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、行業有需求,我只有帶領團隊做好科研,才能實現自己的一點人生價值。”樸實的言語、簡單樸素的穿著,是見到中南大學冶金與環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。”1999年,從日本求學歸來的柴立元,受命組建冶金特色環境工程學科。在實地調研走訪中,柴立元發現很多企業排放、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狀,讓中國大地重現綠水青山,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,環境更美好;把污染物變成資源,實現再次利用,讓資源價值發揮到最大。”
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,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過8年時間探索與反復實驗,研發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,在環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生產廠房,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。
“調節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。”中南大學冶金與環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。企業救活了!冶煉化工工業廢水治理取得革命性突破,行業也迎來技術革新。
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。”秉承著這樣的科研理念,柴立元圍繞礦山、冶金、化工等行業亟需解決的環境污染嚴重、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,不可避免地產生大量廢渣,而廢渣常伴有金、銀等金屬,傳統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,湖南郴州金貴銀業主動找到中南大學,尋求柴立元教授的幫助,解決企業砷排放的難題。“堅持源頭控污,將砷污染扼殺在搖籃里。”團隊成員們駐扎企業,穿上工作服直面危險。根據柴立元的安排,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。
團隊首先結合生產實際開發砷流向審計與診斷系統軟件,接著發明選擇性脫砷解毒新技術;同時研發高效固砷新工藝,為未來砷資源安全儲存提供穩定性;再配套開發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、大冶有色金屬集團、錫礦山閃星銻業等鉛、銅、銻冶煉龍頭企業推廣應用。
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,通過科研實現一系列創新,研發成功“冶煉多金屬廢酸資源化治理關鍵技術”。
該技術在紫金礦業集團、五礦有色控股等國內大型銅、鋅冶煉企業工業化應用,國際上首次探索出冶煉廢酸大規模資源化新途徑,實現廢酸的低成本高效治理,引領冶金環境工程的技術進步,大幅提升國內外影響力。
該團隊又相繼研發選-冶聯合清潔煉鋅技術、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。
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:實現優秀人才的階梯培養
“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,認為優秀的團隊才能培養出更加優秀的個人,團隊的發展壯大才能確保個人的持續發展。
中南大學冶金與環境學院教授閔小波一直把柴立元作為團隊的標桿。“柴教授身上有一種拼命精神,不達目的誓不罷休,在他身上我們看到了執著與堅守,平時實驗室、教室、項目點、家就是柴教授的生活全部。”
2013年,閔小波和柴立元在衡陽水口山、郴州項目點連軸轉,和團隊一起駐守在點上進行監測實驗,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。“我們一起實驗、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現問題、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、轉化。
“我們團隊每去一個地方,就在地圖上插一面小紅旗,現在包括新疆、西藏等29個省份(自治區)都有我們服務的項目。”柴立元談起這些年完成的項目,發現自己幾乎走遍了全國各地。
歷經20多年發展,柴立元帶領的“重金屬污染防治創新團隊”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歷,團隊年齡結構從“50后”跨度到“90后”。
“團隊年輕人正在逐步成長,階梯培養人才實現了1+1 >2的效果。”柴立元堅守著一份初心,時刻不忘自己的目標:“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。”
參考資料
[1] 人民網-湖南頻道,新晉院士柴立元:扎根重金屬污染治理 帶給行業革命性突破
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