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科技战疫献力量 创新强国见真功——记城市水资源与水环境国家重点实验室科技抗疫活动
发布人:吴洁  发布时间:2020-08-30   浏览次数:10

疫情无情人有情,科技创新战疫情。在举国上下齐心抗疫的关键时刻,城市水资源与水环境国家重点实验室师生服务大局、坚持工作,科技创新争分夺秒,网上教学有声有色,公众开放活动有序推进。自新冠疫情发生以来,实验室积极相应国家号召,主动作为,研制出次氯酸消毒剂和室内消毒车,应用绿色消毒技术助力战“疫”。以李圭白、张杰、任南琪、马军四位中国工程院院士为杰出代表的重点实验室师生走上育人“云课堂”、深入创新战疫第一线、亲身参与科普推广,展现了重点实验室师生的家国情怀和道德风尚。响应科技部、中央宣传部、卫生健康委、中国科协联合举办“2020年全国科技活动周”号召,实验室将于近日举办公众开放活动和科普推广工作。

  

一、危难之际勇担当任南琪团队研制消毒剂、消毒车

20202月初始,疫情全国蔓延,针对当时无毒消毒剂缺乏、复工风险大的问题,任院士以政协委员身份,向省委省政府提出煤化工、石化企业延长生产链生产低毒消毒剂以及研发应急消毒技术的提案。该提案有望解决黑龙江冬季通风不利、公共场所消毒难度大等问题,于228日获得省卫建委疾控处答复。重点实验室成员邱珊副教授响应号召,与尤世界教授、丁晶老师、邓凤霞博士后共同成立《应急隔离消毒舱设计》项目组,联合哈尔滨工业大学环境股份有限公司开展弱酸性次氯酸消毒剂研发及应用研究。目前研究成果已证实次氯酸消毒剂可有效杀灭新型冠状病毒。所研发的次氯酸消毒剂已经获得消字号批号,进入生产阶段,已完成5吨样品生产,并开发了楼宇办公室小型消毒喷雾机。

在此基础上,实验室成员与哈尔滨工业大学环境股份有限公司科研人员研制了室内消毒舱。通过大量试验以及空间流体力学计算,对消毒剂喷头位置、角度、送风风量、换气频率等参数进行优化。该消毒舱360°全空间覆盖、不留死角、高效杀毒。“附着—消杀—持续消杀”三步消毒策略可节省消毒时间。针对消毒舱无法移动这一问题,项目组进一步研发了室内消毒车,方便为办公室、实验室等空间进行消毒。目前已捐赠给学校两台应急消毒舱并配套充足的消毒剂,在学士楼和师生服务中心投入使用;捐赠给学校室内消毒车一台,已在哈工大行政楼投入使用。

二、千里驰援见真情马军团队助力湖北废水消毒防疫

医院是抗疫工作的最前线,也是病毒控制的最关键区域。针对医院废水消毒存在的难点问题,实验室马军院士组织团队成员跟同济大学、华中科技大学、中山大学等大学的研究人员合作开展了系统研究,提出用高浓度臭氧消毒技术强化医院废水处理。团队与浙江金大万翔环保技术有限公司联合研制和捐赠的5套全自动物联网监控臭氧消毒装备,于37日运抵湖北省咸宁市5家医院,现已经成功投入运行,用于医疗废水消毒灭菌无害化处理。

由于医院废水车间地点风险高、运行难度大、技术要求高,系统的维护管理是难点。因此,如果采用臭氧消毒,需要研究空气冷冻预处理、空气过滤分离和高压放电为一体的成套装备。团队在春节期间连夜进行设计,与哈工大浙江宁波产业化基地的金大万翔公司和哈尔滨工大高级氧化技术有限公司合作,克服了原材料运输困难和企业开工难等问题,经过多方协调,在春节之后完成设计,形成结构紧凑、体积小、性能优良的一体化臭氧消毒成套设备。在此基础上,马军院士又组织团队研制物联网远程管理系统,通过远程监控实现无人值守,可以异地操控臭氧的工作条件和消毒工况,形成了医院污水消毒专用的全自动物联网监控臭氧消毒装备,不仅具备更宽的温度范围和更高的可靠性,还能将数据全部采集到云端,及时进行数据分析和远程诊断。此外,为了减少气体的直接使用,控制潜在的气溶胶形成,设计还采用了高浓度臭氧水溶液进行消毒,不但运行维护简便,而且没有气溶胶的形成风险,易于稳定可靠地运行管理。

全自动物联网监控臭氧消毒装备工作现场

捐赠现场


三、不畏浮云遮望眼只缘“云端”有大师

疫情隔离了校园,隔离不了重点实验室师生教书育人、创新战疫的赤诚之心。为做好疫情防控期间在线开放课程工作,丰富科研与学习资源,重点实验室院士、国家杰青、长江学者、教学名师等知名专家学者专门开设学术前沿讲座,讲述学科历史、前沿趋势和重大突破,帮助学生拓宽研究思路,拓展研究方法,培养科学兴趣,弘扬科学精神;制定课程设置、考核方法、学分评定等管理办法,加强研究生培养过程管理;借助“华为云”平台,定期回播“大师云端课”视频,服务学生和社会公众需求。

34日,李圭白院士将其精心准备的《创新与我国饮用水净化技术发展沿革》的报告视频分享给大家,并由团队成员梁恒教授在线答疑。梁恒教授在答疑中还转达了李圭白院士对研究生的期望:“希望你们积极关注社会与人类的重大需求,潜心科研,为建设世界科技强国做出更大的贡献。”校外很多高校的学生和同行也在评论区积极互动,上线听课人数达到7300余人。“大师云端课”的独特魅力也受到了新华社等社会媒体的关注和纷纷报道,成为疫情防控期间更多师生的“思想盛宴”“精神大餐”。

318日,张杰院士作了题为《人类社会用水健康循环理论和方法》的报告,提出建立循环型城市水系统,遵循地球水循环规律,节制社会水循环流量,推进城市水资源流、物质流和能源流的健康循环,建立大雨不涝、无雨不旱、水生态健康、水资源可持续利用的城乡水环境,这是“海绵城市”建设、治理黑臭水体的基本方略。


  311日,直播没开始,早早出现在“云端”的中国工程院院士任南琪教授已经受到同学们的热烈欢迎。在污染物生物处理新工艺、新技术与新设备,废水资源化及能源化理论与技术,环境微生物分子生态学等领域,任南琪院士有着丰富的理论与实战经验。他以《城市水循环系统4.0理论与实践》的报告分享了“海绵城市”的内涵,“海绵城市”建设的发展路径,黑臭水体治理的“厂--河一体化”思路和管理体制。任南琪还结合正反典型案例,分析了在城市水处理方面存在的误区和错误认识,他强调,城市需要高水平“城市水医生”诊断,通过数字化分析、科学规划和设计,提出科学的治疗方案,最终形成智慧化管理与运行体系。“污水处理厂建立和污水处理一定要因地制宜,要抓住主要矛盾,着眼于未来……”面对学生们在评论区里的提问,任南琪院士耐心细致地回答着,答疑的时间也一再被延长。“任老师讲的很精辟,纲举目张!”“任老师学识广博,深入浅出,实用性很强!”评论区里点赞已经连成了串。“大师果然是大师!精彩!”“学而不厌,诲人不倦,大师们以身示范何为终身学习,给榜样‘刷火箭’了!”。

  228日,马军院士穿好西服,整洁清爽地站在“讲台”前与网络前的听众见面了。“导师如何引导学生成长?”“研究生如何实现自我发展?”一个个师生关注的普遍性问题抛出之后,马军院士结合自身教学、科研和培养研究生的丰富经验,围绕研究生选题、做实验、写论文、科学素质提升等问题,在“云端”上开始“传道授业解惑”。“研究生阶段是人一生中非常宝贵难得的发展机遇期。我们需要把自己培养成什么样的人呢?我认为,我们需要把自己培养成具有可持续性发展潜力的创新型学术骨干,具有探索精神和良好学风、具有独立分析问题和解决问题的能力,具有健康的心理素质、顽强的毅力和强的组织表达能力的人,要形成稳定先进可滚动发展的学术方向……”马军院士铿锵有力、鞭辟入里的讲述,赢得了课程群里来自本校、清华大学等国内高校及海外高校的师生的点赞。许多研究生在网上留言说,“马老师这课讲的真是干货满满,让人受益匪浅,太享受了!”“讲的太棒了,深受鼓舞和激励,明确了在自我培养的过程中需要注意的问题。”原本一个半小时就该到点,硬是被“云端”的学生们“拖堂”至3个小时,吸引了7600余人,首场授课《浅谈研究生素质培养和科学研究方法》取得“开门红”!