柴立元院士向記者介紹重金屬污染治理情況。林洛頫 攝
“國家有需要、行業(yè)有需求,我只有帶領團隊做好科研,才能實現(xiàn)自己的一點人生價值?!睒銓嵉难哉Z、簡單樸素的穿著,是見到中南大學冶金與環(huán)境學院院長柴立元院士的第一感受。
學生們口中一輩子與有色金屬打交道的柴老師,在2019年中國工程院開展第14次院士增選和第13次外籍院士增選中——當選中國工程院院士,但他的生活沒有因此改變,依然在不斷探索解決重金屬污染防治的新方式。
技術突破:實現(xiàn)重金屬廢水深度凈化
“沒有想到污染會這么嚴重,周圍幾乎寸草不生?!?999年,從日本求學歸來的柴立元,受命組建冶金特色環(huán)境工程學科。在實地調(diào)研走訪中,柴立元發(fā)現(xiàn)很多企業(yè)排放、遺留的污染超出了他的預期。
如何用自己掌握的技術改變這一現(xiàn)狀,讓中國大地重現(xiàn)綠水青山,成為了柴立元和團隊思考最多的問題。
在柴立元眼里,沒有純粹意義上的廢棄物:“科學研究的價值在于服務社會,我們團隊的研究就是要讓水更清、天更藍,環(huán)境更美好;把污染物變成資源,實現(xiàn)再次利用,讓資源價值發(fā)揮到最大?!?/p>
位于湘江邊的原長沙鉻鹽廠關停后,大量的鉻渣被堆放在湘江邊,由于鉻渣中的主要有害成分六價鉻是一種致癌物質(zhì),使得湘江沿岸居民飲水安全受到嚴重威脅。
大部分人想到對鉻渣進行拖走隔絕掩埋的方式,但柴立元卻認為這是“治標不治本”,是否有一種更合適的方法呢?
柴立元和自己的團隊經(jīng)過8年時間探索與反復實驗,研發(fā)出一種微生物治理方法,可將鉻渣中大部分六價鉻淋洗出來,從根本上消除六價鉻對環(huán)境的污染。這項關鍵性研究成果給了團隊打入一只強心劑,帶來了信心與啟示。
同樣受到困擾的還有株洲冶煉廠,作為我國最大鉛鋅冶煉企業(yè),在環(huán)保達標排放面前走到生死攸關“路口”。抱著最后一絲希望,株洲冶煉廠負責人將冶煉煙氣洗滌廢水帶到柴立元面前,充滿期待地說:廢水處理了,株冶廠就有救了。
擴大、改造、成本考量……柴立元和他的團隊駐扎在企業(yè)生產(chǎn)廠房,沒有實驗室,他們就在廠房邊上用彩條布搭建,為了爭取早一點找到方法,團隊人員日夜排班、反復實驗。
“調(diào)節(jié)藥劑流量時二氧化硫常會逸散,弄得人眼睛睜不開、鼻涕直流、咽喉難受,大家都是先吸一口氣然后屏住呼吸做事,做完趕緊反身吸氣?!敝心洗髮W冶金與環(huán)境學院副教授王慶偉作為團隊一員,回憶起當時的場景依然記憶猶新。
經(jīng)過長期艱苦卓絕的攻關后,“重金屬廢水生物制劑法深度處理技術”成功應用于株洲冶煉集團。企業(yè)救活了!冶煉化工工業(yè)廢水治理取得革命性突破,行業(yè)也迎來技術革新。
柴立元院士正在實驗室和學生一起做實驗。林洛頫 攝
變廢為寶:實現(xiàn)金屬回收無害化處理
“我們所做的工作就是為國家分憂解難,國家需要什么,我們就要研究什么?!北兄@樣的科研理念,柴立元圍繞礦山、冶金、化工等行業(yè)亟需解決的環(huán)境污染嚴重、資源浪費問題展開研究,形成重金屬清潔冶煉源頭減污、重金屬“三廢”污染控制與資源化、重金屬污染場地治理三個研究方向。
由于冶煉過程中,不可避免地產(chǎn)生大量廢渣,而廢渣常伴有金、銀等金屬,傳統(tǒng)治理方法片面追求金銀高價金屬回收,忽視廢渣中的類金屬砷污染防控,容易造成砷污染。
此時,湖南郴州金貴銀業(yè)主動找到中南大學,尋求柴立元教授的幫助,解決企業(yè)砷排放的難題。“堅持源頭控污,將砷污染扼殺在搖籃里?!眻F隊成員們駐扎企業(yè),穿上工作服直面危險。根據(jù)柴立元的安排,團隊兵分幾路對有色冶煉過程中砷的流向進行全面掌握,進行過程治理,希望達到變廢為寶。
團隊首先結(jié)合生產(chǎn)實際開發(fā)砷流向?qū)徲嬇c診斷系統(tǒng)軟件,接著發(fā)明選擇性脫砷解毒新技術;同時研發(fā)高效固砷新工藝,為未來砷資源安全儲存提供穩(wěn)定性;再配套開發(fā)清潔回收金屬新裝備,既保證金銀金屬回收,又防止砷污染。
一條“控砷-脫砷-固砷-無砷”的含砷固廢無害化與資源化技術體系打造形成,這項技術成果解決砷分散污染與安全處置的難題,在金貴銀業(yè)、大冶有色金屬集團、錫礦山閃星銻業(yè)等鉛、銅、銻冶煉龍頭企業(yè)推廣應用。
于此同時,柴立元代領團隊針對世界性難題“污酸”展開科研攻關,冒著酷暑嚴寒,深入污染一線,通過科研實現(xiàn)一系列創(chuàng)新,研發(fā)成功“冶煉多金屬廢酸資源化治理關鍵技術”。
該技術在紫金礦業(yè)集團、五礦有色控股等國內(nèi)大型銅、鋅冶煉企業(yè)工業(yè)化應用,國際上首次探索出冶煉廢酸大規(guī)模資源化新途徑,實現(xiàn)廢酸的低成本高效治理,引領冶金環(huán)境工程的技術進步,大幅提升國內(nèi)外影響力。
該團隊又相繼研發(fā)選-冶聯(lián)合清潔煉鋅技術、含重金屬低濃度二氧化硫煙塵凈化回收技術等30多項先進適用工程化技術,形成了有色冶煉行業(yè)的重金屬污染防治技術體系,推廣至全國26個省份200余家大中型企業(yè)。
柴立元院士正在實驗室和學生一起做實驗。林洛頫 攝
團隊作戰(zhàn):實現(xiàn)優(yōu)秀人才的階梯培養(yǎng)
“我個人實在是微不足道,榮譽是屬于我們整個團隊。”柴立元談起此次獲批院士,認為優(yōu)秀的團隊才能培養(yǎng)出更加優(yōu)秀的個人,團隊的發(fā)展壯大才能確保個人的持續(xù)發(fā)展。
中南大學冶金與環(huán)境學院教授閔小波一直把柴立元作為團隊的標桿?!安窠淌谏砩嫌幸环N拼命精神,不達目的誓不罷休,在他身上我們看到了執(zhí)著與堅守,平時實驗室、教室、項目點、家就是柴教授的生活全部?!?/p>
2013年,閔小波和柴立元在衡陽水口山、郴州項目點連軸轉(zhuǎn),和團隊一起駐守在點上進行監(jiān)測實驗,學校到水口山再去郴州,來回一趟開車就要一整天,往往一個星期要跑上兩、三趟。
日子雖然過得辛苦,但閔小波卻在奔波中和柴立元教授學到了很多東西?!拔覀円黄饘嶒?、科研攻關,在團隊奮斗努力中收獲了喜悅。”閔小波說起當時的場景仍然很激動。
正是依靠團隊精神和拼搏干勁,柴立元教授團隊在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,足跡遍布祖國大江南北,這讓團隊里學生和老師們動手能力、科研水平都有了很大提升,實驗室的科研成果也得到及時推廣、轉(zhuǎn)化。
“我們團隊每去一個地方,就在地圖上插一面小紅旗,現(xiàn)在包括新疆、西藏等29個省份(自治區(qū))都有我們服務的項目?!辈窳⒃勂疬@些年完成的項目,發(fā)現(xiàn)自己幾乎走遍了全國各地。
歷經(jīng)20多年發(fā)展,柴立元帶領的“重金屬污染防治創(chuàng)新團隊”已擁有核心成員41人,其中教授25人,80%的科研人員具有海外研究經(jīng)歷,團隊年齡結(jié)構(gòu)從“50后”跨度到“90后”。
“團隊年輕人正在逐步成長,階梯培養(yǎng)人才實現(xiàn)了1+1 >2的效果?!辈窳⒃獔允刂环莩跣模瑫r刻不忘自己的目標:“我寧可少活十年,也不辜負國家重托,將重金屬污染防治工作做好?!?/p>
參考資料
[1] 人民網(wǎng)-湖南頻道,新晉院士柴立元:扎根重金屬污染治理 帶給行業(yè)革命性突破
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