答疑環(huán)節(jié)到 馬軍院士的6問6答!
來源:ACS美國化學(xué)會(huì)
問 高級(jí)氧化水處理技術(shù)中哪個(gè)技術(shù)在工程應(yīng)用潛力大?
現(xiàn)在PMS,H2O2研究的比較多,但是工程應(yīng)用偏少,您如何看待未來高級(jí)氧化水處理技術(shù)工程化應(yīng)用問題?
馬軍院士:
高級(jí)氧化是利用反應(yīng)過程中形成強(qiáng)氧化性中間態(tài)成分降解水中高穩(wěn)定性有機(jī)物的工藝。高級(jí)氧化研究的關(guān)鍵是探索強(qiáng)氧化性中間態(tài)成分的形成規(guī)律與除污染特性,掌握不同類型中間態(tài)成分的性質(zhì)和產(chǎn)生方法,對于科學(xué)、合理地運(yùn)用這些強(qiáng)氧化性中間態(tài)成分解決工程中各種不同類型污染物分解與去除難題有重要意義。例如,近年來發(fā)展起來的臭氧/過硫酸酸鹽高級(jí)氧化技術(shù),可以同時(shí)產(chǎn)生羥基自由基和硫酸根自由基,而且自由基的轉(zhuǎn)化率很高(約90%),可充分利用臭氧分子、過硫酸鹽、次生的羥基自由基和硫酸根自由基等不同類型的氧化成分,在拓寬除污染范圍的同時(shí),強(qiáng)化分解有機(jī)污染物。該技術(shù)使用方便,工藝條件易于控制,在給水深度處理、污水深度處理、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
問 請問您如何看待大氣污染與水體污染之間的聯(lián)系?
開發(fā)氣液協(xié)同處理體系是否具有研究價(jià)值?
馬軍院士:
大氣污染是造成水體面源污染的主要因素之一,例如,含有鹵素的有機(jī)物在低溫下燃燒會(huì)產(chǎn)生二噁英類有機(jī)物,其毒性高、穩(wěn)定性強(qiáng),會(huì)造成水體污染,通過食物鏈富集會(huì)影響人類和生物健康;化石燃料燃燒排放,如機(jī)動(dòng)車排放、工業(yè)鍋爐排放、秸稈焚燒、低溫垃圾焚燒等有可能產(chǎn)生多環(huán)芳烴、氮氧化物、硫化物和炭黑等;此外,污泥燃燒、煤燃燒等有可能會(huì)釋放重金屬,如汞、鉛、砷、鉈等,應(yīng)注意在燃燒之前進(jìn)行預(yù)處理,在燃燒過程中和燃燒之后進(jìn)行煙氣處理,去除重金屬與有機(jī)物。有些人工降雨方法會(huì)使水中引入碘,而碘在水處理消毒過程中會(huì)產(chǎn)生毒性非常大的碘代有機(jī)副產(chǎn)物,鼓勵(lì)研究與開發(fā)綠色、低碳的人工降雨方法。因此,應(yīng)加強(qiáng)大氣污染的源頭控制,優(yōu)先發(fā)展資源回收利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì),盡可能回收潛在環(huán)境問題突出的廢物(例如,塑料、電池、溫度計(jì)(汞)、含鹵素材料等),做好垃圾源頭分類收集和資源化利用工作,動(dòng)態(tài)地監(jiān)測含有害成分的混合垃圾焚燒產(chǎn)生的不利影響,并盡可能做好前處理或燃燒過程中污染控制和燃燒后的煙氣處理,有效地控制污染物排放。
發(fā)達(dá)國家很早就開始控制塑料產(chǎn)品的使用和加強(qiáng)循環(huán)利用,例如瑞士的超級(jí)市場中顧客自己隨身攜帶可循環(huán)利用的塑料袋或紙袋,超級(jí)市場有自動(dòng)有償回收電池、瓶子、罐子等可循環(huán)利用的自動(dòng)設(shè)備。我國已在多個(gè)城市開展垃圾分類處理的工作,在此進(jìn)程中,應(yīng)該加強(qiáng)資源回收利用的政策和管理方面的工作,盡可能控制含有害物質(zhì)的混合垃圾燃燒產(chǎn)生的大氣污染。目前,我國對大氣污染治理啟動(dòng)了全國多省市聯(lián)防聯(lián)控行動(dòng)計(jì)劃,已取得較好的效果,也可以建立水、氣、固多介質(zhì)系統(tǒng)化污染物防控行動(dòng)方案,利用大氣循環(huán)和水循環(huán)系統(tǒng)的相互作用,進(jìn)行多介質(zhì)有害污染物聯(lián)防聯(lián)控。對于農(nóng)村污水處理和垃圾處置,應(yīng)盡可能地優(yōu)先考慮資源回收利用和營養(yǎng)物農(nóng)田利用等技術(shù)路線,在減少污染的同時(shí),將資源回收農(nóng)用,實(shí)現(xiàn)從農(nóng)產(chǎn)品廢物再回用于農(nóng)田的良性循環(huán)。城市污水和城市垃圾也應(yīng)該逐步地實(shí)施與完善垃圾分類收集、污水資源化、有害廢物源頭污染控制與資源化利用、廚余垃圾和營養(yǎng)物質(zhì)源頭回收與資源化利用等工作。嚴(yán)格控制持久性有機(jī)物和重金屬等有毒有害工業(yè)污染物排放到城市排水收集系統(tǒng)中,盡可能地實(shí)現(xiàn)污水和污泥資源化利用,并將不含持久性有機(jī)物及重金屬的污泥和污水回用于農(nóng)田或濕地等生態(tài)系統(tǒng)中。應(yīng)開展基于環(huán)境友好、低碳等約束條件下的廢物全生命周期資源化利用戰(zhàn)略規(guī)劃研究,從資源回收、能源化利用、環(huán)境保護(hù)、低碳排放等多方面實(shí)現(xiàn)垃圾等廢物的最優(yōu)處置與利用,實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
問 利用沉降和過濾的方法可以實(shí)現(xiàn)水污染處理。沉降后的含污染物的沉淀要怎么處理?
過濾后,濾膜要怎么處理能夠?qū)崿F(xiàn)多次使用?
馬軍院士:
沉降和過濾是目前常規(guī)水處理中的重要單元,含污染物的沉淀物應(yīng)該進(jìn)行脫水、干化后優(yōu)先進(jìn)行資源利用(可以根據(jù)沉淀物中的成分,無害化處理后確定用在哪些方面)。例如,給水廠沉淀污泥可以回收鋁和鐵,其余可以用于鹽堿地改良等。污水廠沉淀物視其中所含有的成分來進(jìn)行處置和資源化利用。隨著膜濾技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷加大,延長膜的使用壽命、降低膜污染等成為膜領(lǐng)域的重要研究方向,應(yīng)發(fā)展不造成膜材料破壞的工程應(yīng)用方法,發(fā)展綠色膜污染控制技術(shù)和膜清洗方法,包括膜的低壓運(yùn)行、重力驅(qū)動(dòng)運(yùn)行等方法,開發(fā)膜污染控制技術(shù)、綠色膜清洗劑和綠色膜清洗工藝等。廢舊膜再生循環(huán)利用技術(shù)也將會(huì)有很大的發(fā)展前景,隨著膜技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用,廢舊膜的循環(huán)利用問題日益突出。此外,無機(jī)膜由于具有穩(wěn)定、綠色、耐久、對水質(zhì)無副作用等特點(diǎn),將會(huì)是水質(zhì)凈化領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。
問 對于防止水資源受污染,以及水污染處理方面,居民在日常生活中可以做些什么?
馬軍院士:
防止水資源受到污染最為經(jīng)濟(jì)的方法是全民從源頭上控制污染,在日常生活與生產(chǎn)中減少污染,這是基于全生命周期角度考慮的最優(yōu)水污染控制方案。例如,吃飯時(shí)盡量減少剩飯,讓居民養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣,節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展是人類進(jìn)步的標(biāo)志,一旦剩飯以垃圾的形式進(jìn)入環(huán)境,治理難度非常大,在治理過程中消耗能量,產(chǎn)生甲烷、二氧化碳等溫室氣體,也很難經(jīng)濟(jì)有效地控制污染,但從源頭上控制相對容易。例如,一個(gè)廢舊電池往往能污染一大片土地,若焚燒則會(huì)污染大氣(重金屬污染,又會(huì)通過面源的形式重新進(jìn)入水體,通過生物鏈部分地進(jìn)入人體)。所以,廢舊電池一定要集中收集,回收利用,這是最為經(jīng)濟(jì)的方法。再例如,有些人隨地吐痰,這個(gè)習(xí)慣不好,但一般人沒有認(rèn)識(shí)到其潛在的危害,細(xì)菌、病毒進(jìn)入水體后會(huì)梯級(jí)放大傳播效應(yīng),有害微生物增殖后威脅更多人的健康,造成潛在的公共衛(wèi)生安全風(fēng)險(xiǎn),從概率上看也直接威脅吐痰人自己。還有一些例子,如目前一些人養(yǎng)狗,若狗在路上大小便,如果主人沒有及時(shí)地采取衛(wèi)生措施(清理狗的糞便),狗的一些疾病(病毒、細(xì)菌等)就可能通過水、空氣放大傳播效應(yīng),并有可能傳染給人類,也會(huì)形成潛在的公共衛(wèi)生安全風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)從中小學(xué)教育做起,讓學(xué)生重視日常生活中減少污染、節(jié)約與回收利用資源、維護(hù)公共衛(wèi)生安全、保護(hù)環(huán)境質(zhì)量、重視生態(tài)平衡等理念。只有全民自覺地養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣,自覺地保護(hù)環(huán)境,為生態(tài)文明建設(shè)貢獻(xiàn)力量,才能經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)環(huán)境生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。
問 您對渴望發(fā)表文章的年輕學(xué)者有什么建議嗎?
馬軍院士:
發(fā)表文章是研究成果公布與學(xué)術(shù)交流的一種重要形式,也是思想總結(jié),認(rèn)識(shí)深入,成果歸納,理論提升的重要階段。論文要注重內(nèi)容原創(chuàng)、思想新穎、分析客觀、數(shù)據(jù)翔實(shí)、結(jié)論可靠等原則。青年學(xué)者要注重夯實(shí)基礎(chǔ),注意學(xué)科交叉,將理論與實(shí)踐相結(jié)合,深入工程第一線。平時(shí)工作中要注重觀察,注重實(shí)踐,在工程中發(fā)現(xiàn)問題,在研究過程中動(dòng)態(tài)地凝煉科學(xué)問題,客觀地探索科學(xué)規(guī)律,解決工程中的難點(diǎn)問題,并動(dòng)態(tài)地將成果應(yīng)用于工程中。很多工程科學(xué)研究選題往往源于工程實(shí)踐,但不限于工程本身,總結(jié)出的工程科學(xué)規(guī)律可以指導(dǎo)工程的發(fā)展,超前性地引領(lǐng)工程的科技進(jìn)步,動(dòng)態(tài)地更新工程發(fā)展模式和創(chuàng)建工程的新理念,更好地服務(wù)于社會(huì)。從工程中提煉的科學(xué)問題要通過科學(xué)試驗(yàn)長時(shí)間地探索,經(jīng)過嚴(yán)密的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和反復(fù)測試,通過數(shù)據(jù)歸納與整理提升,通過歸納和演繹相結(jié)合地反復(fù)論證,經(jīng)過實(shí)踐性檢驗(yàn)并螺旋式地發(fā)展,取得有益于工程科學(xué)發(fā)展的理論與技術(shù)突破,經(jīng)過周密地整理,反復(fù)地修改,形成學(xué)術(shù)論文。論文最重要是創(chuàng)新點(diǎn),圍繞創(chuàng)新性的發(fā)現(xiàn),進(jìn)行理論分析、模型建立,成熟后再發(fā)表論文�?傊嗄陮W(xué)者更重要的是夯實(shí)基礎(chǔ),深入科學(xué)研究的第一線和工程實(shí)踐第一線,從中發(fā)現(xiàn)問題,積蓄靈感,尋找突破點(diǎn),捕獲新機(jī)遇,在科學(xué)研究與論文撰寫過程中逐漸地形成自己特色的知識(shí)結(jié)構(gòu)和優(yōu)勢學(xué)術(shù)方向。
問 研究生怎樣提高科研論文寫作能力?
馬軍院士:
論文寫作是研究生階段需要訓(xùn)練的重要內(nèi)容,要提高科研論文的寫作能力,首先要重視科技選題。應(yīng)關(guān)注科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài),并積極地進(jìn)行交流與討論,出席本領(lǐng)域及交叉學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)術(shù)會(huì)議,掌握科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢。要在平時(shí)閱讀文獻(xiàn)過程中記錄科學(xué)與技術(shù)的最新發(fā)現(xiàn)點(diǎn),動(dòng)態(tài)地整理新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象在試驗(yàn)與理論分析上的不足之處,動(dòng)態(tài)地撰寫所關(guān)心學(xué)術(shù)領(lǐng)域的文獻(xiàn)綜述草稿,并評述相關(guān)學(xué)術(shù)研究進(jìn)展和需要完善的理論問題。其次,要在試驗(yàn)過程中準(zhǔn)確記錄原始條件和試驗(yàn)過程,不能有先入之見,你在整理試驗(yàn)結(jié)果時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn),一個(gè)反常的規(guī)律很可能意味著新的發(fā)現(xiàn),因此試驗(yàn)規(guī)劃和試驗(yàn)過程要十分嚴(yán)謹(jǐn)。此外,工科的研究生也要深入工程實(shí)踐第一線,善于觀察工程中出現(xiàn)的問題,勤于分析工程中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象,提高對工程實(shí)踐問題的認(rèn)識(shí)能力,從工程中尋找科學(xué)研究的靈感與機(jī)遇。
科研論文寫作貫穿科學(xué)問題的選擇、科學(xué)試驗(yàn)的規(guī)劃,研究過程細(xì)節(jié)的記錄,反�,F(xiàn)象的分析與追蹤,嚴(yán)密的數(shù)據(jù)整理,系統(tǒng)的理論分析。要重視論文的每一個(gè)圖表的成果表達(dá),要強(qiáng)調(diào)其準(zhǔn)確性、客觀性、直觀性。例如,圖表中的數(shù)據(jù)表達(dá)是否考慮了試驗(yàn)誤差,試驗(yàn)的精密度和準(zhǔn)確度如何,反映出的規(guī)律是否嚴(yán)密可靠,圖表是否規(guī)范,是否一目了然等。論文的撰寫需要反復(fù)修改完善,逐漸地從理論上提升,成熟和完善后再發(fā)表。論文投稿過程中,要重視評閱人的意見,認(rèn)真修改學(xué)術(shù)論文,必要時(shí)補(bǔ)充相關(guān)的試驗(yàn),逐步地完善論文成果。