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

  • 双展联动感受绿色低碳与工程建设新图景

  • “机遇中国·创享未来”中国文化推介系列活动在世贸组织举办

独家策划

推荐阅读
揭秘极限制造背后的“宁德品质”
2026-09-17 11:48
在中国工程院院士张献龙带领下,华中农业大学教授王茂军课题组发现“三维基因组结构是传统DNA序列变异之外可供作物改良利用的新型靶标”,并在此基础上破译了棉花遗传的“空间折叠密码”,为拓展现有栽培棉的遗传多样性提供了新方向。
2026-09-17 09:41
近日,陈松林团队成功构建全球首个海洋硬骨鱼类综合功能与进化基因组数据库MFDB,首次系统整合了来自85种海洋硬骨鱼的89个染色体水平基因组数据。
2026-09-17 09:42
恰逢铜基高温超导发现40周年之际,复旦大学教授张远波、阮威团队与中国科学院院士、中国科学技术大学教授陈仙辉团队合作,成功制备出只含一个铜氧面的铜基高温超导体。
2026-09-17 09:40
依托中国天眼FAST超高探测灵敏度,国家天文台韩金林研究员领衔的FAST银道面脉冲星巡天团队取得重要发现,捕获一颗处于紧致轨道的双中子星系统PSRJ1856-0039。
2026-09-17 09:35
地学界认为,这种全球尺度的巨变,很可能归因于超大陆旋回。但是,是否真的存在超大陆?近日,中国地质科学院地质研究所王涛团队发表成果,证实了超大陆的存在,并将其命名为“大冈瓦纳”。
2026-09-17 09:37
日前,西湖大学未来产业研究中心周南嘉、姚远联合西湖大学医学院陶亮团队,设计出全新材料与3D打印机制,解锁了植入式全水凝胶生物电子器件。
2026-09-17 09:32
据了解,该隧道盾构段长约2.9公里,采用双洞双层结构设计。如此“大块头”的装备,推进系统配置了液压浮动支撑装置,同时还配备了高精度导向系统与管片选型系统,共同保障盾构机轻巧拐弯。
2026-09-16 10:38
当前,一场以可再生能源替代化石能源、以电动汽车替代燃油车为核心的能源革命正席卷全球。车网互动的本质,是将电动汽车从单纯的“负荷”转化为兼具“负荷”与“电源”双重属性的移动储能单元。
2026-09-16 10:38
从持续性看,这些劣质、虚假或错误的信息,不只占据当下受众的注意力,还会变成AI训练的语料,形成自我循环。使清朗网络空间成为可感可及的常态,还要立足于人机协同,同步提升全社会的信息素养和核查效率。
2026-09-16 10:37
近日,南方科技大学地球与空间科学系副教授范斯腾与合作者在火星大气环流及物质输运研究方面取得重要进展。火星上的物质输运通常主要沿着平均环流进行,这与地球根本不同,后者的大气输运主要受涡流主导。
2026-09-16 10:39
艺术家描绘了星团潮汐尾上的脉冲星和接力观测的三组望远镜。此后,随着星团内部动力学演化和银河系潮汐作用持续改变成员轨道,一部分中子星会逐渐进入潮汐尾,最终脱离星团。近一个世纪后,星团潮汐尾上的这颗脉冲星,使巴德开启的两条科学线索在一个具体天体上交汇。
2026-09-16 10:39
今年入夏以来,西北太平洋与南海海域的台风仿佛开启了“流水线”模式,接连生成、登陆,引发社会广泛关注。
2026-09-15 09:35
气候变化可能进一步改变全球极端降雨、洪水和季风过程,短期水文事件对陆地塑料向河流和海洋输送的影响也可能随之变化。厘清这种“脉冲式”污染输送机制,有助于提高全球海洋塑料污染预测的准确性,并为更具针对性的塑料污染治理提供科学依据。
2026-09-15 09:27
错坚河冰崩发生点和下游传输侵蚀通道。研究指出,气候变暖背景下,喜马拉雅山地区的冰冻圈灾害正呈现频次增加与链式放大的复合态势。研究指出,此次冰崩与气候变暖影响下冰裂隙扩张、从冰面向冰内和冰床排水加剧直接相关。
2026-09-15 09:26
记者从国家药监局了解到,我国第三个脑机接口医疗器械标准于14日被批准发布。据悉,为了支持我国脑机接口医疗器械重大创新、满足产业发展急需,国家药监局采用快速程序立项和批准。
2026-09-15 09:23
工科学习与研究强调实践牵引、逻辑思维和科学方法,解决问题更是落脚点——学生可以借助AI,但不能被AI替代。工科学习,不仅是吸收知识的过程,更是应用理论、方法和工具提升学生解决工程实践问题的能力的过程。
2026-09-15 09:25
拍卖会是全国优质种公牛资源展示的舞台。与华西牛同台竞争的,不乏安格斯、西门塔尔等国内外优质牛,可近4届“标王”无一例外都花落华西牛。
2026-09-14 09:26
甲烷的“存在感”远不及二氧化碳,但增温效应不容小觑。有研究认为湖泊贡献了全球自然甲烷排放的75%,也有测算认为占比不足两成。但实际排放多少、国际模型是否适用于我国,长期缺乏本土实测验证。
2026-09-14 09:25
位于今青海省海西州格尔木市南部的布尔汗布达山山体,是当代地质学界、地理学界公认的东昆仑主干,也是青藏公路、青藏铁路的关键地标——昆仑山口所在地。
2026-09-14 09:14
加载更多