点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“水大夫”张列宇: 靠AI找出污水河的“病因”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

“水大夫”张列宇: 靠AI找出污水河的“病因”

来源:科技日报2021-11-01 09:56

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  张列宇 受访者供图

  在中国环境科学研究院的主楼前,伫立着一块大石头,上书红色大字“绿水青山就是金山银山”。

  中国环境科学研究院研究员张列宇每次到办公室工作,都会经过这块大石头。

  这块石头提醒他思考读博以来就萦绕心中的问题——如何用科研技术“还人民绿水青山”。

  臭水沟、污水河……这些是张列宇从业12年最常去的地方,他说自己是个“水大夫”,专门诊治“生病”的河湖,已成功“治愈”的80余条黑臭河道就是“已经出院的病人”。

  近期,张列宇参与研发的国内首个人工智能流域监管系统成功上线。这个系统可实时监测四川成都双流区白河96平方公里流域,能实现水质断面超标溯源、预测和智能决策三大功能。

  研发人工智能流域监管系统

  “利用大数据、人工智能、区块链、物联网等先进技术,打造一个智能流域监管系统。”张列宇说,由他负责的首个人工智能流域监管系统示范项目,前不久落户于成都双流区白河流域。

  白河,古称色水,是四川盆地区域一条历史悠久的河流。

  白河曾有一段污水横流、花木难生的“黑历史”。经过治理,如今的它碧波荡漾,引来白鹭纷飞。

  如何守住白河流域的治理成果、让清水绿岸、鱼翔浅底的美景定格?这成为张列宇团队不断思考的课题。

  张列宇作为示范项目总负责人,设计研发出应用大数据、人工智能技术的白河流域监管系统。

  这套系统能够利用较少的传感器对96平方公里流域进行覆盖,在半小时内追溯到超标指标的排放源头;能对流域可能发生的溢流和污染物扩散情况,做出准确度超85%的精准预测;还可根据污染源动态解析和仿真预测结果,与系统承载的571种关键技术知识图谱进行智能匹配,为流域治理科学决策提供辅助和依据。

  在张列宇看来,这个系统除了支撑人力管理、提高流域治理的精准度和科学性,还在培育环保产业、扩大环保服务范围方面具有很大潜力。

  谈到智慧系统,张列宇滔滔不绝。“完成流域监管系统建设后,我们还打算做大气环境监管的智慧系统。”他说。

  心中的曹杨环浜成不竭动力

  张列宇是个土生土长的内蒙古汉子,却机缘巧合同“水”结下不解之缘。

  张列宇笑言,因为家乡水流少,他年少时就打算去南方,“去个河湖多的地方上大学”,没想到就来到了“千湖之省”湖北。他本科在武汉理工大学就读环境工程专业,后来在中国科学院水生生物研究所攻读博士学位。

  读博时,一次治理臭水沟的经历,让张列宇下定决心——“为人民守护绿水青山”。

  17年前,位于上海市普陀区的环形水道曹杨环浜是一条有名的臭水沟:河水发黑、蓝藻肆意繁殖,周围市民深受其苦。

  张列宇和导师为了治理这条河流,吃在河边、睡在河畔,做了无数实践调研和净化实验,最终找到曹杨环浜水体黑臭的污染源并进行了针对性截污。他们用了不到1年时间,便治好了这条河。

  后来,张列宇因治理上海其他地区的河道,机缘巧合路过曹杨环浜。没承想,他竟被一位陌生的上海老太太和老大爷给认出来了。他们热情地对他说:“小伙子,谢谢你治好这条河!”

  张列宇和导师的治水行动,竟都被附近的居民默默看在眼里。

  如今,曹杨环浜从远近闻名的臭水沟变成人们休闲娱乐的乐园,河边垂钓、健身的人络绎不绝。看到这一切,张列宇由衷感到满足。

  “那真是改变我科研生涯和专业认知的事情。”张列宇说,“干1万件事不如老百姓点1个赞。”

  从此,张列宇无论是做科研还是搞成果应用,都会从老百姓的角度出发,思考如何让他们尽可能生活在更好的生态环境之中。

  萦绕心中的曹杨环浜,成了他“治水”的不竭动力。

  走南访北进行水污染溯源研究

  2019年,张列宇及其团队成员因“沉水植被的定向调控”项目获得了北京市科学技术进步一等奖。“获奖倒在其次,项目成果提升了首都的水质,让我深感欣慰。”张列宇说。

  北京市是特大缺水型城市,缺乏自然水体,近87%的河流水体需要用再生水进行补水。

  然而,再生水氮、磷等元素含量较高,容易造成藻类暴发。一旦蓝藻铺满水面,水底的沉水植被就见不到光了。

  沉水植被是位于水层下面营固生存的大型水生植物,对缓解水体富营养化有积极作用,能有效抑制“水质杀手”——蓝藻的生长。可见不到光,沉水植被就没法正常萌发生长。随之,失去“对手”的蓝藻就会疯长,最终导致水体陷入不断恶化的循环中。

  张列宇和团队成员观察到沉水植被与蓝藻的“相克”关系,设法调控沉水植被,使其比蓝藻更早萌发、生长速度更快,努力将水体导向自然生态下的良性循环。

  最终,该项目研究成果有效改善了北京市水体的水环境。

  “大自然中,许多生物都是相生相克的关系,首先我们得发现这个规律,然后在此基础上做应用。只有找准‘病因’,才能更好地解决问题,我们就像‘中医’,从更宏观的角度调控水体,使其走向良性循环。”张列宇说。

  近年来,张列宇走南访北,借助先进技术精细化分析河流水体的污染问题,专注于水污染溯源研究。“在这一块我们做了些探索,比如用DNA和同位素等技术做污染源的溯源判定工作。”他说。

  如果不受疫情影响,张列宇一年会有一半的时间都在外出差。“要想治好水,得当一个‘临床医生’,到水污染现场去调查。”他说。

  张列宇对自己的学生也多次强调:“必须深入一线实地调研,才能出成果。”他要求学生必须到野外进行考察,自己也跑遍了全国大大小小的河流湖泊。

  张列宇最北曾经到过零下四十摄氏度的呼伦湖,湖上的冰一凿开,湖里的鱼捞上来扑腾了几秒便被冻住了。

  “出野外做调研,辛苦是肯定的。水体污染治理要求实践与理论结合,只有实践调研过,才能精准地找到水体污染的‘病因’,进而解决问题,甚至发现新问题。”张列宇说。

  如今,张列宇有了一个新身份——粤港澳大湾区环境创新研究中心负责人、研究员。

  借助这一平台,张列宇决心“啃”成果转化这块“硬骨头”。

  “目前我国很多技术已达到国际领先水平,可是转化率却不高。这是因为企业了解和掌握的技术较少,而科学家则比较关心技术的先进性,有时忽略了技术如何能够服务于市场的问题。”张列宇说,他所带领的团队正致力于将更多技术和商业模式结合起来,搭建企业和科学家之间的“模式”桥梁。

  出野外做调研,辛苦是肯定的。水体污染治理要求实践与理论结合,只有实践调研过,才能精准地找到水体污染的“病因”,进而解决问题,甚至发现新问题。

  中国环境科学研究院研究员 张列宇

  记者 孙 瑜

[ 责编:涂子怡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • “云中漫步”建“天桥”

  • 山西永济:种粮大户收获忙

独家策划

推荐阅读
决定智力水平高低的因素非常多,脑容量只是其中的一个因素,而且这种关联并不是必然的。
2025-06-09 10:43
记者8日从中国科学院高能物理研究所获悉,P波段大功率超构材料速调管研制成功,并顺利通过所有测试完成验收。P波段大功率速调管是中国散裂中子源(CSNS)直线加速器的核心器件。
2025-06-09 10:34
此时正值我国主汛期,副热带高压边缘的暖湿气流与北方冷空气交汇,形成锋面雨带,江南地区更因副热带高压北抬进入梅雨季,长江中下游至华南地区常出现持续性阴雨或雷阵雨天气。副热带高压的强度和位置变化还会影响其他天气系统的活动,如热带气旋(台风)的生成和走向,进而影响降水分布。
2025-06-09 10:24
“海”一般与陆地相连,面积往往在百万平方公里量级以下;“海”与“洋”都有“大片水域”的意思,但“洋”的面积更大,其中心部位到陆地距离更远。了解海与洋的演化历史后,我们就更能理解海洋对人类的深远影响。
2025-06-09 10:20
《公报》显示,2024年,我国海洋生态状况总体稳定,局部海域有所改善,典型生态系统状况以优良和稳定为主,变化趋势稳中向好。
2025-06-09 10:12
记者6月8日从中国科学院高能物理研究所获悉,中国散裂中子源加速器射频团队与合作者研制的紧凑型P波段大功率超构材料速调管,日前顺利通过高功率测试,关键技术指标全部达到设计要求。
2025-06-09 08:52
面对日益增长的海量视频数据和复杂多变的应用场景,当前的视频监控系统在实时性、准确性和智能化水平方面仍然面临显著挑战。
2025-06-06 10:43
我国建成全球规模最大的互联网办电服务体系,信息化、网络化、智能化的高效便捷办电服务方式基本形成。
2025-06-06 10:35
科幻电影中凭借红外视觉锁定目标的“超视觉”已在实验室中照进现实。
2025-06-06 10:32
中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队与合作者利用兰州重离子加速器国家实验室加速器装置,首次合成了目前已知最缺中子的镤同位素——新核素镤-210。
2025-06-06 10:31
为深入贯彻中央种业振兴市场净化行动部署,按照种业监管执法年活动安排,农业农村部近日在全国范围内部署开展农作物种子基地监督检查工作,紧盯繁种制种关键环节和重点区域,严把制种源头关,切实保障农业生产用种安全。
2025-06-06 04:15
“一本顶5本,22个超大触摸页面融合18种材质,完全开发宝宝触感神经系统,实现手眼脑三维协调发展。”
2025-06-06 09:50
空天跨尺度计量基准大科学装置建设现场一派繁忙景象,目前项目进展顺利,预计将于2026年建成并投入使用。
2025-06-05 09:43
数据显示,在“本源悟空”的境外用户中,美国、加拿大等量子技术强国访问频次持续领先,其中美国用户访问量稳居境外第一。
2025-06-05 09:42
5月28至29日,宁夏电网迎来历史性时刻——新能源日发电量连续两天超越区内统调用电量,成为国内首个新能源日发电量超越区内统调用电量的省区。
2025-06-05 09:41
国家公园人才培养创新联盟成立大会日前在北京举行。
2025-06-05 09:40
2025年1月,精准智能化学全国重点实验室正式获批,标志着中国科大在“有组织科研”战略上再添国家级平台。
2025-06-05 09:39
中国科学院国家天文台领导的国际合作团队在银河系的“盖亚-香肠-恩克拉多斯”(GSE)吸积矮星系遗迹中,发现了一颗具有高钍/铕比的锕系元素增丰极贫金属星。
2025-06-04 09:47
生态环境部、文化和旅游部、中国文联、中国作协近日联合印发《关于进一步加强生态文化建设的指导意见》,对生态文化建设工作进行全面系统部署。
2025-06-04 09:43
截至今年6月1日19时,江苏核电“和气一号”核能供汽项目已累计供应清洁工业蒸汽300万吨。
2025-06-04 09:40
加载更多