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

  • 走进浙江宁波余姚井头山遗址

  • 浙江绍兴:年宵花卉迎新年

独家策划

推荐阅读
昆虫性信息素相当于昆虫之间的“气味语言”,具有靶向性强、用量少、对环境友好等优点,是当前绿色植保的重要策略之一。
2025-12-24 10:05
作为中国科学院“十四五”重大项目之一,2022年7月27日,由中国科学院力学研究所(以下简称力学所)抓总研制的“力箭一号”火箭首飞成功。
2025-12-24 09:59
中国科学技术大学(以下简称中国科大)教授潘建伟、朱晓波、彭承志和副教授陈福升等基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”,在码距为7的表面码上实现了低于纠错阈值的量子纠错,演示了逻辑错误率随码距增加而显著下降。
2025-12-24 09:58
为加快推进知识产权强国建设,日前,国家知识产权局会同有关部门编制完成《知识产权强国建设发展报告(2025年)》。
2025-12-24 09:57
国家能源局23日发布11月全国电动汽车充电设施数据。
2025-12-24 09:57
我国自主设计建造的全球首制甲醇双燃料动力智能超大型油轮“凯拓”轮22日在辽宁大连成功交付。
2025-12-23 09:54
中国科学院大连化学物理研究所副研究员方光宗、研究员潘秀莲团队在乙炔氢氯化制氯乙烯研究领域取得新进展。
2025-12-23 09:53
《自然》杂志网站12月18日刊发文章,展望了2026年值得关注的科学事件,涉及人工智能(AI)、基因编辑和太空探索等多个领域。中国计划于2026年发射嫦娥七号探测器,目标是在布满岩石与陨石坑、着陆难度极大的月球南极附近着陆。
2025-12-23 09:52
9月30日,中国科学院上海应用物理研究所原所长徐洪杰去世半个月后,一场以追思和战略研讨为主题的“务虚会”在研究所召开。
2025-12-23 09:47
种子是“农业芯片”。精准设计育种这盘大棋,在科技工作者手中,正下得风生水起。
2025-12-23 03:05
12月17日,《自然》发布2025年值得关注的七大暖心科学故事,从基因编辑的多项突破,到传染病的快速防控,再到政策层面的重大胜利,都让人们为这一年感到高兴。
2025-12-22 09:57
记者21日从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所研究员李先锋团队在溴基多电子转移液流电池新体系研究方面取得新进展。
2025-12-22 09:56
微波加热,是维持“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)上亿摄氏度高温的核心技术之一。
2025-12-22 09:52
12月19日,《科学》在线发表了这项由中国科学家领衔的重要研究成果。
2025-12-22 09:50
记者了解到,作为农业科技“国家队”,近年来,该院依托西部中心,组建了高品质棉花生产模式、作物生物安全与防控等16支创新团队,把百余项技术成果转化运用到新疆这片热土。
2025-12-22 02:45
由我国多家研发单位联合完成的两项降糖减重药物Ⅲ期临床研究成果,北京时间18日在线发表于国际科学顶级学术期刊《自然》(《Nature》)。
2025-12-19 09:51
一个国际团队12月17日发表于《自然》的研究显示,70岁以上人群中,近1/10患有阿尔茨海默病。
2025-12-19 09:51
近日,“大国重器”中国天眼(FAST)又传来好消息。截至2025年11月5日,它已发现脉冲星1170颗,远超同期其他望远镜发现总数。
2025-12-19 09:48
国家自然科学基金重大非共识项目日前正式启动试点,首批遴选出3项建议资助项目,支持科研人员在国际科技竞争“无人区”开辟研究方向。
2025-12-19 09:47
《物理世界》日前公布“2025年度十大科学突破”榜单,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心张广宇团队主导的“首例二维金属制备”成果成功入选。
2025-12-19 09:45
加载更多