中南大学重金属污染防治教师团队:重金属污染防治的“攻坚队”

首页 > 教育新闻 > 教育新闻阅读/2021-12-27 / 加入收藏 / 阅读 [打印]
柴立元院士(左二)和团队成员在企业应用现场。

    在中南大学金贵楼一间办公室的墙上,一张布满小红旗的中国地图格外显眼。每一面红旗,都是一份属于中南大学重金属污染防治教师团队的“荣誉勋章”。

    “每实施一个工程,我们就会在地图上画一面红旗。”团队负责人、中国工程院院士柴立元介绍,团队自组建以来,瞄准重金属污染防治这个科技界的“顽瘴痼疾”,研发出一系列先进科技成果,在我国最大的铜、铅、锌、镍、锑、钼冶炼企业大规模推广应用300多项工程。如今,一面面红旗已在全国26个省份飘扬。

    向重金属污染宣战

    为了服务国家有色工业可持续发展和污染防治、节能减排的重大战略需求,柴立元在全国率先成立了专攻重金属污染防治的“科研敢死队”——重金属污染防治教师团队,开启了与各种工业废气、废水、废渣打交道的日子,一次次向重金属污染宣战。

    第一场“硬仗”是攻关重金属废水治理新技术。当时冶金化工企业废水处理的传统方法,是利用石灰中和、沉淀废水中的重金属。但因废水中重金属浓度高、种类杂,此方法很难“抓住”全部重金属离子,废水处理后仍难以达到国家最新排放标准,许多企业面临发展困境。

    “为什么不试一试微生物处理方法呢?”柴立元想:一只手,很难同时抓住10个东西。如果有10只手呢?能不能在废水中加入一种微生物代谢产物多配位基团,这样就能同时“抓住”众多重金属离子,从而净化处理废水?通过反复实验,团队发现某种微生物代谢产物具备这种功能,随后通过生物技术和化学方法融合,2009年,“重金属废水生物制剂法深度处理技术”诞生了。

    不过,技术从实验室走向企业并不是一件容易的事。扩大、改造、成本考量……柴立元带领团队驻扎在生产厂房、日夜排班、反复实验,又打了一场饱含艰辛的“攻坚战”。在观察和调节药剂流量时,污酸中的二氧化硫常会逸散出来,做实验时只能吸半口气然后屏住呼吸,或者深呼一口气后,再赶紧反身吸气。在这样的条件下,柴立元带领团队成员们一遍遍地尝试,一遍遍地总结调整,愈战愈勇。在经过长期艰苦卓绝的攻关后,“重金属废水生物制剂法深度处理技术”成功应用于我国最大的铅锌联合冶炼企业——株洲冶炼厂。

    “废物”翻身成“资源”

    与重金属污染“贴身互搏”20多年来,团队围绕矿山、冶金、化工等行业亟须解决的环境污染严重、资源浪费等问题展开研究。在此过程中,柴立元带领团队引领污染防控从末端治理走向源头减排,形成了重金属清洁冶炼源头减污、重金属“三废”污染控制与资源化、重金属污染场地治理三个特色鲜明的研究方向。在整个团队的科研思维里,“废物就是资源”。每一项技术的最终落脚点,不仅要解决重金属的污染问题,更重要的是原料回收,实现资源循环利用。

    由于冶炼过程中不可避免地产生大量废渣,这种废渣中常伴有金、银等金属,传统治理方法片面追求金银高价金属回收,忽视废渣中的类金属砷污染防控,容易造成砷污染。多起重大砷污染事件的发生,让重金属污染防治教师团队感到使命在身、责任在肩,技术突破迫在眉睫。

    “坚持源头控污,将砷污染扼杀在摇篮里。”团队成员们再次驻扎企业,穿上工作服,冒着酷暑严寒,直面危险,与毒物作战。这一次,团队兵分几路,对有色冶炼过程中砷的流向进行全面掌握,并最终变废为宝。一条“控砷—脱砷—固砷—无砷”的含砷固废无害化与资源化技术体系就此形成。

    与此同时,有色冶炼过程中污染负荷最大的“污酸”也引起了团队的重视。团队研发的“冶炼多金属废酸资源化治理关键技术”可将污酸里的有价金属分离出来,将污酸里的酸浓缩回用,实现废酸回收率90%,危废削减90%以上,有效解决了困扰行业的“顽瘴痼疾”。

    团队作战“冶”出绿水青山

    “对于我们来讲冶金就是金山银山,我们要从资源中提取黄金、白银等金属,又要在开发金山银山的同时保护绿水青山。”重金属污染治理是一场“恶战”,需要团队齐心协作应对。团队的使命,从一开始就嵌在每一个成员的心中。

    经过20余年的发展,团队从1999年的2人发展为如今的40人。其中,教授25人,80%的科研人员具有海外研究经历。团队成员的年龄构成从50后到90后。一群志同道合的科研人,奔着“为国治污”的共同目标,在这支团队里创造着“1+1>2”的奇迹。

    以团队为主的中南大学环境工程学科2018年进入ESI全球前1%,同时促进冶金工程成为国家“双一流”建设A+学科,有力推动了冶金与环境学科的交叉发展。

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