在中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院的主樓前，佇立著一塊大石頭，上書(shū)紅色大字“綠水青山就是金山銀山”。
中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院研究員張列宇每次到辦公室工作，都會(huì)經(jīng)過(guò)這塊大石頭。
這塊石頭提醒他思考讀博以來(lái)就縈繞心中的問(wèn)題——如何用科研技術(shù)“還人民綠水青山”。
臭水溝、污水河……這些是張列宇從業(yè)12年最常去的地方，他說(shuō)自己是個(gè)“水大夫”，專門(mén)診治“生病”的河湖，已成功“治愈”的80余條黑臭河道就是“已經(jīng)出院的病人”。
近期，張列宇參與研發(fā)的國(guó)內(nèi)首個(gè)人工智能流域監(jiān)管系統(tǒng)成功上線。這個(gè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)四川成都雙流區(qū)白河96平方公里流域，能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)斷面超標(biāo)溯源、預(yù)測(cè)和智能決策三大功能。
研發(fā)人工智能流域監(jiān)管系統(tǒng)
“利用大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，打造一個(gè)智能流域監(jiān)管系統(tǒng)。”張列宇說(shuō)，由他負(fù)責(zé)的首個(gè)人工智能流域監(jiān)管系統(tǒng)示范項(xiàng)目，前不久落戶于成都雙流區(qū)白河流域。
白河，古稱色水，是四川盆地區(qū)域一條歷史悠久的河流。
白河曾有一段污水橫流、花木難生的“黑歷史”。經(jīng)過(guò)治理，如今的它碧波蕩漾，引來(lái)白鷺紛飛。
如何守住白河流域的治理成果、讓清水綠岸、魚(yú)翔淺底的美景定格？這成為張列宇團(tuán)隊(duì)不斷思考的課題。
張列宇作為示范項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人，設(shè)計(jì)研發(fā)出應(yīng)用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的白河流域監(jiān)管系統(tǒng)。
這套系統(tǒng)能夠利用較少的傳感器對(duì)96平方公里流域進(jìn)行覆蓋，在半小時(shí)內(nèi)追溯到超標(biāo)指標(biāo)的排放源頭；能對(duì)流域可能發(fā)生的溢流和污染物擴(kuò)散情況，做出準(zhǔn)確度超85%的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)；還可根據(jù)污染源動(dòng)態(tài)解析和仿真預(yù)測(cè)結(jié)果，與系統(tǒng)承載的571種關(guān)鍵技術(shù)知識(shí)圖譜進(jìn)行智能匹配，為流域治理科學(xué)決策提供輔助和依據(jù)。
在張列宇看來(lái)，這個(gè)系統(tǒng)除了支撐人力管理、提高流域治理的精準(zhǔn)度和科學(xué)性，還在培育環(huán)保產(chǎn)業(yè)、擴(kuò)大環(huán)保服務(wù)范圍方面具有很大潛力。
談到智慧系統(tǒng)，張列宇滔滔不絕。“完成流域監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)后，我們還打算做大氣環(huán)境監(jiān)管的智慧系統(tǒng)。”他說(shuō)。
心中的曹楊環(huán)浜成不竭動(dòng)力
張列宇是個(gè)土生土長(zhǎng)的內(nèi)蒙古漢子，卻機(jī)緣巧合同“水”結(jié)下不解之緣。
張列宇笑言，因?yàn)榧亦l(xiāng)水流少，他年少時(shí)就打算去南方，“去個(gè)河湖多的地方上大學(xué)”，沒(méi)想到就來(lái)到了“千湖之省”湖北。他本科在武漢理工大學(xué)就讀環(huán)境工程專業(yè)，后來(lái)在中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所攻讀博士學(xué)位。
讀博時(shí)，一次治理臭水溝的經(jīng)歷，讓張列宇下定決心——“為人民守護(hù)綠水青山”。
17年前，位于上海市普陀區(qū)的環(huán)形水道曹楊環(huán)浜是一條有名的臭水溝：河水發(fā)黑、藍(lán)藻肆意繁殖，周圍市民深受其苦。
張列宇和導(dǎo)師為了治理這條河流，吃在河邊、睡在河畔，做了無(wú)數(shù)實(shí)踐調(diào)研和凈化實(shí)驗(yàn)，最終找到曹楊環(huán)浜水體黑臭的污染源并進(jìn)行了針對(duì)性截污。他們用了不到1年時(shí)間，便治好了這條河。
后來(lái)，張列宇因治理上海其他地區(qū)的河道，機(jī)緣巧合路過(guò)曹楊環(huán)浜。沒(méi)承想，他竟被一位陌生的上海老太太和老大爺給認(rèn)出來(lái)了。他們熱情地對(duì)他說(shuō)：“小伙子，謝謝你治好這條河！”
張列宇和導(dǎo)師的治水行動(dòng)，竟都被附近的居民默默看在眼里。
如今，曹楊環(huán)浜從遠(yuǎn)近聞名的臭水溝變成人們休閑娛樂(lè)的樂(lè)園，河邊垂釣、健身的人絡(luò)繹不絕。看到這一切，張列宇由衷感到滿足。
“那真是改變我科研生涯和專業(yè)認(rèn)知的事情。”張列宇說(shuō)，“干1萬(wàn)件事不如老百姓點(diǎn)1個(gè)贊。”
從此，張列宇無(wú)論是做科研還是搞成果應(yīng)用，都會(huì)從老百姓的角度出發(fā)，思考如何讓他們盡可能生活在更好的生態(tài)環(huán)境之中。
縈繞心中的曹楊環(huán)浜，成了他“治水”的不竭動(dòng)力。
走南訪北進(jìn)行水污染溯源研究
2019年，張列宇及其團(tuán)隊(duì)成員因“沉水植被的定向調(diào)控”項(xiàng)目獲得了北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。“獲獎(jiǎng)倒在其次，項(xiàng)目成果提升了首都的水質(zhì)，讓我深感欣慰。”張列宇說(shuō)。
北京市是特大缺水型城市，缺乏自然水體，近87%的河流水體需要用再生水進(jìn)行補(bǔ)水。
然而，再生水氮、磷等元素含量較高，容易造成藻類暴發(fā)。一旦藍(lán)藻鋪滿水面，水底的沉水植被就見(jiàn)不到光了。
沉水植被是位于水層下面營(yíng)固生存的大型水生植物，對(duì)緩解水體富營(yíng)養(yǎng)化有積極作用，能有效抑制“水質(zhì)殺手”——藍(lán)藻的生長(zhǎng)。可見(jiàn)不到光，沉水植被就沒(méi)法正常萌發(fā)生長(zhǎng)。隨之，失去“對(duì)手”的藍(lán)藻就會(huì)瘋長(zhǎng)，最終導(dǎo)致水體陷入不斷惡化的循環(huán)中。
張列宇和團(tuán)隊(duì)成員觀察到沉水植被與藍(lán)藻的“相克”關(guān)系，設(shè)法調(diào)控沉水植被，使其比藍(lán)藻更早萌發(fā)、生長(zhǎng)速度更快，努力將水體導(dǎo)向自然生態(tài)下的良性循環(huán)。
最終，該項(xiàng)目研究成果有效改善了北京市水體的水環(huán)境。
“大自然中，許多生物都是相生相克的關(guān)系，首先我們得發(fā)現(xiàn)這個(gè)規(guī)律，然后在此基礎(chǔ)上做應(yīng)用。只有找準(zhǔn)‘病因’，才能更好地解決問(wèn)題，我們就像‘中醫(yī)’，從更宏觀的角度調(diào)控水體，使其走向良性循環(huán)。”張列宇說(shuō)。
近年來(lái)，張列宇走南訪北，借助先進(jìn)技術(shù)精細(xì)化分析河流水體的污染問(wèn)題，專注于水污染溯源研究。“在這一塊我們做了些探索，比如用DNA和同位素等技術(shù)做污染源的溯源判定工作。”他說(shuō)。
如果不受疫情影響，張列宇一年會(huì)有一半的時(shí)間都在外出差。“要想治好水，得當(dāng)一個(gè)‘臨床醫(yī)生’，到水污染現(xiàn)場(chǎng)去調(diào)查。”他說(shuō)。
張列宇對(duì)自己的學(xué)生也多次強(qiáng)調(diào)：“必須深入一線實(shí)地調(diào)研，才能出成果。”他要求學(xué)生必須到野外進(jìn)行考察，自己也跑遍了全國(guó)大大小小的河流湖泊。
張列宇最北曾經(jīng)到過(guò)零下四十?dāng)z氏度的呼倫湖，湖上的冰一鑿開(kāi)，湖里的魚(yú)撈上來(lái)?yè)潋v了幾秒便被凍住了。
“出野外做調(diào)研，辛苦是肯定的。水體污染治理要求實(shí)踐與理論結(jié)合，只有實(shí)踐調(diào)研過(guò)，才能精準(zhǔn)地找到水體污染的‘病因’，進(jìn)而解決問(wèn)題，甚至發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題。”張列宇說(shuō)。
如今，張列宇有了一個(gè)新身份——粵港澳大灣區(qū)環(huán)境創(chuàng)新研究中心負(fù)責(zé)人、研究員。
借助這一平臺(tái)，張列宇決心“啃”成果轉(zhuǎn)化這塊“硬骨頭”。
“目前我國(guó)很多技術(shù)已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，可是轉(zhuǎn)化率卻不高。這是因?yàn)槠髽I(yè)了解和掌握的技術(shù)較少，而科學(xué)家則比較關(guān)心技術(shù)的先進(jìn)性，有時(shí)忽略了技術(shù)如何能夠服務(wù)于市場(chǎng)的問(wèn)題。”張列宇說(shuō)，他所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)正致力于將更多技術(shù)和商業(yè)模式結(jié)合起來(lái)，搭建企業(yè)和科學(xué)家之間的“模式”橋梁。
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