上升，特别是2009 年达到最高蓄水位175m 后，Ⅰ类水质的比例明显上升，且未到达Ⅲ类水质的比例明显下降，说明三峡工程蓄水对库区水质产生了积极的影响。
（2）从三峡库区长江干流总体水质来看，1996～2003 年，根据三峡库区长江干流监测断面历年监测数据，三峡库区水质主要为Ⅱ～Ⅳ类，总体水质良好；2003 年三峡库区蓄水后，长江干流总体水质和蓄水前相比，没有出现很大的差异，主要为Ⅰ～Ⅳ；2011～2015 年，三峡库区长江干流监测断面总体水质均为Ⅲ类，水质变化比较平稳，并没有随着经济的发展呈现出恶化的趋势。
（3）从主要河流水质来看，三峡库区蓄水前，1996～2002 年，三峡库区13 条主要河流一级支流中，大溪河年度水质为劣Ⅴ类，汝溪河水质为Ⅳ～Ⅴ类，草堂河水质为Ⅳ类，其他水质基本为Ⅱ～Ⅲ类，水质状态较差。三峡库区蓄水后，从整体来看2003～2016 年，嘉陵江的水质主要为Ⅲ类、Ⅱ类；水质基本达标，水质总体情况好于乌江。2005～2008 年，大宁河监测断面香溪河的水质均为Ⅳ类，未达到合格标准，水污染情况较为严重。2011～2013 年，乌江监测断面的水质主要是劣Ⅴ类、Ⅴ类，污染情况较为严重；2014 年，乌江监测断面水质总体为Ⅴ类、Ⅲ类，污染程度有所缓解。
（4）从三峡库区水体污染事件来看，2004～2016 年，三峡库区水华现象逐年增多，主要是因为工程蓄水、流速变缓，三峡库区正由河流转换为湖库，水中氮磷含量有所提高，从而造成了支流、库湾回水区水华发生频率的上升；水华发生的时间呈现出不规律性，主要暴发在春季和秋季。2006～2016 年，水华在时间和地点上都呈现出不规律性特征。其中，2006 年，三峡库区长江支流水华暴发数目最多，水华发生较为频繁的支流主要是大宁河、抱龙河、神女溪、草堂河、梅溪河、澎溪河、大溪河等支流。
（5）从三峡库区水体富营养化现象来看，三峡工程建成蓄水后，水体流速变缓，在支流部分河段形成大面积的静水区域，导致出现富营养化，其中从完成一期135m 蓄水后的2005～2010 年，三峡库区长江一级支流断面水质富营养合计从7.69%增长到34.00%，三峡库区长江支流水体富营养化程度在加重。2011～2014 年，三峡库区77 个断面中处于富营养化状态的断面比例由20.8%～39.0%下降到0%～6.5%，处于中营养化状态的断面由58.4%～77.9%下降到57.1%～75.3%；2011～2016 年，处于贫营养状态的断面比例由0.0%～5.2%上升到20.8%～37.7%，再下降到0.0%～6.5%。总体来看，三峡库区的支流富营养化还没有得到有效的遏制。
2.对三峡库区水环境治理的几点建议
建议一：从流域视角科学划定三峡库区水环境“大保护”的空间范围，把入库支流纳入后三峡时期三峡库区水环境保护的范围之中。
三峡库区水环境保护的空间范围的划分依据要从过去受三峡工程影响角度转向从流域经济和流域生态的角度。新的三峡库区水环境保护的空间范围除了受工程影响的26 个区县外，入库次级支流及其流经的区域都属于三峡库区水环境保护的重点区域。
建议二：由水利部长江水利委员会成立三峡库区流域综合管理委员会专门机构，下设由省级相关领导组成的高层次省级联席会议和由市级相关政府部门组成的市级联席会议，协同推进三峡库区全流域生态环境管理“大部制”。
由三峡库区流域综合管理委员会统一履行分散在不同部门间的环境监管、环保投入、污染防控等各项环保相关职能，统一制定三峡库区流域保护的中长期发展规划。发挥省级联席会议在流域综合治理的统筹协调功能，市级联席会议具体负责环境管理事务，承担环境建设职能。
建议三：纵深推进入库支流流域的主体功能区划分建设，推进支流流域绿色一体化发展。
综合考虑支流流域内人口、资源、环境和社会等因素，在支流流域建立城市功能核心区和拓展区、城市发展新区、生态保护发展区以及禁止开发区。为此，实行长江上游全流域“规划一张图”，加快编制《三峡库区支流主体功能区实施规划》，促进地方各级土地利用、国民经济与社会发展、城市规划、环境保护等多规融合；针对不同功能区因地制宜地提供差异化的财税金融政策、产业政策、土地政策、人口政策、环保政策等配套服务；根据各个功能区发展定位，建立不同的考核指标体系，对各个功能区的经济增长贡献、生活质量提升贡献和生态环境改善贡献赋予不同的考核权重。
建议四：实施流域产业发展的正面清单和负面清单制度。
一方面，培育以环保产业为龙头的战略性新兴产业作为流域正面清单产业的主要部分。推进生态环境治理与战略性新兴产业深度融合，以新一代信息技术为导向，发展流域大数据产业和智能终端产业；以生物技术为导向，发展生物滞留系统、水体净化装置等生物环保产业；以高端装备制造业为载体，带动高端环保装备制造；以新能源产业为导向，发展新能源汽车产业；以新材料为导向，发展环保新材料。另一方面，促进印染、造纸、化工以及小水电开发等长江上游流域负面清单产业走向正轨。禁止新建使用煤、重油等燃料的工业项目，禁止新建水泥、采石等大气污染项目，禁止新建造纸、印染、化工等水污染项目；对在建或已建布局不合理、生态环保问题突出的负面产业，综合实施压减、转移、改造和提升工程，明确向高端产业发展的重点领域和主要方向。
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本文摘编自《三峡库区水环境演变研究》（文传浩、兰秀娟、杨海林等著）第五章和第八章，标题和内容有调整。
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本书主要对三峡库区的水环境变化情况进行研究，以促进流域可持续发展。本书在界定三峡库区范围的基础上，首先对三峡库区作为独特地理单元生态环境的基本情况进行了介绍，其次是针对三峡库区农业非点源污染、工业点源污染、城镇生活污水污染以及总体水质的变化情况进行了解析，进而对三峡库区的水生态安全及战略环境影响进行了综合评价和预测，最后根据分析结果对未来三峡库区水生态环境保护的重点方向提出了相关政策建议。
本书可供生态学、经济学、管理学、社会学等专业的师生及研究人员使用，也可供三峡库区相关决策部门和对三峡库区问题感兴趣的读者参考。
【“液态阳光” 推动碳达峰碳中和的技术新路径】以太阳能为动力，水和二氧化碳作原料，在催化剂作用下合成出甲醇，用以替代化石能源，实现碳的循环利用——甘肃籍中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所研究员、博士生导师李灿及其团队，历时20载攻克的液态太阳燃料合成技术，将这一梦想变为现实。
而随着液态太阳燃料合成技术在兰州新区成功完成工业化验证，使早日实现“碳达峰、碳中和”有了一条全新路径。
二氧化碳变废为宝
车辆离开兰州新区繁华的核心区，沿着笔直开阔的道路向西北方向行驶20余公里，便到了兰州新区倾力打造的化工园区。道路一侧的一座小山丘上，漫山遍野铺满了光伏板，在阳光照射下显得格外壮观。
“这是液态太阳燃料合成示范项目的光伏发电部分，占地259亩，用来将太阳能转化为电能。”兰州新区石投集团高级技术主管李春新介绍说。
距离山丘不远，就是项目的主厂区，里面矗立着项目的核心设备——各种各样的装置、在空中穿梭交织的管道、高耸的反应塔，显示出十足的科技范儿。
“用山丘上光伏板发的电，将水电解为氢气和氧气，再让氢气和二氧化碳反应，就生产出了甲醇，也就是我们所说的‘液态阳光’。”李春新尽量用最简要的语言道明了项目的原理。
甲醇，可作为燃料替代石油，同时也是一种重要的化学中间体，在化工领域应用非常广泛。
电解水制氢，氢再与二氧化碳反应制甲醇，在实验室早就在研究，液态太阳燃料合成示范项目有何特别之处？
“关键在于合成过程中使用了李灿院士团队所研发的高效催化剂。”李春新说，这一项目由光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢等3个重要生产环节组成，其中，李灿院士团队研发的催化剂在后面两个环节发挥了关键作用。
催化剂是在化学反应中加入的一种特殊物质，其本身不会参与反应，却可以加快化学反应的速度，全面提升效率。
实验室里，通过电解水得到氢气，再让二氧化碳与氢气反应生成甲醇的过程复杂漫长，且条件也相对苛刻，而没有实现大规模化工业过程。而李灿院士团队研发的高效催化剂，则极大加快了电解水和二氧化碳加氢的进程，解决了关键技术难题，使工业化生产“液态阳光”变为了现实。
“通俗地讲，液态太阳燃料合成示范项目就是利用太阳能、水和二氧化碳生产出甲醇的过程，它将无形的太阳能量转移到了液态的甲醇当中，因此，以这种方式得到的甲醇被形象地称为‘液态阳光’。”李春新进一步解释说。
兰州新区化工园区总顾问、兰州大学化学系教授张有贤认为，“液态阳光”合成技术是一项革命性的技术，其重大现实意义在于将二氧化碳变为重要的生产原料，划时代地解决了工业二氧化碳尾气的利用问题。
“工业生产过程中，二氧化碳之所以被大量排放，是因为它无法被大量利用，产生不了价值。而在‘液态阳光’的生产中，二氧化碳变成了重要原料，有了利用的价值。”张有贤说，液态太阳燃料合成示范项目不仅将太阳的能量转移到了液态的甲醇中，也使二氧化碳中的碳元素“封存”到了甲醇中，这是人类利用二氧化碳的一次重大创举。
催化技术重大创新
中国科学院大连化学物理研究所位于辽宁省大连市沙河口区，不远处就是大连著名的星海广场和星海公园，依山而建、环境优美。
大连化物所是一座以基础研究与应用研究见长的综合性研究所，催化化学是其重要的研究领域。自1983年到大连化物所读研究生以来，李灿院士不断向着一座又一座催化领域高峰努力攀登。“液态阳光”则是李灿和他的团队在催化剂研究上又一次重大突破。
“‘液态阳光’合成成功，实际上就是催化技术的成功。”近期，记者专程前往大连化物所，对李灿院士进行了专访。李灿介绍说，“液态阳光”的合成过程中，通过加入催化剂，大幅提升了电解水制氢、二氧化碳加氢两个生产环节效率。
也就是说，李灿团队分别攻克了两大催化技术。
以电解水制氢为例：传统电解水制氢能耗大，生产出同样体积的氢气不仅成本高，而且速度慢。但使用李灿院士团队研发的先进电催化剂后，单位时间内电解的氢气量大幅增加。
“以前，一小时能够出几百立方米氢气就已经了不起了，现在我们可以出1000立方米以上，这是一个很大的进步。”李灿说。
制氢速度提升的同时，还有成本的下降。
传统制氢，每产生1立方米氢气大概需要耗5度以上的电能，但兰州新区液态太阳燃料合成示范项目把生产1立方米氢气的耗电量降至4.3度。
“别小看这0.7度，一方省下0.7度，1亿立方米、10亿立方米又要省下多少电，这个量大得不得了。”李灿说，工业生产必须要考虑效率和成本，否则没有企业愿意干。
前沿技术的探索之路往往充满着艰辛。
“液态阳光”的成功，研制出具有很强靶向性的催化剂是关键。一次次试验、一次次失败，李灿院士团队没有放弃。
“加入催化剂后，要让氢气和二氧化碳反应后生成甲醇，而不是甲烷之类的其他物质。”李灿院士说。
与实验室环境不同，工业合成“液态阳光”必须要充分考虑到杂质、水、温度等对催化剂的影响。
比如：要确保催化剂耐高温，温度升高不会被烧死、烧结。同时，工业二氧化碳含有大量杂质，有毒化作用，这又需要催化剂要特别“皮实”，既要在温度高的时候不怕烧结，又要同时在各种各样的“粗粮杂粮”原料过来能够被消纳。
“一般的催化剂很怕水，温度高的时候，水对催化剂的破坏很严重，而二氧化碳加氢过程中会产生大量的水，又给我们带来新的问题、新的挑战。”李灿说。
通过许多次攻关，一系列问题最终逐一得到解决。
2020年10月15日，兰州新区“液态阳光”示范项目通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。来自全国各地的权威专家一致认为：这一项目具有完全自主知识产权，整体技术处于国际领先。
而“液态阳光”项目运行数据也显示，项目运行1000小时的时候，催化剂依然没有明显失活，抗中毒和抗烧结良好，达到了推广条件。这意味着“液态阳光”这一科技成果已经具备工业化生产条件。
兰州新区“液态阳光”示范项目为下一步建设10万吨级、百万吨级的“液态阳光”生产线打下了基础。
“太阳能是取之不尽用之不竭的，同样的道理，我们还可以用风能、水能等绿色能源发电，与水和二氧化碳合成出清洁的甲醇。”李灿说。
技术应用前景广阔
2020年1月17日，注定是一个值得铭记的日子。这一天，总占地面积289亩，投资约1.4亿元的兰州新区液态太阳燃料合成示范项目成功投运，呈液体状的粗甲醇第一次从设备终端的管道中流出。
“电是通过光伏发电得到的，水是普通的工业用水，二氧化碳是从合成氨工厂尾气中捕获的，完全实现了绿色生产。”李灿院士团队的王集杰博士见证了这历史性的一刻。
化学品的工业化生产存在着放大效应，在相同的操作条件下，利用小型设备在实验室得出的研究结果，往往与大型生产装置得出的结果有很大差别。
“在实验室里，最初放入反应管的催化剂只有1克，成功后，我们把量放大100倍以上，也就是加入100克催化剂再看结果，成功了，才有了进行工业试验的基础。”王集杰说。
从试验室中的瓶瓶罐罐，到完成工业中试，是“液态阳光”合成技术的一次大跨越。
兰州新区液态太阳燃料合成示范项目可年产甲醇1000吨，反应器中投入的催化剂达到了1.6吨，是原始试验的160万倍，达到了项目的工业化示范作用。
“现在的任务是进行推广应用，建设10万吨级甚至规模更大的项目。”王集杰说。
新技术能否被推广，还要算经济账。
兰州新区液态太阳燃料合成示范项目有关负责人、兰州新区石投集团有限公司总经理姜锦算过一笔账，在这一项目中，每吨甲醇的生产成本为3000元。而以传统的煤化工方式生产，每吨甲醇的成本约为2000元。
3000元与2000元，貌似“液态阳光”合成技术缺乏竞争力。
“项目的二氧化碳是购买的，因此增加了500元的成本，而随着‘碳达峰’‘碳中和’目标的提出，传统二氧化碳排放企业面临巨大的减排压力，我们项目很有可能‘零成本’甚至负成本获得二氧化碳，从而使‘液态阳光’成本大幅降低。”姜锦说。
在合成“液态阳光”过程中，除了二氧化碳，电价也对成本有着重要的影响。另一个好消息是，随着技术的进步，光伏发电的成本也在不断下降。
“3000元的成本是按每度电0.20元的价格计算的，现在有些地方光伏发电成本已经大幅下降。”对“液态阳光”合成技术的推广前景，姜锦充满信心。
在液态太阳燃料合成示范项目中，之所以将甲醇称为“液态阳光”，是因为太阳的能量被一步步转移到了甲醇中。项目落户兰州新区，一个重要原因就是当地海拔高，太阳能资源丰富。
“当然，这也同兰州新区对高科技成果应用的重视密不可分，从2018年考察对接到2019年开工，再到2020年建成试运行，仅仅用了1年多的时间，兰州新区从土地、资金等多个方面给予了大力支持。”姜锦说。
在王集杰看来，兰州新区液态太阳燃料合成示范项目的影响将会非常深远。
我国每年的二氧化碳排放量约100亿吨，其中近一半集中在电力、化工、冶金等八大行业。如果能将这些二氧化碳捕集用于制造甲醇，按1.4∶1的二氧化碳投入和甲醇产出比例，就等于全国每年在减排50亿吨二氧化碳的同时，能够生产出35亿吨甲醇，社会效应无法估量。
王集杰说，目前工业捕集二氧化碳技术已经相对成熟，未来，人们还可以对轮船等排放的二氧化碳进行捕集利用。
“液态阳光”合成技术在兰州新区完成工业化验证后，引起社会广泛关注。
在中国可再生能源学会科学技术奖评审中，液态太阳燃料合成项目荣获技术发明奖一等奖。
“已经有多家企业来对接合作，有的已经进入合同起草阶段，很快就有10万吨级以上的液态阳光甲醇合成项目启动建设。”王集杰说。
太阳能为动力，将二氧化碳变废为宝，实现碳的资源化循环利用，这一天很快就会到来。（来源：甘肃日报）
而随着液态太阳燃料合成技术在兰州新区成功完成工业化验证，使早日实现“碳达峰、碳中和”有了一条全新路径。
二氧化碳变废为宝
车辆离开兰州新区繁华的核心区，沿着笔直开阔的道路向西北方向行驶20余公里，便到了兰州新区倾力打造的化工园区。道路一侧的一座小山丘上，漫山遍野铺满了光伏板，在阳光照射下显得格外壮观。
“这是液态太阳燃料合成示范项目的光伏发电部分，占地259亩，用来将太阳能转化为电能。”兰州新区石投集团高级技术主管李春新介绍说。
距离山丘不远，就是项目的主厂区，里面矗立着项目的核心设备——各种各样的装置、在空中穿梭交织的管道、高耸的反应塔，显示出十足的科技范儿。
“用山丘上光伏板发的电，将水电解为氢气和氧气，再让氢气和二氧化碳反应，就生产出了甲醇，也就是我们所说的‘液态阳光’。”李春新尽量用最简要的语言道明了项目的原理。
甲醇，可作为燃料替代石油，同时也是一种重要的化学中间体，在化工领域应用非常广泛。
电解水制氢，氢再与二氧化碳反应制甲醇，在实验室早就在研究，液态太阳燃料合成示范项目有何特别之处？
“关键在于合成过程中使用了李灿院士团队所研发的高效催化剂。”李春新说，这一项目由光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢等3个重要生产环节组成，其中，李灿院士团队研发的催化剂在后面两个环节发挥了关键作用。
催化剂是在化学反应中加入的一种特殊物质，其本身不会参与反应，却可以加快化学反应的速度，全面提升效率。
实验室里，通过电解水得到氢气，再让二氧化碳与氢气反应生成甲醇的过程复杂漫长，且条件也相对苛刻，而没有实现大规模化工业过程。而李灿院士团队研发的高效催化剂，则极大加快了电解水和二氧化碳加氢的进程，解决了关键技术难题，使工业化生产“液态阳光”变为了现实。
“通俗地讲，液态太阳燃料合成示范项目就是利用太阳能、水和二氧化碳生产出甲醇的过程，它将无形的太阳能量转移到了液态的甲醇当中，因此，以这种方式得到的甲醇被形象地称为‘液态阳光’。”李春新进一步解释说。
兰州新区化工园区总顾问、兰州大学化学系教授张有贤认为，“液态阳光”合成技术是一项革命性的技术，其重大现实意义在于将二氧化碳变为重要的生产原料，划时代地解决了工业二氧化碳尾气的利用问题。
“工业生产过程中，二氧化碳之所以被大量排放，是因为它无法被大量利用，产生不了价值。而在‘液态阳光’的生产中，二氧化碳变成了重要原料，有了利用的价值。”张有贤说，液态太阳燃料合成示范项目不仅将太阳的能量转移到了液态的甲醇中，也使二氧化碳中的碳元素“封存”到了甲醇中，这是人类利用二氧化碳的一次重大创举。
催化技术重大创新
中国科学院大连化学物理研究所位于辽宁省大连市沙河口区，不远处就是大连著名的星海广场和星海公园，依山而建、环境优美。
大连化物所是一座以基础研究与应用研究见长的综合性研究所，催化化学是其重要的研究领域。自1983年到大连化物所读研究生以来，李灿院士不断向着一座又一座催化领域高峰努力攀登。“液态阳光”则是李灿和他的团队在催化剂研究上又一次重大突破。
“‘液态阳光’合成成功，实际上就是催化技术的成功。”近期，记者专程前往大连化物所，对李灿院士进行了专访。李灿介绍说，“液态阳光”的合成过程中，通过加入催化剂，大幅提升了电解水制氢、二氧化碳加氢两个生产环节效率。
也就是说，李灿团队分别攻克了两大催化技术。
以电解水制氢为例：传统电解水制氢能耗大，生产出同样体积的氢气不仅成本高，而且速度慢。但使用李灿院士团队研发的先进电催化剂后，单位时间内电解的氢气量大幅增加。
“以前，一小时能够出几百立方米氢气就已经了不起了，现在我们可以出1000立方米以上，这是一个很大的进步。”李灿说。
制氢速度提升的同时，还有成本的下降。
传统制氢，每产生1立方米氢气大概需要耗5度以上的电能，但兰州新区液态太阳燃料合成示范项目把生产1立方米氢气的耗电量降至4.3度。
“别小看这0.7度，一方省下0.7度，1亿立方米、10亿立方米又要省下多少电，这个量大得不得了。”李灿说，工业生产必须要考虑效率和成本，否则没有企业愿意干。
前沿技术的探索之路往往充满着艰辛。
“液态阳光”的成功，研制出具有很强靶向性的催化剂是关键。一次次试验、一次次失败，李灿院士团队没有放弃。
“加入催化剂后，要让氢气和二氧化碳反应后生成甲醇，而不是甲烷之类的其他物质。”李灿院士说。
与实验室环境不同，工业合成“液态阳光”必须要充分考虑到杂质、水、温度等对催化剂的影响。
比如：要确保催化剂耐高温，温度升高不会被烧死、烧结。同时，工业二氧化碳含有大量杂质，有毒化作用，这又需要催化剂要特别“皮实”，既要在温度高的时候不怕烧结，又要同时在各种各样的“粗粮杂粮”原料过来能够被消纳。
“一般的催化剂很怕水，温度高的时候，水对催化剂的破坏很严重，而二氧化碳加氢过程中会产生大量的水，又给我们带来新的问题、新的挑战。”李灿说。
通过许多次攻关，一系列问题最终逐一得到解决。
2020年10月15日，兰州新区“液态阳光”示范项目通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。来自全国各地的权威专家一致认为：这一项目具有完全自主知识产权，整体技术处于国际领先。
而“液态阳光”项目运行数据也显示，项目运行1000小时的时候，催化剂依然没有明显失活，抗中毒和抗烧结良好，达到了推广条件。这意味着“液态阳光”这一科技成果已经具备工业化生产条件。
兰州新区“液态阳光”示范项目为下一步建设10万吨级、百万吨级的“液态阳光”生产线打下了基础。
“太阳能是取之不尽用之不竭的，同样的道理，我们还可以用风能、水能等绿色能源发电，与水和二氧化碳合成出清洁的甲醇。”李灿说。
技术应用前景广阔
2020年1月17日，注定是一个值得铭记的日子。这一天，总占地面积289亩，投资约1.4亿元的兰州新区液态太阳燃料合成示范项目成功投运，呈液体状的粗甲醇第一次从设备终端的管道中流出。
“电是通过光伏发电得到的，水是普通的工业用水，二氧化碳是从合成氨工厂尾气中捕获的，完全实现了绿色生产。”李灿院士团队的王集杰博士见证了这历史性的一刻。
化学品的工业化生产存在着放大效应，在相同的操作条件下，利用小型设备在实验室得出的研究结果，往往与大型生产装置得出的结果有很大差别。
“在实验室里，最初放入反应管的催化剂只有1克，成功后，我们把量放大100倍以上，也就是加入100克催化剂再看结果，成功了，才有了进行工业试验的基础。”王集杰说。
从试验室中的瓶瓶罐罐，到完成工业中试，是“液态阳光”合成技术的一次大跨越。
兰州新区液态太阳燃料合成示范项目可年产甲醇1000吨，反应器中投入的催化剂达到了1.6吨，是原始试验的160万倍，达到了项目的工业化示范作用。
“现在的任务是进行推广应用，建设10万吨级甚至规模更大的项目。”王集杰说。
新技术能否被推广，还要算经济账。
兰州新区液态太阳燃料合成示范项目有关负责人、兰州新区石投集团有限公司总经理姜锦算过一笔账，在这一项目中，每吨甲醇的生产成本为3000元。而以传统的煤化工方式生产，每吨甲醇的成本约为2000元。
3000元与2000元，貌似“液态阳光”合成技术缺乏竞争力。
“项目的二氧化碳是购买的，因此增加了500元的成本，而随着‘碳达峰’‘碳中和’目标的提出，传统二氧化碳排放企业面临巨大的减排压力，我们项目很有可能‘零成本’甚至负成本获得二氧化碳，从而使‘液态阳光’成本大幅降低。”姜锦说。
在合成“液态阳光”过程中，除了二氧化碳，电价也对成本有着重要的影响。另一个好消息是，随着技术的进步，光伏发电的成本也在不断下降。
“3000元的成本是按每度电0.20元的价格计算的，现在有些地方光伏发电成本已经大幅下降。”对“液态阳光”合成技术的推广前景，姜锦充满信心。
在液态太阳燃料合成示范项目中，之所以将甲醇称为“液态阳光”，是因为太阳的能量被一步步转移到了甲醇中。项目落户兰州新区，一个重要原因就是当地海拔高，太阳能资源丰富。
“当然，这也同兰州新区对高科技成果应用的重视密不可分，从2018年考察对接到2019年开工，再到2020年建成试运行，仅仅用了1年多的时间，兰州新区从土地、资金等多个方面给予了大力支持。”姜锦说。
在王集杰看来，兰州新区液态太阳燃料合成示范项目的影响将会非常深远。
我国每年的二氧化碳排放量约100亿吨，其中近一半集中在电力、化工、冶金等八大行业。如果能将这些二氧化碳捕集用于制造甲醇，按1.4∶1的二氧化碳投入和甲醇产出比例，就等于全国每年在减排50亿吨二氧化碳的同时，能够生产出35亿吨甲醇，社会效应无法估量。
王集杰说，目前工业捕集二氧化碳技术已经相对成熟，未来，人们还可以对轮船等排放的二氧化碳进行捕集利用。
“液态阳光”合成技术在兰州新区完成工业化验证后，引起社会广泛关注。
在中国可再生能源学会科学技术奖评审中，液态太阳燃料合成项目荣获技术发明奖一等奖。
“已经有多家企业来对接合作，有的已经进入合同起草阶段，很快就有10万吨级以上的液态阳光甲醇合成项目启动建设。”王集杰说。
太阳能为动力，将二氧化碳变废为宝，实现碳的资源化循环利用，这一天很快就会到来。（来源：甘肃日报）
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