科學(xué)啟蒙母校時(shí)光
哈爾濱工業(yè)大學(xué)是湯鴻霄院士的母校,在這里,,他開啟了給水排水專業(yè)研習(xí)之路,,也為他日后的科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。
說到湯鴻霄院士為什么選擇報(bào)考哈工大并走上科學(xué)研究之路,,這要追溯到他少年時(shí)期的苦難經(jīng)歷,。1931年出生的湯鴻霄在日本侵略統(tǒng)治下的北平讀完了小學(xué)和中學(xué)。目睹了國家和民眾遭受的種種屈辱,,加之家境從小康走向貧困,,他幼小的心里埋下了為國家強(qiáng)盛和民族復(fù)興而發(fā)奮的種子。
“當(dāng)時(shí)正趕上蘇聯(lián)援建中國兩所大學(xué),,文科是中國人民大學(xué),,工科是在東北的哈爾濱工業(yè)大學(xué)。我在參加祖國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的熱情鼓舞下,,與一批同學(xué)考入哈工大,,來到正逢建設(shè)高潮的工業(yè)基地哈爾濱,從此走上了一生以科技為事業(yè)的道路,?!睖櫹龌貞浀馈?nbsp;
帶著科技報(bào)國的夢(mèng)想,1950年,,湯鴻霄從北京前往黑龍江省哈爾濱市,,進(jìn)入哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí),1月加入中國共產(chǎn)黨,。也正是從那時(shí)起,,他開始接受系統(tǒng)的自然科技教育。最初,,他被分配到采礦系,,除基礎(chǔ)課外,要花大量時(shí)間背誦礦物結(jié)晶構(gòu)造名稱,,還要到鞍山鋼廠實(shí)習(xí)大地測(cè)繪,。后來因全國高校院系調(diào)整,湯鴻霄所在的班級(jí)又全部變換到地質(zhì)系,。半年后,,他又被調(diào)整到土木系,并成為全國最早成立的給水排水工程專業(yè)的一名學(xué)生,。
在他的記憶中,,蘇聯(lián)的教學(xué)計(jì)劃十分龐大,課程除給水排水工程系列和基礎(chǔ)化學(xué),、微生物學(xué)外,從材料力學(xué)到結(jié)構(gòu)力學(xué),,從機(jī)械零件到建筑施工,,土木類課程幾乎無所不包,還有多次到工廠工地實(shí)習(xí)的經(jīng)歷,,再加上前面學(xué)過的地質(zhì)礦冶有關(guān)課程,,使他接觸到了現(xiàn)代工程技術(shù)的多個(gè)側(cè)面。更可貴的是,,大學(xué)期間,,身兼多種職務(wù)和工作的湯鴻霄學(xué)習(xí)成績記分冊(cè)上大部分仍是5分和4分,畢業(yè)時(shí)按蘇聯(lián)體制獲得工程師資格,。
“回顧大學(xué)通才與專業(yè)相結(jié)合的教育過程仍感覺受益匪淺,,這也為我后來適應(yīng)廣泛綜合的環(huán)境學(xué)科預(yù)設(shè)了一定基礎(chǔ)知識(shí),可以算是我走上分析與綜合科技途徑的啟蒙階段,?!睖櫹鰧?duì)母校的培養(yǎng)充滿了感激之情。
1958年,,湯鴻霄本科畢業(yè)后留校任教,,后來根據(jù)教學(xué)需要,分配擔(dān)任“水化學(xué)及水微生物學(xué)”的課程主講,進(jìn)修了各門化學(xué)化工課程和實(shí)驗(yàn)操作技術(shù),。
工作之初,,他曾經(jīng)帶領(lǐng)一隊(duì)學(xué)生承包一個(gè)工業(yè)廠房的水暖管道系統(tǒng)安裝,學(xué)會(huì)了不少鉗工技巧,,也曾到城市水處理廠參加運(yùn)行值班數(shù)月,。后來,根據(jù)教學(xué)需要,,教研室分配他主講“水化學(xué)與水微生物學(xué)”課程,。這次從工程技術(shù)領(lǐng)域到基礎(chǔ)學(xué)科的轉(zhuǎn)向,為湯鴻霄日后走上多學(xué)科邊緣交匯的“環(huán)境工程”和“環(huán)境水質(zhì)學(xué)”學(xué)科的道路奠定了基礎(chǔ),。
兢兢業(yè)業(yè)開辟科研路
1977年,,湯鴻霄被調(diào)入中國科學(xué)院環(huán)境化學(xué)研究所,即現(xiàn)在的生態(tài)環(huán)境研究中心,,專門從事科學(xué)研究工作,。主要研究方向是自然環(huán)境中水體重金屬的污染評(píng)價(jià)和防治。當(dāng)時(shí)正是我國“文化大革命”后開始轉(zhuǎn)入經(jīng)濟(jì)建設(shè)時(shí)期,,環(huán)境保護(hù)問題隨之提上日程,。而對(duì)于此前一直致力于水化學(xué)研究和教學(xué)工作的湯鴻霄來說,面對(duì)這樣一個(gè)全新的領(lǐng)域,,他所能做的只有接受挑戰(zhàn),,用他的話說就是,“開始了再度擴(kuò)大知識(shí)領(lǐng)域的歷程”,。
在前后15年間,,他與眾多同行一起,連續(xù)參加或主持了天津薊運(yùn)河汞污染,、湖南湘江鎘污染,、江西鄱陽湖銅污染等重大科研項(xiàng)目。特別是江西德興銅礦對(duì)鄱陽湖的污染及生態(tài)效應(yīng)研究,,號(hào)稱中國最大露天銅礦對(duì)最大淡水湖的環(huán)境污染評(píng)價(jià),,是聯(lián)合國教科文組織所屬同德國合作的國際科研項(xiàng)目?!爸钡酵瓿煽蒲腥蝿?wù),,通過國際驗(yàn)收,才感覺到大規(guī)模環(huán)境生態(tài)評(píng)價(jià)這一系統(tǒng)工程的科技分量,?!睖櫹稣f。
經(jīng)過十幾年的學(xué)習(xí)和實(shí)踐,,他開辟了重金屬污染水化學(xué)這塊園地,,對(duì)水體顆粒物吸附的界面化學(xué)有了較深入的領(lǐng)會(huì),,也促成他把自然環(huán)境與工藝過程的化學(xué)原理融合為統(tǒng)一體系的“環(huán)境水質(zhì)學(xué)”構(gòu)思。他提出了一個(gè)把環(huán)境保護(hù)作為人體的比喻,。他認(rèn)為,,地學(xué)是骨骼架構(gòu),生物學(xué)是肌肉軀體,,化學(xué)是血液循環(huán),,工程是四肢行動(dòng)。這一比喻形象地闡釋了化學(xué)在環(huán)境學(xué)科中的地位和重要性,。
1989年,,湯鴻霄領(lǐng)導(dǎo)建立環(huán)境模擬與污染控制國家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室組成部分之一的環(huán)境水質(zhì)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,1991年通過國家驗(yàn)收,。這為他提供了將學(xué)科上的構(gòu)思變?yōu)榭蒲袑?shí)體的可能性,。他提出的實(shí)驗(yàn)室組成模式在學(xué)科上包含化學(xué)、地學(xué),、生態(tài),、信息計(jì)算和工程技術(shù)等各個(gè)方面,體現(xiàn)了把天然水體與水處理工藝中的環(huán)境水質(zhì)學(xué)融為一體的學(xué)術(shù)思想,。這一新穎的多學(xué)科邊緣交匯的方案在中國科學(xué)院和國家計(jì)委組織的多次專家評(píng)議中獲得好評(píng),,對(duì)學(xué)界產(chǎn)生了重要影響。1993年10月,,擔(dān)任環(huán)境水化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)第一屆主任(至1996年3月),。
1995年5月,湯鴻霄當(dāng)選為中國工程院院士,,隸屬于環(huán)境與輕紡工程學(xué)部(水污染防治),。1997年1月,擔(dān)任中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心學(xué)術(shù)委員會(huì)主任,。1999年,獲得何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng),。
永不言棄科學(xué)精神
湯鴻霄院士長期從事環(huán)境水質(zhì)學(xué),、環(huán)境工程學(xué)和用水廢水處理技術(shù)的科學(xué)研究及教學(xué)工作。同時(shí),,湯鴻霄院士一直致力于開拓中國環(huán)境水質(zhì)學(xué)領(lǐng)域,,在中國率先研究無機(jī)高分子絮凝理論和絮凝劑,主持建立聚合氧化鋁現(xiàn)代生產(chǎn)廠,,首創(chuàng)穩(wěn)定化聚合氯化鐵工藝,。廣泛開展微界面水質(zhì)過程和表面絡(luò)合計(jì)算模式,吸附絮凝理論,,高效水處理工藝技術(shù),,有機(jī)有毒物吸附及控制等研究,。
在科學(xué)研究過程中,湯鴻霄開拓中國”用水廢水工程化學(xué)“和”環(huán)境水化學(xué)“學(xué)科領(lǐng)域,,為在中國建立此前沿領(lǐng)域作出重要貢獻(xiàn),。他先后到國外多次訪問、合作研究,,會(huì)議報(bào)告,,開展國際學(xué)術(shù)活動(dòng);歷年參加及主持有機(jī)有毒物的吸附,、光催化降解,,酸雨水化學(xué)及水質(zhì)模式計(jì)算研究;在無機(jī)高分子絮凝劑的理論,、開發(fā),、生產(chǎn)及應(yīng)用工藝的多年系列研究中作出重要成果;多年參加中國工程院全國及西北水資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究工作,。
湯鴻霄深刻地認(rèn)識(shí)到,,發(fā)展一門高新技術(shù)需要4部分專業(yè)知識(shí):基礎(chǔ)(科學(xué)理論)、應(yīng)用基礎(chǔ)(工藝流程),、應(yīng)用(設(shè)計(jì)施工)和生產(chǎn)(運(yùn)行維護(hù)),。目前主要進(jìn)行微界面水質(zhì)過程,水體顆粒物,,污染沉積物,、吸附絮凝理論、高效水處理工藝技術(shù),,計(jì)算模式及地理信息系統(tǒng)應(yīng)用等方面研究,。
主持完成多項(xiàng)國家科技攻關(guān),國家自然科學(xué)重點(diǎn)及面上基金,,中科院重點(diǎn)及國際合作研究項(xiàng)目,。先后獲國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),、何梁何利獎(jiǎng),、美國SCI經(jīng)典論文獎(jiǎng)及中科院多次獎(jiǎng)項(xiàng)。出版“環(huán)境水化學(xué)綱要”,、“用水廢水化學(xué)基礎(chǔ)”,、“水體顆粒物與難降解有機(jī)物的特性與控制技術(shù)”、“無機(jī)高分子絮凝理論與絮凝劑”等專著以及“水化學(xué)-天然水體化學(xué)平衡導(dǎo)論”譯著等多部,,發(fā)表論文300余篇,。
在湯鴻霄看來,21世紀(jì)以來,,環(huán)境科學(xué)與技術(shù)有兩大新的發(fā)展趨勢(shì),,即環(huán)境分子科學(xué)和環(huán)境納米技術(shù),。微界面與納米科學(xué)的觀念緊密相連、相輔相成,,環(huán)境治理應(yīng)用納米材料將成為新一代技術(shù)特征,,而納米顆粒物卻又成為影響生態(tài)的污染物質(zhì)?;谶@一認(rèn)識(shí),,他提出了環(huán)境納米污染物(ENP)的總體概念,并開展了生態(tài)效應(yīng)的初步實(shí)驗(yàn)研究。
湯鴻霄院士還十分注重科學(xué)精神的延續(xù)與傳承,。多年來,,湯鴻霄院士悉心培養(yǎng)了一批科學(xué)研究的后備力量。截至2013年,,湯鴻霄院士已培養(yǎng)博士生60余名,,碩士生10余名,1994年被評(píng)為中國科學(xué)院優(yōu)秀導(dǎo)師,。他旗下的學(xué)生在絮體結(jié)構(gòu),、膠體顆粒物、天然有機(jī)物對(duì)微濾和超濾膜污染的影響,、典型水源水氯化消毒副產(chǎn)物的生成及其強(qiáng)化混凝特征等方面有所研究,。