编者按
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培养“环境”思维,做更具“环境价值”的研究
——在2024年环境学院研究生开学典礼上的致辞
秀钟书院院长、环境学院教授 胡洪营
亲爱的同学们,尊敬的各位亲友、老师们:
大家下午好!
首先,请允许我代表环境学院全体教师,祝贺同学们在清华园迈上了人生的新台阶!热烈欢迎大家加入环境学院这个温暖、和谐、向上的大家庭!
非常感谢学院给我这次与大家分享感想的机会!我国的环境工程本科和研究生专业分别是1977年和1978年设立的。我1980年大学入学,学的专业就是环境工程,是当时为数不多的环境专业大学生。1984年大学毕业,当时还是大学毕业就可以留校任教的时代,自己很幸运成为一名大学老师。之后一直没有离开学校,期间曾在国外攻读硕士、博士学位和任教,2000年很幸运成为清华大学的一员。大学毕业以来的40年,一直从事环境领域的教学科研工作,也算是我国环境学科发展历程的一位见证者。
进入硕士生、博士生阶段,不仅意味着学习上的进阶,更意味着生活方式的改变。开展“研究”将成为研究生生活的主旋律,作为一个老环境人,今天给大家分享一点感悟,与大家共勉。
我一直认为环境人要有“环境”思维,做更具“环境价值”的研究。“环境”思维主要体现在以下三个方面:
首先是对“环境本身”特征的客观、深入认识。
水环境、大气环境、土壤环境、污水、废弃物等是环境学科最核心的研究对象,它们最大的特点是“复杂”。“环境本身”是一个复杂体系,组成复杂、过程复杂、影响因素复杂。组成环境的各个要素之间存在着极其复杂的关系,彼此互相关联、相互影响,因此决定环境质量的因素多而复杂。同时,环境是一个大规模的开放体系,也是一个粗放体系,受外部条件的影响非常大,这也是环境的最基本特征。
基于这些特征,环境问题的研究、解决需要有宏观思维和整体思维,需要全面、客观、深入地了解环境的特点。只有深刻认识了环境的这些特征,我们的研究才有可能抓住关键的、决定性的大问题、真问题,才能避免盲人摸象式的研究。作为研究生,这样才能更好地理解自己的研究课题的定位和意义。
鉴于“环境本身”的复杂体系特征,环境质量的变化往往是非线性过程,某一个污染物或组分的量的变化会带来质的变化,产生意想不到的结果或后果。比如,在污水处理过程中,利用化学氧化的方法去除COD(化学需氧量),在降低COD浓度(量)的同时,也会导致有机组份性质发生变化,甚至是我们不愿意看到的不好的变化,比如生物毒性升高等。
因此,我们在研究选题、研究内容确定、实验设计和结果解读、政策和标准制定时,都需要充分考虑环境本身的这些特征,不然就难以得到客观、正确的结果,甚至会导致错误的结论。
第二是对“环境事业”特点的全面、系统认识。
与制造业、农业等不同,环境事业是一个社会公共事业,其基本特点是“政策驱动”,整体上说是一个“理念引领、问题导向、政策驱动、标准约束、监管保障、技术支撑”的逻辑体系,它不是技术驱动型的领域。例如,不能因为说我们有好的技术,可以把污水中的总氮去除到1毫克/升以下,我们的处理标准就确定为1毫克/升。处理标准的制定要考虑技术经济可行性,但不是首要的、决定性的因素。我这不是否定技术的重要性,技术是环境治理效果决定性的因素之一。没有技术的支撑,环境治理是不可能实现的。技术的创新,可以显著提高环境治理的效能。这里想强调的是,技术研究也要努力向环境治理逻辑体系的上游看,这样才能发挥更重要的引领作用。
鉴于以上认识,我认为,提出新的环境理念,发现或定义新的环境问题,制定新的环境政策是引领环境事业发展的关键。但是,在这些方面,我国还有很大的差距。据我所知,到目前为止,我们还没有发现或定义过新的、被广泛认可的环境问题。我们所研究的环境问题大都是国外发现或提出的问题。
另外,我们需要把研究成果转化为标准,这样才能推动环境事业的规范化发展和高质量发展。事实上,环境领域的方法、技术和工程的规范化、标准化发展远落后于实践要求。这也是导致污水处理领域工艺设计、运行和技术、设备应用的效能难以提升的痛点。
总之,我们的大量研究是面向解决现有问题的研究,大都终止在技术成果本身或学术论文上,发现新问题,把研究成果转化为标准的意识还有很大的提升空间。因此,我们需要重视发现问题、推动政策、研制标准的研究。
第三是对“环境学科”属性的正确、辩证的认识。
环境学科的诞生源于环境污染问题,环境污染治理是环境学科的重要任务,但这不是环境学科的全部,今天是这样,未来更是这样。我认为,环境学科是研究人与自然和谐共生、社会经济可持续发展的理论、方法、技术、工程和管理的学科,不是狭义的“污染治理”学科。党的二十大提出,要“降碳、减污、扩绿、增长”,因此,环境学科要为“扩绿、增长”作出应有的贡献。我们的研究对象除了污染物之外,还需要关注有价值资源的可持续利用;除了消除环境负面影响的研究之外,还需要关注提升生态环境自身价值,促进经济社会发展的研究。
环境学科是应用科学,因此环境人需要有实践观念和工程思维。我们提出的问题、研究的问题需要来自实践,而不是来自一篇大咖的或刊登在知名期刊上的悬在空中的论文。只有这样,研究成果才能服务实践、引领实践。这就需要我们深入实践,不断从实践中寻求有价值、有分量的课题。
对于一个环境治理工程来说,它是一个系统工程,单一技术/单元的“极致” 往往发挥不了重要作用。一个新的环境问题的治理,需要系统观,需要从理论、技术、工程到标准的全链条联合攻关。一个人、一个团队很难覆盖这一全链条,这就需要我们和自己研究领域的上下游学者建立联系,形成学术共同体,共同解决问题。从这个意义上讲,环境学科特别需要“有组织的研究”。
近年来,我自己的团队在电子级超纯水制备方面开展了一系列研究工作。这个领域是一个没有被社会甚至被环境领域关注的“卡脖子”领域。从水质超痕量分析、工艺设计,到高端材料设备等几乎全部被国外企业垄断。我们搭建了从超纯水分析,到反渗透、树脂、紫外线处理技术,从基础研究到材料、设备开发和工艺设计的合作、交流平台,形成了良好互动,受益匪浅。目前,电子级超纯水制备的关键材料、设备和工艺设计方法实现了国产化替代,同时在利用再生水、污染地表水等复杂水源制备电子级超纯水方面形成了自己的优势。
以上是我个人的一些很不成熟的思考,仅供大家批评指正!
最后,希望同学们尽情享受研究生阶段的美好时光,重视培养“环境”思维,做更具“环境价值”的研究,不断给环境学科赋予新的内涵,推进学科健康发展,为实现人与自然和谐共生的现代化作出积极贡献!
谢谢!
编辑 | 张楠楠
责编 | 陈超