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多年付出为侯立安院士赢得了“全国科普先进工作者”
《科技创新与品牌》杂志 高妍 / 时间:2018-03-14 11:12:51

  据NEW科学微信公众平台2018年3月2日讯 采访那天是个周日,如约到达北京安德里北街的时候,侯立安院士主持的研讨会还没有结束,他的助手接待了我们。
  “我们单位正在开展年终大攻关,已经有段时间没有休息日了。”助手解释,5+2、白+黑,平均两天3个会,一周有半周出差在外,身为中国工程院院士,曾经的二炮工程设计院副总工程师,如今的火箭军工程大学教授,侯立安多年来一直保持着这样的工作强度。
  采访开始时已是晚上,话题就从当天的国家环保公益性行业科研专项项目预验收会主题展开——“室内空气细颗粒物污染和健康风险评价及控制对策研究”。


多年付出为侯立安院士赢得了“全国科普先进工作者”


  环保首题
  锁定室内PM2.5
  这是环保部第一个以室内空气污染为着眼点的公益项目,项目的研究重点是细颗粒物,即PM2.5。
  经过几年的密集“洗礼”,PM2.5已是妇孺皆知。但大多数人的思维仅限于大气污染,对室内污染的重视程度反而一般。要知道,人的大部分时间都是在室内度过,而室内空气污染可能比室外更加严重。
  世界卫生组织发布的一项报告称:“空气污染与人类罹患癌症机率的增加具有正相关性。室外PM2.5、交通、人类活动以及气象因素都会影响室内PM2.5。
  美国环境保护署(EPA)经过历时5年的调查发现,许多民用和商用建筑内的空气污染程度极高,是室外空气污染的数倍至数十倍。
  世界权威的医学期刊《柳叶刀》发布的全球健康风险综述指出,2010年320万人因室外空气污染而早亡,而有350万人因室内空气污染而早亡。
  2017年12月4~6日,第三届联合国环境大会在肯尼亚内罗毕的联合国环境署总部召开,大会提交了一份名为《迈向零污染地球》的报告,指出:2013年,与空气污染有关的全球福利成本估计为约5.11万亿美元。其中,与室外空气污染致死有关的福利成本估计约3万亿美元,与室内空气污染致死有关的福利成本估计约2万亿美元。
  越来越多的流行病学研究表明,人群发病率和死亡率与大气颗粒物质量浓度,特别是室内颗粒物浓度存在显著相关关系,而室外颗粒污染物也主要是通过室内暴露来影响人体健康,尤其是对在室内停留时间较长的老人和孩子而言。
  美国已将室内空气污染列为危害人类健康的五大环境因素之一。但在中国,“室内污染并没有像大气污染那么受关注,我们提出这个项目之前,环保部还没有下达过室内空气污染控制的相关课题。”于是,这一项目在2014年初被提出的时候,很快就得到了环保部的重视与立项。
  作为这一项目的发起人和组织者,侯立安说自己想做这个项目的初衷也简单:“在大气质量短期不能达标的情况下,改善人停留更久的室内空气质量,能够有效保护人体健康。而且与大气空气质量控制相比,室内空气质量相对易控。”况且,侯立安在上个世纪80年代就开展过密闭空气的空气净化技术研究,并取得了多项国家级奖励。


侯立安院士(中)与团队成员探讨问题

侯立安院士(中)与团队成员探讨问题


  那么,怎样控制与改善呢?
  “应逐步解决我国室内PM2.5污染特征不够清晰、来源解析有待加强、健康风险评估研究较少、空气净化器市场不够规范等诸多问题。”带着这些问题,侯立安带领团队开展了为期3年的研究攻关。
  他们选取北京、上海、广州三个典型城市的典型场所(办公室、民宅、学生宿舍、幼儿园)进行了长期的室内外PM2.5监测与数据整合分析。
  结果发现,除广州的洁净办公室外,监测期间所有场所及室外PM2.5的平均浓度均超过了《环境空气质量标准》(GB3095-2012)规定的PM2.5年均浓度限值(35微克/立方米),远超过了世界卫生组织提出的PM2.5准则值(24小时平均值为25微克/立方米、年平均值为10微克/立方米,)。我国重点城市典型场所存在较为严重的室内外PM2.5污染现象,形势不容乐观。
  他们发现,室内空气污染除了来源于室外大气渗透,烹饪油烟、香烟烟雾、人类活动、清扫等都是“主力贡献者”,通过研发建立室内PM2.5暴露水平及健康风险的调查方法与评估技术,以及室内PM2.5/PM2.10浓度模拟软件,研究发现:活动人群长期暴露其中,会产生高风险的非致癌健康损害。
  为此,他们从源头控制、通风稀释、末端净化等不同方面探讨了室内空气污染控制的关键技术,对不同室内环境提出了有针对性的防控技术与对策。
  他们建议探讨制定室内空气污染防治法,为公民维护自身合法权益和身体健康提供法律依据。
  他们提出完善室内空气质量标准体系,并通过对室内空气PM2.5检测设备及净化设备性能评价、防控相关标准等方面开展研究,形成了《大气重污染期间室内空气PM2.5污染防控对策》《室内空气PM2.5防控相关标准》《室内空气PM2.5污染检测设备性能评价标准》《室内空气PM2.5污染净化设备性能评价标准》相关规范建议稿。
  他们倡导同行加大相关研究的投入力度,特别是针对相关标准、方法和监测分析设备的研究,共同提升国内室内空气污染研究与防控水平。
  ……
  值得一提的是,该公益项目研究过程中首次将PM2.5无线监测和大数据技术引入到了室内PM2.5浓度监测中,并开发出了精度满足要求、可无线传输的室内PM2.5浓度监测仪,可在后台对采集到的数据进行存储、处理、显示等操作。这一尝试,为相关项目的研究提供了借鉴。
  如今,项目已经结题,以财务、技术双优的成绩通过了国家环保组织的专家验收。
  气、水共举
  构筑生命保障系统
  人居环境空气净化是侯立安近年的研究重点之一,与环保部项目几乎同步,侯立安还牵头承担了另外一个课题——“我国室内与典型工业厂区空气污染防控战略问题研究”。
  这一项目是中国工程院的重点咨询研究项目,属于战略性研究项目,更偏重针对政策制定、管理欠缺、技术短板等问题,与国家设立的其他公益项目关于监测技术、评价方法、预警设备、净化器评价等基础性研究互为补充,从不同维度共同为我国室内空气污染防控提出建设性意见与对策。
  除了人居环境空气净化,侯立安院士的研究重点还有饮用水安全保障和分散点源生活污水处理。
  经过多年努力,我国城市水环境改善虽然取得了初步成效,但仍面临不少问题,比如水资源约束趋紧、水污染严重、水生态功能退化等。在这种情况下,如何从保障水安全,特别是饮用水安全,一直都是侯立安研究和关注的重点。


2015年侯立安院士在第五届水业院士论坛上讲话

2015年侯立安院士在第五届水业院士论坛上讲话


  除了带领团队承担国家和相关部门的水处理项目、重大水专项,潜心攻关先进的水处理材料和技术并积极推广应用之外,侯立安还深入调查、统筹研究,提出了多个层面的综合防控措施。
  比如宏观上的严格落实“水十条”、全面推行河长制、综合治理黑臭水体、完善生态补偿制度以及呼吁修订涉水的相关标准等;微观上也提出了从源头上加强水源地的保护力度,加强水厂设施改造,选择合适的水处理工艺,严格执行水质检测制度,根据污染机理加快改造旧管网,以及重视供水终端——采用经过认证的合格水龙头等。
  这一水一气,共同组成了生命保障系统,构成了侯立安近年科学研究的一大主题。而从严格意义上来讲,从最初投身科研至今近40年的历程中,他的研究主题始终未变,所不同的,只是应用范畴的逐步扩大。
  军民融合
  院士的责任与担当
  侯立安1982年从西安冶金建筑学院(现西安建筑科技大学)给排水专业毕业,被分配到部队担任维护阵地水、风、电的代理排长。从那个时候开始,阵地就成了侯立安的研究舞台。
  那个常人无法想象的特殊的密闭空间,不仅是导弹的依托平台,更是官兵的工作环境。侯立安每天所思量的,就是如何保障这个特殊环境的安全。他研究气、研究水、研究污水污物处理,研究阵地污染防控的方方面面,目标只有一个,就是为官兵打造出健康、可持续的涉及水和空气的生命保障系统。
  在长期的研究过程中,他围绕着水与气开展自主攻关,取得了多项显著成就——
  他历时5年自主研发出“某型生活污水处理装置”,被评价为“主要技术性能达到和超过国外同类产品水平,污泥回流技术国内领先”,应用于国防工程密闭空间后,大大改善了官兵生存环境。
  他研究探索人员在特殊密闭空间内的生存规律,首次确立国防地下工程人员生存环境条件限值,建立了水处理和空气净化装备保障模式。
  他研制出集洗消、淋浴、浴水回用、核生化沾染水深度处理等多功能于一体的“伤员预处理方舱”,用于伤员洗消及早期救治。


2014年侯立安院士(中)接受人民网专访

2014年侯立安院士(中)接受人民网专访


  他大胆采用尖端技术——纳滤膜作为废水处理的关键处理单元,并深入研究了膜分离的预处理工艺,最终创造性地提出了“截留低分子的膜可以截留高分子有机物”的学术新观点,完善了纳滤膜的分离机制,确定了放射性废水无害化处理系统,通过大量模拟试验,成功研制出了“放射性废水处理装置”,在放射性废水治理方面获得显著应用效果。
  他针对密闭空间的特殊需要,研制出了既能吸附酸性气体,又能吸附碱性气体,自身不发生中和反应,并且对人体无害的“有害气体消除剂”。在此基础上,他发明了一种特效空气净化材料,并根据多年处理有毒有害气体的实践,将这一材料与先进的浸渍炭吸附工艺集成,经多次实验并改进装备,研制成功了高效、价廉的一体化特殊密闭空间通风滤毒空气过滤器。
  他将先进的低温等离子体技术用于国防地下工程密闭环境内的空气净化,研制出了低温等离子体发生器,并与吸附技术相结合,创造出密闭环境空气净化新技术,应用效果显著。
  ……
  这一系列特殊密闭环境综合治理技术与装备的成功与应用,在最大程度上为官兵建立了健康、安全的生命保障系统,提升了作战人员的战斗力。同时,这些研究与应用,还开辟了特种污染乃至环境污染治理的新理念、新技术、新领域,提升了我国环境工程研究的整体水平。
  回首过往,侯立安说其实自己的研究从未改变,一直是水和气,只不过从特种污染转移到普通污染,研究环境从密闭环境变为人居环境,以前的军用技术逐渐融合到了民用范畴。
  这种转变大概从2009年开始。那一年,侯立安当选中国工程院院士,成为“中国智库”中的一员。从那一刻开始,他扛起了属于军人和院士的双重社会责任。
  他积极推动军民融合,主动将研究重心逐步转移到饮用水安全保障、分散点源生活污水处理和人居环境空气净化等方面,牵头并承担了水体污染控制与治理科技重大专项“饮用水放射性污染控制技术及应急装备研发”、国家自然科学基金重点项目“累积逆流吸附/多次结晶载带-膜分离-连续电除盐组合工艺处理放射性废水的关键基础问题研究”、中国工程院重点咨询项目“我国室内与典型工业厂区空气污染防控战略问题研究”等多项国家研究任务,并参与中国工程院重大咨询项目“秦巴山脉水资源可持续利用战略研究”、海洋经济创新发展区域示范项目“低温可再生热源驱动的水蒸汽/解吸海水淡化技术”等课题研究,并在近十年的攻关中率先提出并成功研发了具有自主知识产权的水处理及空气净化技术和系列装备,取得了多项突破性成果和富有创造性的成就。
  研究内容的转移是主动承担更多社会责任的表现之一。之二则体现在侯立安开始花费更多的时间和精力进行科学普及工作,到今天更为明显。
  他组织或参与专业科普书籍的编著撰写;参加各种环境、生态相关的会议、论坛并作报告;受邀到小学、中学、大学、研究机构、企业等进行专题讲座;接受人民网、科普中国等媒体采访……他利用一切机会向学界、业界与公众普及、宣传关于污染防控、水源安全方面的知识、策略,室内空气净化、核污染控制、河长制、纳滤水处理等主题都在范畴之内。
  这是一位科研领军人的责任,更是一位院士的担当,侯立安期望用自己的坚持为公众整体科学素质的提升作出点滴贡献。这份付出也为他赢得了科技部、中宣部、中国科协三部门授予的“全国科普先进工作者”荣誉称号。


侯立安院士(左二)获2017年度何梁何利基金奖

侯立安院士(左二)获2017年度何梁何利基金奖


  只要国家需要、军队需要
  多年的贡献与付出,也为侯立安赢得了诸多奖励与荣誉——
  6项国家级科技进步奖,26项军队、省部级科技进步奖和教学成果奖;荣立一等功1次,三等功4次;荣获中国科协“求是”杰出青年奖、全军首届杰出专业技术人才奖、“全国优秀科技工作者”等荣誉。
  2017年10月25日,2017年度何梁何利基金各个奖项在北京颁布。侯立安院士获得何梁何利基金“科学与技术进步奖——资源环保技术奖”,五彩的荣誉墙再绘浓重一笔。
  作为该年度火箭军部队唯一获此殊荣的个人,侯立安说是组织的鼓励、学校的关心,以及评委的信任帮他获得了这个分量不轻的个人奖项。
  他将这些奖励与荣誉视为鼓励,更看作一种鞭策。“何梁何利基金评审委员会给每位获奖人都发了通知,一方面通知获奖,表示祝贺,另一方面也让我们承诺继续为中国的科研事业工作三年。”对于这一号召,侯立安院士积极响应:“只要国家需要、军队需要,只要我还能干,我愿意干一辈子,也希望把我掌握的技术和知识传授给年轻人,转化为生产力,为我国国防现代化、为建设美丽中国作出贡献!”