東北網6月10日電 題:拯救生命之源——記中國工程院院士、哈工大教授張傑
記者 高長利
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張傑院士在做實驗 |
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張傑院士在指導學生們做實驗
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水是生命之源。對於經歷了吉林石化公司雙苯廠爆炸,引發松花江水質污染,以致造成市區四天大斷水的市民來說,對這句話的認識尤顯深刻。
水是生命之源,保護水源是人類義不容辭的責任。雖然道理淺顯,可是人類對水資源的攫取卻過於貪婪,水資源短缺和水環境惡化已經成為中國21世紀社會經濟持續發展的瓶頸。對此,一直在與水打交道的中國工程院院士張傑顯得懮心忡忡。
以實現水的健康循環為己任
今年68歲的張傑,1962年畢業於哈爾濱建築工程學院給水排水專業。1983年就讀日本大阪大學並獲工學博士學位,回國後任中國市政工程東北設計研究院總工程師、副院長。現任哈爾濱工業大學教授、博士生導師、建設部科技委員會委員,1997年入選中國工程院院士。
『中國是個不折不扣的貧水國,必須引起對水的高度關注。』張傑常對來訪者談自己的觀點,並且舉出一組數據:中國的水資源總量約為28000億立方米,人均佔有量不足
地球上的水不斷地進行著自然循環和社會循環,在循環中還能使外來自然污染得以自淨,維持水量和水質的精妙、平衡。然而,水的自然循環又和水的社會循環交織在一起,由此,水的社會循環對水的自然循環造成了不可忽視的負面影響。為了減少這個負面影響,張傑一直在不懈的努力著。他認為,根據水的健康循環理念,水資源的利用將由過去的『取水——輸水——用戶——排放』的單向開放型流動轉變為『節制的取水——輸水——用戶——再生水』的反饋式循環流程。同過水資源的不斷循環利用,使水的社會循環和諧的納入到水的自然循環中,可以實現水的健康循環。
在水的社會循環中,尊重水的自然運動規律,合理科學地使用水資源,同時將使用過的廢水經過再生淨化,使得上游水域的用水循環不影響下游水域的水體功能,水的社會循環損害自然循環的客觀規律,從而維系或恢復城市乃至流域的良好水環境,實現水資源的可持續利用。張傑給水的健康循環下了這樣的定義。
目前,由於人類對水資源的攫取,造成水的社會循環對水的自然循環形成了乾擾,如果『乾擾度』超出水的自然循環可承載的范圍,就無法形成水的健康循環。張傑經過多年探索,逐漸認識到解決水危機、實現水資源可持續利用的根本途徑在於實現城市水系統健康循環,也就是實現健康的社會水循環。
2003年,張傑進行了『城市水系統健康循環研究』的課題研究,提出了建立較為系統的城市水系統健康循環理論,建立流域城市群用水重復利用、循環利用,城市用水健康循環的示范工程的發展目標。盡管這個理論提出之初受到了一些人的漠視甚至反對,但他對此堅定不移。他認為,因為這是針對人們過度用水、濫排污水和丟棄廢物而提出的,是水資源的利用和水環境保護領域進行的一次革命。它將從思想上和技術上徹底改變過去那種只知用水不知再生、將水的循環人為割裂,只是片面地對其中的某個環節進行研究和處理。因此,這種革命或許需要多年纔能的到廣泛的認同和接受,毫無疑問,它將是人類在水資源利用和水環境保護上的一次重要轉折。
張傑也清醒地認識到,推行水健康循環理論必然會影響到某些部門或行業利益,在沒有具體成功案例的情況下,也很難找到整個水系流域進行實踐。同時,水環境治理也應學術、技術與工程實踐相結合,並需要環保、水利、農業等多部門的綜合協調進行。而這一切對於一個學者來說,太難了。他提出的健康水循環概念和系統的水環境恢復方案成果,被寫入國家中長期科技發展規劃,並應用於深圳、大連等地的工程實踐,他感覺很欣慰。前一段時間,國家將松花江等流域的綜合治理納入到『十一五』發展規劃,張傑看到了他的理論能夠成為現實的希望。
雖然沒有整條流域可供張傑實踐他的水健康循環理論,但是他已經開始著手進行小規模的實驗了。率先在哈爾濱市松北區進行中水處理,城市污水進行深度處理後可以滿足除飲用外的生活、生產用水需要。哈爾濱文昌污水處理項目,每天可以處理3200噸城市污水。張傑為實現他的水健康循環理論不懈努力著。
終生『治水』的院士
古今中外,治水大事,無外乎疏、堵兩途。而對於一直從事城市供排水的張傑院士來說,進行城市供水研究的最主要目的是讓水更健康,更適合飲用。
我國1/3的地下水富含鐵、錳,含鐵、錳過多的水對人體有害。而運用以往的除鐵規范,只能把多量的鐵除盡,而不能解決錳含量過高的問題。『八五』期間,在多年實驗的基礎上,張傑完成了《生物固錳技術研究》的論文,在國內外首次提出生物固錳除錳機制,並應用於城市工程實踐,解決了半個世紀以來地下水除錳難題,確立了生物除錳技術,改變了水廠不能去除錳的現狀。這項技術居國際先進水平。同時,張傑還開發了城市污水淨化再生全流程。創建了國內首座污水再生水廠,被評為『八五』全國優秀示范工程,並獲科技進步一等獎。他開發的無氧——好氧活性污泥清除磷技術在普通二級生化處理中可同時完成去除營養鹽磷的任務,而且污泥不膨脹、管理方便、出水水質良好,代替了傳統方法。這項開發獲國家建設部科技進步一等獎。他主持和完成了長春、大連、沈陽、齊齊哈爾、哈爾濱等城市重大給水排水工程設計數十項,推動了寒冷地區給水排水工程技術的發展。1996年,張傑被評為國家『八五』科技攻關先進個人。
到目前為止,張傑已完成了國家科技攻關9項,主持重大給水排水系統工程設計36項。現主持中國工程院、國家『863計劃』等多項科研課題。
大禹治水,三過家門而不入。
針對松花江水污染事件,張傑指出,不可在缺水地區布局耗水大的工業,也不可在水系源頭和上游河段布置生產有毒有害污水的企業。吉林石化公司位於松花江上游,20世紀70年代曾發生過汞污染松花江事件,經過多年的努力,改革了工藝,纔切斷了污染源。今天又發生了苯與硝基苯儲罐爆炸,嚴重泄露污染江水事件,溯源追之,是當初產業布局之時,還沒有意識到水環境與水資源問題,希望不要再產生在水系源頭開礦和布置重型化學工業的規劃。
盡管張傑已年近七旬,但他仍以旺盛的精力在為保護水資源,促進水的健康循環而不懈的奮斗著。