科學(xué)啟蒙母校時光
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考哈工大并走上科學(xué)研究之路,,這要追溯到他少年時期的苦難經(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,。”湯鴻霄回憶道,。
帶著科技報國的夢想,,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,,要花大量時間背誦礦物結(jié)晶構(gòu)造名稱,,還要到鞍山鋼廠實習(xí)大地測繪。后來因全國高校院系調(diào)整,,湯鴻霄所在的班級又全部變換到地質(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)成績記分冊上大部分仍是5分和4分,畢業(yè)時按蘇聯(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,可以算是我走上分析與綜合科技途徑的啟蒙階段,。”湯鴻霄對母校的培養(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)化工課程和實驗操作技術(shù)。
工作之初,他曾經(jīng)帶領(lǐng)一隊學(xué)生承包一個工業(yè)廠房的水暖管道系統(tǒng)安裝,,學(xué)會了不少鉗工技巧,,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價和防治,。當(dāng)時正是我國“文化大革命”后開始轉(zhuǎn)入經(jīng)濟(jì)建設(shè)時期,,環(huán)境保護(hù)問題隨之提上日程。而對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,,面對這樣一個全新的領(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目,。特別是江西德興銅礦對鄱陽湖的污染及生態(tài)效應(yīng)研究,,號稱中國最大露天銅礦對最大淡水湖的環(huán)境污染評價,是聯(lián)合國教科文組織所屬同德國合作的國際科研項目,?!爸钡酵瓿煽蒲腥蝿?wù),通過國際驗收,,才感覺到大規(guī)模環(huán)境生態(tài)評價這一系統(tǒng)工程的科技分量,。”湯鴻霄說,。
經(jīng)過十幾年的學(xué)習(xí)和實踐,,他開辟了重金屬污染水化學(xué)這塊園地,對水體顆粒物吸附的界面化學(xué)有了較深入的領(lǐng)會,,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,。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)合實驗室組成部分之一的環(huán)境水質(zhì)學(xué)國家重點(diǎn)實驗室,,1991年通過國家驗收,。這為他提供了將學(xué)科上的構(gòu)思變?yōu)榭蒲袑嶓w的可能性。他提出的實驗室組成模式在學(xué)科上包含化學(xué),、地學(xué),、生態(tài)、信息計算和工程技術(shù)等各個方面,,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)院和國家計委組織的多次專家評議中獲得好評,對學(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)實驗室學(xué)術(shù)委員會第一屆主任(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)委員會主任,。1999年,獲得何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎,。
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,,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,,會議報告,開展國際學(xué)術(shù)活動,;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)識到,發(fā)展一門高新技術(shù)需要4部分專業(yè)知識:基礎(chǔ)(科學(xué)理論),、應(yīng)用基礎(chǔ)(工藝流程),、應(yīng)用(設(shè)計施工)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)及國際合作研究項目。先后獲國家自然科學(xué)二等獎,、國家科技進(jìn)步二等獎,、何梁何利獎、美國SCI經(jīng)典論文獎及中科院多次獎項,。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,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,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)的初步實驗研究,。
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。