原载于《中国青年》杂志2021年第5期
编者按:
2020年12月6日下午,由北京团市委主办的“青春为祖国绽放”党的十九届五中全会精神宣讲暨2020年北京青年榜样发布,30名优秀青年当选2020年“北京青年榜样”年度人物。
青年榜样人物来自北京市各行各业基层一线,生动展现了北京青年不懈奋斗、勇于担当的精神风貌。他们有人扎根胡同,维护城市治安,提升群众生活幸福感;有人多次代表国家征战国际赛场、为国争光;也有人锐意创新,跨越科研成果转化的“死亡之谷”,只为服务你日常生活的点滴……社会发展向我们抛出的问题纷繁芜杂,每一位回答者的答案背后,都有动人的故事待人聆听。
五湖四海的活力青年相聚于此,在这个拥有厚重底色的城市奋斗的日日夜夜里,逐渐拥有扎根生长的自信,“北京青年”已经不再是地域的代名词,而是另一种青春风貌的呈现:“爱国、创新、包容、厚德”的城市精神,“局气、厚道、有里有面儿”的风土人情,浸润着青年们在这片热土实现自我价值,为社会作出更多贡献。
为深入宣传贯彻党的十九届五中全会精神,弘扬社会主义核心价值观,本刊对部分“北京青年榜样”年度人物进行报道,从三个板块生动展现当代青年参与国家治理的时代担当和家国情怀,号召更多中国青年向榜样学习,让青春在党和人民最需要的地方绽放绚丽之花!
(本刊记者 于丹)
2020年“北京青年榜样”年度人物专题报道⑤
曹效鑫:问渠那得清如许
文/本刊记者 于丹
“80后”博士曹效鑫身上有一种超脱年龄的少年气。
读博期间,曹效鑫的研究课题是在污水处理中富集培养一种特殊的微生物——“产电菌”。这种菌合理使用可以大幅降低污水处理的能耗,污水厂有可能从耗电大户转变为“能源工厂”。这项科研成果发表在国际权威期刊ES&T上,并获得当年的最佳论文奖,这也是我国学者首次获此殊荣,同时也获得了教育部自然科学一等奖。
这项学术突破至今留存在清华大学的宣传册中,至今无人打破。
2020年“北京青年榜样”年度人物 中国水环境集团研发总工程师 曹效鑫 (中)
十余年的科研生涯历练,当年的“学术纪录”创造者成长为中国水环境集团研发总工程师。不同于其他科学家动辄数十篇SCI论文的华丽成绩单,这个一路走来的“学霸”,自信又务实,把论文与科研成果写进了城市的碧水蓝天和祖国大地。
2020年,曹效鑫被评为“北京青年榜样”年度人物,致力于保护民众“生命之源”的科研工作者,从幕后走到了大众面前。
“黑雪”与“PM250”
在就读于清华大学之前,曹效鑫在山西大同学习生活。回忆2000年之前高中的求学生涯,一到冬季,“白雪皑皑”在曹效鑫脑海中只是幻想,雪花飘落时已经履行了“吸尘器”的职责,飘落在地面的积雪已是肉眼可见的灰黑色;令人引以为傲的云冈石窟彼时短暂地失去应有的光彩,蒙上一层深灰。这个场景一度触动了曹效鑫。
人生在十七八岁的时候很难精确探明自己的发展方向,但“兴趣是最好的老师”这句话诚不我欺。曹效鑫的高中生物老师的讲课风格让他爱上了这门科学:“可以毫不夸张地讲,生物课本提到哪个内容,当时我可以特别精确地知道它在哪一页第几行。”而生物恰恰是环境专业非常重要的学科基础,他果断选择报考清华大学的环境专业。
由晋入京,见过了清华园的白雪苍松,也给了曹效鑫更为开阔的视野。地域或许有壁垒,但人们始终同处一片天空下。2003年某天下午,一场沙尘暴席卷了北京上空。“窗外的整个环境都是橘红色”,这是继“黑雪”之后,曹效鑫又一次被震撼。课堂上,教大气科学的老师眼见此景,遂将“PM2.5(细颗粒物)”的概念冷嘲为“PM250”。一句玩笑话,将环境治理刻进了曹效鑫的科研里程碑。
2009年,曹效鑫博士毕业。面临择业选择,当时留校教学或者去科研机构是成为一名“科学家”顺其自然的事情。但参加社会实践时,各种环境污染处理的工作现场都对曹效鑫产生很强烈的触动,“环境治理的真正需求就在社会中,就在实践里”。
经过一番考虑,曹效鑫做了一个“另类”的选择,果断去往已经转制为企业的中国电科院从事电力环保的应用技术开发,成为了当时同专业中“第一批真正走向产业”的博士。此后,随着对科研创新和实践应用工作的探索思考,曹效鑫再一次跨越到更加市场化的平台,借助国投集团旗下的中国水环境集团的资源优势和团队力量发挥自己的专业优势,实现抱负。与此同时,他开始思考如何跨越从科研实验室到落地应用的“死亡之谷”,也成为了一名实践型的“企业科学家”……
跨越“死亡之谷”
科研“变现”的道路绝非坦途,也并非解决了资金、场地等问题即可。曹效鑫告诉《中国青年》记者,水技术创新是一个非常漫长的链条,实验室中有了好的科研成果还需要经历中间试验、放大试验、示范工程等多个环节,在产业中应用推广更需要几年甚至十几年的持续努力。实验室中的工作一般只能完成可行性工作,后面还有两座技术大山需要突破——应用的稳定性和经济性。这就是所谓科技成果转化的“死亡之谷”。
曹效鑫(左)与同事在煤化工废水试验现场,艰苦的环境与实验室的辛苦相比过之而无不及
《中国青年》:是什么事件使您第一次意识到从实验室到实践还是有一定差距?
曹效鑫:我们现在所从事的污水生化处理就是利用微生物“吃掉”污水中的污染物。目前人类深入研究的微生物不足自然界总量的1%。污水中成分非常复杂,仅有效的微生物就有2000多种,而且是开放体系。如何为真正发挥作用的微生物创造合适的条件,实现高效菌的富集驯化为人类所用,抑制有害微生物排出处理系统从而实现节能降耗,这是需要解决的关键问题。
我们在实验室的反应器容器很小,用试管、烧杯等模拟出的实验环境就可以创造出理想的反应条件。一旦走向工程实践,面对的是水深七八米,容积几千立方的反应池,如果无法让微生物与污水充分接触,效率性与经济性就大打折扣。这是在实验室里面你永远不会碰到的问题。然而现实这并不像做实验,可能一个微小的偏差,就造成了巨大的经济损失,压力非常大。
以往裸露于地面,对环境并不友好的北京碧水再生水老厂
《中国青年》:谈到科研落地中的两座大山“稳定性”与“经济性”,两个方面分别需要对谁负责?
曹效鑫:准确来说,我们所做的就是最基础的民生工程。老百姓缴纳的水费中有一项是污水处理费,但目前很难完全覆盖污水处理的各项成本,剩下的就是由政府财政预算支撑。
北京常住人口两千多万,每天要产生400多万吨污水,相当于每天就需要两个昆明湖来承接,如果不进行处理或者处理效果不到位,无疑是一场灾难。现在通过污水处理厂把污水处理成干净的再生水,这就成为了我们城市稳定的第二水源。现在我们北京的凉水河、通惠河水环境大为改善,河水都是用再生水补给到河道中。再比如北京亦庄开发区,它是电子行业的重要集聚区,90%的用水都是用污水再生处理成超纯水服务电子工业。
同样,稳定性需要我们长期保证第一水源与第二水源的供应。生活污水排放量在每天下午2点和晚上8点有两个高峰期,从而造成水质污染浓度的波动。我们的污水处理的工艺,必须能应对这种变化,保证能在不同的进水条件下达到排放及回用的标准。
所以研发者在技术开发的时候,就要考虑既能提高它的效率,又要控制成本,给民众和社会减轻压力。
干净整洁的北京新碧水再生水厂地下厂区
《中国青年》:随着您和团队开发的各项环境污水处理技术的普及,针对每个应用地的生态环境不同,会对污水处理的方案进行调整吗?
曹效鑫:是的,确实是因不同的地方而异。根据环境学中常常提到的“邻避效应”,在人口相对密度比较低的地方,我们会将污水处理厂建在地面,特点就是建设成本低廉。
但是北京、上海等人口密度高的一线城市,通过我们集团的先进技术体系和研发力量,把它建到地下,地面恢复成绿地公园、运动场,污水就近收集,出水就近回用,还给周边老百姓多一片绿地,就变成“双赢”的过程。
比如现在北京城市副中心的中国水环境集团碧水再生水厂就是下沉式再生水厂,占地面积较之前缩减至30%,处理能力提升了1.8倍,服务通州80%的人口。它们的出水供给玉带河、周边绿地公园与环球影城,实现了资源循环利用,把污水厂从单纯的市政基础设施转型升级为“土地集约、资源利用、环境友好”的生态综合体。虽然单体建设成本相对高一些,但从整个城市经营的角度它是划算的,这是最普惠的民生福祉。
为有源头“活水”来
基于在北京城市副中心的成功实践,分布式下沉再生水生态系统成果在上海嘉定、成都天府新区、大理洱海水环境治理等一批国家级重点项目中得到了成功应用,入选国家先进污染防治技术目录和绿色技术目录。
2020年1月,曹效鑫参与制定的国家首部《地下式城镇污水处理厂工程技术指南》正式实施,为环境的健康发展贡献了北京智慧。
应用中国水环境集团曹效鑫团队研发科技成果的洱海再生水厂
《中国青年》:您参与编发制定的国家首部《地下式城镇污水处理厂工程技术指南》的实施对整个社会而言有何意义?
曹效鑫:国情不同导致了发展方式不同。全球第一座大型污水处理厂在1920年左右建成,美国大概在20世纪20年代城镇化率已经达到60%。而中国是20世纪80年代后才开始快速城镇化,我们是城镇化与污水厂等基础设施同步发展的过程,“邻避效应”凸显。所以说下沉式再生水厂对于我国发展中的大中城市很有意义,是一个必然的选择。
其实污水处理厂是一个城市的共享基础设施,也是共享经济的另一种体现。我们平时看不见它,但每时每刻都在享用着它带来的福利。现在世界上大部分国家是正在发展的新兴经济体,共同特点就是人均资源少、土地紧张,需要“集约式”的发展。《指南》对于有相同发展特点的国家具有一定的借鉴意义。从这一方面来说,这是我们中国人的智慧,担负起“人类命运共同体”绿色发展的社会责任,也是从可持续发展角度讲述的中国故事。
2020年“北京青年榜样”年度人物专题报道
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监制:皮钧
终审:蔺玉红
审校:陈敏 刘晓 刘博文
责编: 郝劲搏
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