焦点提醒：贵州年夜学周少奇：情况生命科学年夜有可为 立异冲破：生物脱氮除磷强化情况污染管理 来历：贵州年夜学旧事网发布时候：2023-04-21 “茫茫宇宙，浩大无边；惟有地球，人类家园！作为一位环保科技工作者，要理论联系现实，尽力把论文写在故国的年夜地上，把科技功效利用到生态文明扶植的伟年夜事业中。”对情况庇护，我国出名情况科学与项目专家、国际欧亚科学院院士、贵州年夜学副校长周少奇传授曾发出如许的呼吁。 周少奇与团队新研发的微动力分离式农村污水处置要害手艺与设备实现项目利用 20年前，从前提优胜的沿海发财地域广东来到前提艰辛的贵州，周少奇就矢志扎根在这片地盘上展开情况生物手艺范畴的原创和利用研究，把本身最好的韶华全都献给了故国西南。 数十年如一日的对峙，都源在周少奇对情况微生物学研究与利用的一片赤子之心。在几十载的科研征途中，周少奇面向国际情况科技前沿克意立异，冲破了国际上生物脱氮除磷研究范畴120余年没法超越的困难，将本身的原创理论与新手艺推行利用在城市污水、农村污水、炼油废水、化肥废水、垃圾渗滤液等范畴的污水管理项目，为国度首批扶植的贵州生态文明实验区和我国西部情况庇护事业成长作出了严重进献。 凭仗他在我国情况项目范畴的凸起进献，周少奇取得了结合国世界常识产权组织（WIPO）卓异专利发现奖、最好发现奖2项，国度科技前进奖二等奖1项，中国专利金奖1项，并获何梁何利奖、贵州省最高科学手艺奖等主要奖项。行百里者半九十，致成功者积跬步。脚踏在贵州这片熟习的地盘上，跟着时候的推移、研究的深切，周少奇心中对情况生物学研究的酷爱耐久弥坚。 斗胆跨界：结缘情况生命科学 跨界是一种冒险，也是一种选择。在周少奇的眼中，一切选择的初志均来历在酷爱。与年夜大都理工男分歧的是，从小周少奇就热中在文史、哲学等多学科的思惟文化。“怅寥廓，问苍莽年夜地，谁主沉浮？”少时，周少奇在《沁园春·长沙》的震动下，立下科研立异之志。现在，在科学研究的世界里，他身上一直带有学科交叉形形色色的思惟，也从不害怕科研世界的冒险与挑战。1990年年头，周少奇在年夜连理工年夜学攻读博士学位时，在导师唐立平易近传授、冯朴荪传授的指点撑持下，进入了生物力学范畴，展开高档真菌（灵芝、云芝）发酵液的流变力学研究。1993年3月博士论文顺遂经由过程答辩后，周少奇经全国博士后治理委员会核准，作为我国发酵项目学科培育的第一名博士后来到华南理工年夜学，师从姚汝华传授，首要展开灵芝菌发酵与灵芝多糖等方面的研究；以后，他又前后师从国际闻名情况生物手艺专家、喷鼻港年夜学方汉平传授，国际闻名生物化工专家、加拿年夜滑铁卢年夜学穆洋（Murray.Moo-Young）院士展开研究工作。 周少奇与诺贝尔奖取得者德国胡贝尔（Huber）传授（左图左二），美国两院院士麦卡蒂（McCarty）传授（右图右一）、美国项目院院士里特曼（Rittmann）传授（右图右三） 就生化反映电子计量学进行学术交换谈起周少奇与情况生命科学范畴的结缘，就不能不提到他的一次学术拜候交换履历。多年来，周少奇斗胆测验考试，进修履历横跨了化工机器、哲学（报考硕士）、项目力学、生物化工和发酵项目等几年夜专业。1994年12月，周少奇初次出国进行国际学术交换，加入了在新加坡进行的生物医学项目范畴的一个国际会议，拜候了新加坡国立年夜学、南洋理工年夜学等高校。取道喷鼻港回广州时，他造访了那时在喷鼻港年夜学做高级拜候学者并与张佑启院士展开合作研究的陈万吉传授。经陈万吉传授举荐，他参不雅了方汉平传授的污水生物处置尝试室。在方传授的指点与撑持下，他对相干范畴研究有了加倍深入的熟悉，并决心将培育高档真菌的生物反映器颠末改良优化设想后利用在污水生物处置、展开喷鼻港粉岭垃圾填埋渗滤液生物脱氮研究中。 现实上，早在20世纪80年月，周少奇就从年夜量旧事报导和假期社会查询拜访中发觉了一个严重的情况问题：乡镇企业作为我国80年月经济成长中的一支主要气力异军崛起，在带来乡镇经济高速成长的同时，也对情况形成了严峻污染和粉碎。特别是不竭推动的城市化历程，让城市污水的排放量敏捷增添，但在相当长的时候里，我国城市污水处置率仅为50%摆布，由氮磷超标引发的水体富养分化日趋凸起，而保守工艺同步脱氮除磷效力严峻偏低，常常还须辅以化学药剂，轻易形成水体污染。一位科研工作者的义务感，让周少奇一向想为我国的环保事业做些甚么。 面临污水氮磷处置这一“卡脖子”的手艺瓶颈，有无可能另辟门路？周少奇深信，将之前所学的生命科学道理和生物手艺利用到情况项目上，必然会找到一个冲破口。“要做就做社会需要的研究，掉败了也值得。”如懦夫般，他刚毅地前行在科研摸索的道路上。 1994年12月对喷鼻港年夜学的那次拜候，加倍果断了周少奇转向情况污染管理研究的决心。在这一契机下，他最先动手打点到喷鼻港年夜学进行博士后研究的手续。在导师方汉平传授的细心指点下，不是情况专业科班卒业的他，从情况污染与管理的根基概念学起，一边看教科书，一边做尝试一边进修思虑，很快就入了门。工夫不负有心人。周少奇的跨学科研究，公然阐扬了意想不到的感化。经由过程脱氮微生物，周少奇将培育灵芝菌和云芝菌的气升环流式生物反映器，经由过程优化设想成瓜代厌氧缺氧好氧污水生物处置反映器，1996年率先用在喷鼻港粉岭高氨氮垃圾渗滤液的生物处置，获得了奇异的功能。但是，保守理论和教科书其实不能完全注释他看到的现象，即有微生物能以氨氮为电子供体、硝氮为电子受体实现生物脱氮改变为氮气，他推导出了其生化反映计量方程和相关计量模子，将其定名为“硝反硝”反映。周少奇不晓得的是，他无意间发觉的，恰是以后20多年来风行国际学术界的厌氧氨氧化反映。 立异冲破：生物脱氮除磷强化情况污染管理 为国而研，孳孳不倦。周少奇深知：情况生命科学是一项造福社会的新兴交叉学科。在堆集了轻飘飘的科研手艺功效以后，他最年夜的心愿就是将相干理论研究功效推向项目现实利用。 广州作为粤港澳年夜湾区的焦点城市，城市垃圾问题一向在其成长进程中相伴而生。早在20世纪90年月末，广州全市天天城市发生垃圾近1万吨，并且这个数目还在不竭增添。乃至有人担忧，广州进入21世纪后会呈现垃圾围城现象。而经由过程本身的科研积淀处理城市成长中的情况问题，就一向是周少奇科研工作的重点。 1997年5月，竣事喷鼻港年夜学博士后研究的周少奇回到华南理工年夜学，在陈收复院士的指点下最先介入准备创办情况科学与项目专业，担任固体废料与处置资本化学科标的目的。1998年3月，在周少奇担负华南理工年夜学新办的情况科学与项目系副主任时代，相关广州垃圾填埋渗滤液生物处置手艺获得广东省科技厅重点攻关项目立项撑持。在这一布景下，他在1998年最先，连系广州年夜田山垃圾填埋场渗滤液厌氧氨氧化与同时硝化反硝化生物脱氮协同感化，展开立异与项目利用研究。 那时，为了更好地处置相干研究工作，周少奇和他招收指点的第一名硕士研究生不分日夜苦守在偏僻山间的恶臭的垃圾填埋场进行新装备的现场实验和攻关，春节时代也不回家，终究经由过程不懈尽力，获得了抱负的实验成果。以后，他们与相干企业和设想院合作，将相干手艺推行利用在广州某年夜型垃圾填埋场渗滤液处置技改优化项目（6700m3）和广东江门某垃圾填埋场渗滤液处置技改优化项目（1500m3），取得了垃圾填埋渗滤液厌氧氨氧化与同时硝化反硝化协同高效脱氮要害手艺工艺与设备主要冲破，具有广漠的推行利用前景。 连系1996年至1997年时代在喷鼻港年夜学研究垃圾渗滤液生物脱氮的实验成果，周少奇团队颠末了一千多个昼夜的堆集和沉淀、尝试和理论阐发与立异。针对生物化学反映（首要为酶催化的氧化还原反映）在电子条理上还没有成立可同时知足物资守恒和能量守恒的反映机理的严重缺点，周少奇带领团队以污水管理和水体富养分化节制的“牛鼻子”——生物脱氮除磷手艺为冲破口，颠末年夜量尝试阐发，从生命代谢进程电子传播递入手，连系生化反映属在氧化还原反映这一素质，深切电子流条理，引入函数阐发方式，在1998年在国际上率先提诞生化反映“电子流守恒道理”和电子计量学方式，降服了国际学术界沿用经验方式的严重缺点，将生命代谢进程中好氧进程、厌氧进程、缺氧进程的各类生物化学反映，斟酌细胞合成与能量代谢写成反映等式，揭露了生物化学进程在电子流守恒根本上的反映机理，并进而推导出各类计量关系式和计量模子。相干理论包罗1个新概念、1个等价关系、2个守恒、3个机制，即：提出了广义（当量）COD概念，建立了各类电子供体与广义COD的等价关系，发觉了电子供体用在微生物发展与能量代谢之和的守恒律、每摩尔电子供体需要广义COD量的守恒律；基在生物硝化、反硝化反映电子计量方程，得出了3个互补机制，即：生物脱氮硝化反硝化进程两阶段具有COD耗损互补机制、份子氧耗损互补机制、碱度耗损与发生互补机制。 由此他们提出污水生物处置进程同步去除COD、氨氮、硝氮的耦合优化要害手艺（工艺+装备）：即同时硝化反硝化、短程硝化反硝化耦合工艺；进一步地，提出了将厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池4个修建物进行一体化空间耦合的新型装备优化设想方案；三相流体轮回活动实现空间瓜代厌氧缺氧好氧运转耦合方案以实现SND（氧化沟、一体化A2/O、IALR、竖立式A2/O、UCT、ADMONT等工艺与装备）；三相流体间歇曝气活动实现时变瓜代厌氧缺氧好氧运转耦合实现SND+Anammox协同感化方案（SBR、RBC等工艺与装备）。 他们实现了生物脱氮反映机理、工艺、装备三者的无机同一与耦合集成，从而实现了生物脱氮电子计量学理论的项目化利用。这一进展冲破了生物项目范畴生物化学反映可同时知足物资守恒和能量守恒的严重机理与方式问题，为生化反映电子计量学与生化反映热力学、生化反映动力学进行耦合研究斥地了新路子。颠末十多年时候的实践验证，功效处理了国际上生物脱氮研究范畴120余年来没法超越的困难，此中反硝化COD/N比与微生物发展的理论计量模子，比国际上相干范畴权势巨子专家总结取得的独一经验模子，提高精度30%以上。相干理论功效对海洋、湖泊、泥土、湿地、草地和污水处置项目中氮的轮回与转化，能够供给公道的理论注释；研发新型微生物燃料电池还原重金属Cr(Ⅵ)发生生物电并耦合自觉还原重金属Pb(Ⅱ)取得冲破；并为全部情况项目范畴情况污染管理、水体富养分化节制生物脱氮项目减排与利用供给理论根本。 在此根本上，周少奇又提出了微生物脱氮除磷进程碳氮磷三要素电子计量方程与计量模子，更新了情况项目污水生物处置范畴的相关根本常识，霸占了本行业根据经验计量模子设想和治理污水生物脱氮除磷进程引发较年夜误差和进程节制掉真的手艺困难。继而，他还在电子流守恒道理的思绪根本上，深切展开微生物脱氮除磷机理研究，应用份子生物学方式，在国际上初次发觉了4种新的反硝化除磷菌DPB，它们能够瓜代以份子氧、硝态氮、亚硝氮为电子受体进行同步脱氮除磷，在生物除磷理论方面冲破了保守理论经由过程“厌氧释磷”和“好氧聚磷”两个阶段去除磷的熟悉，并经由过程年夜量立异研究，经由过程缺氧区扩加强化DPB功能菌手艺，厌氧/缺氧/好氧/沉淀空间耦合一体化强化手艺，推流式三道回流与DPB菌的空间转移与延时手艺等生化反映工艺和装备的耦合优化，实现DPB菌的持续高效运转，开辟了一系列新的耦合工艺和适用手艺，为城市污水同步脱氮除磷项目技改优化利用供给了主要的理论根据和支持手艺，为新手艺道理项目化、财产化利用奠基了坚实根本。 科研扎根：将功效写在西部年夜地 在中国成长的计谋棋盘中，西部的成长极其主要。我国西部河山面积占全国的56%，生齿占全国总生齿的22.8%，但因为天然、汗青、社会等缘由，西部地域经济成长相对掉队，人均国内出产总值仅相当在全国平均程度的三分之二，不到东部地域平均程度的40%，火急需要加速鼎新开放和现代化扶植程序。 周少奇（右三）率领团队深切喀斯专程区污水处置一线进行实地调研考查 2002年，因国度西部年夜开辟计谋的火急需要，组织上遴派周少奇从发财地域广东到贵州省情况庇护局任局长助理。从此，他便与贵州这块地盘结下了疑惑之缘。 贵州地处中国西南腹地，与重庆、湖南、湖南、云南、广西交界，是西南交通关键。20世纪90年月以来，贵州经济特殊是工业经济的延续快速成长，加速了本地的工业化历程，严峻的水污染和水危机也随之而来。 为更好地领会贵州省情，周少奇深切下层普遍展开调研，萍踪踏遍全省85个县（市、区）。经由过程深切调研，周少奇发觉：贵州和西部的城市污水处置厂扶植方才起步，手艺还很掉队，与其他发财地域还很年夜差距。污水处置厂没法包管一般不变运转，严峻缺少手艺支持。作为一位情况科研工作者，他那时就下定决心要改良贵州的污水处置手艺。 经由过程与湖南、山东的企业与专业设想院产学研合作，他引进了进步前辈合用的一体化氧化沟等污水处置手艺，同时，经由过程专利实行许可，他与专业设想院合作，将生物脱氮除磷的新手艺道理和耦合工艺与装备利用在新型污水处置要害手艺与设备的立异，并在贵州、湖南、山东、广东、新疆等全国20余个省区进行推行示范和财产化利用。 别的，针对搅扰我国西部地域（贵州、云南、广西、陕西、甘肃、湖南、新疆、青海、宁夏、内蒙古）60多年的农村污水处置与资本化手艺困难，周少奇以首席科学家的身份提出手艺立异方案，取得2016年国度重点研发打算重点专项撑持。在立异理论的支持下，周少奇领衔团队在乡镇级、村组级、散户级农村污水处置系列成套化手艺与设备方面展开吃苦攻关，已在新型一体化乡镇污����APP水、自流式无动力村组农村污水、分离式微动力农村污水处置新手艺与设备研发方面获得了主要冲破和进展。经由过程产学研合作与专利实行许可，他率领团队扶植了一指示范项目，为村落复兴计谋实行供给强无力的环保科技支持。 宝剑锋从磨砺出，梅花喷鼻自苦寒来。颠末20多年的立异实践，周少奇相关污水生物脱氮除磷的原创理论与科研功效，已构成国表里专利150余项（获中国、德国、Australia等专利授权100余项）。秉持链式科技立异理念（以工科为例，全链条的科技立异包罗：科学理论立异、手艺道理立异、工艺立异，装备研制、设备研发、项目示范、财产化利用），提倡论文功效的适用性与“六化”（工艺化、装备化、项目化、财产化、尺度化、社会化）；连系国度环保事业严重需求、特殊是贵州和西部情况庇护的现实，他以“分秒必争”的精力，针对喀斯专程区特点，推动城市污水、农村污水、化肥废水、炼油废水、垃圾渗滤液，和湖泊富养分化节制与河流管理修复等方面的适用手艺研究与财产化利用，现已慢慢在全国20多个省区实现了项目推行和财产化利用。合计处置污水量高达20多亿吨/年，获得庞大的经济效益与社会情况效益。 系列立异功效以第一完成人获结合国世界常识产权组织（WIPO）卓异专利发现奖/最好发现奖2项，国度科技前进奖二等奖1项，中国专利奖金奖、银奖各1项，中国专利奖优异奖2项，获何梁何利奖、贵州省最高科学手艺奖、贵州省首届卓异人材提名奖，并获省部级科技奖一等奖7项；系列专利手艺获国际国内专利金奖7项；在国表里期刊颁发学术论文460多篇（SCI/EI论文290余篇、《细胞》子刊论文1篇，国表里援用11000屡次、中文论文下载量13.3万屡次），主编参编学术著作10部。另外，他前后入选国际欧亚科学院院士、国度万人打算领甲士才、国度绕月探测项目科学利用专家委员会专家、国务院当局非凡补助专家、国度有凸起进献中青年专家；获全国最美生态情况科技工作者、全国化工优异科技工作者、中国发现人物奖等声誉称号。 老骥伏枥，志在千里。现在，已过知天命之年的周少奇仍以丰满的精力与立场，投入各项工作中。科学研究、财产利用、科技扶贫、村落复兴……周少奇心中悬念的工作还良多，即便在回家路上的琐细时候，他的年夜脑也从未住手过思虑。情况问题事关千秋万代，是为人类谋福祉的伟年夜事业。“能投身在这项事业中，是我作为一位科技工作者最年夜的价值与乐趣。”周少奇说。 远望贵州年夜地，周少奇思路万千。情况之功，又岂执政夕。此后，连系贵州和西部的情况成长状态，他还将继续用情况生命科学来书写谜底。 来历：贵州年夜学旧事网 编纂：溪山融媒中间 秦静 一审：陈思鱼 二审：李旭锋 三审：杨楠
贵州年夜学周少奇：情况生命科学年夜有可为
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