“让祖国的天更蓝”——记华中科技大学教授张军营

2019-05-27 08:09:16 来源: 科技日报 作者: 刘志伟

55岁的张军营,看起来比实际年龄要小一些。这位华中科技大学煤燃烧国家重点实验室教授笑着说,从没觉得自己年龄大了,好像总有使不完的劲儿,“因为有好多事要做”。

张军营研究的是燃烧污染物的排放与防治,他及团队发明的化学团聚强化除尘技术,通过特殊的团聚剂,能让PM2.5等粉尘细颗粒物“落网”。

除了PM2.5,前不久,这项化学团聚强化除尘技术的“打击”对象又多了一位——三氧化硫。

“瞎想”出来的除尘妙招

张军营生长于山西,家附近就是产煤区。“那时,家乡遍地是小焦化厂、小锅炉厂,不论走到哪儿都能看到黑烟。”他说。

早在中国矿业大学读博期间,张军营就开始研究燃煤污染。2001年,他来到华中科技大学煤燃烧国家重点实验室时,身边人大都在做脱硫脱硝方面的研究,但他却想抓住老家灰蒙蒙空气里的“罪魁祸首”。

那时,我国还没有PM2.5的概念,这类物质被统称为超细颗粒物。

火电厂、钢铁厂等工厂排出的废气,其中含有细颗粒物,它们是雾霾的重要来源之一。当时,脱除它们主要利用静电、布袋等除尘技术。但这种方式的脱除效率并不高。

一次外出去污水处理厂考察时,张军营看到水厂技术人员,向污水池中倒入絮凝剂,而后水中的悬浮微粒便慢慢聚集成粗大的絮状团。

“那时,我被眼前一个个‘小白球’吸引住了。突然想到,空气中的烟尘能否也这样,聚成一团一团的?PM2.5就像一粒米,很容易从‘筛子’中漏掉。利用团聚剂互相牵粘后,‘米粒’变胖成为‘饭团’,是不是就漏不掉了?”时年37岁的张军营开始把这种想法付诸实践,提出化学团聚强化除尘技术的设想。

“光‘瞎想’是不够的,要想让化学团聚强化除尘技术发挥作用,研制出强效的团聚剂是关键。”于是,张军营开始带着学生,从上百万种化合物中,寻找最优选择。

做这项工作,可谓是大海捞针。每天早晨7点,团队就进入实验室,在台架上开始做实验。稍有进展,学生就兴奋不已;但更多时候,等待张军营和团队的,是落空和沮丧。

2004年,团队终于找到一种有机高分子化合物,并对其进行完善,最终将其制成高效复合团聚剂。2009年,该团聚剂获得国家发明专利。

2016年,张军营团队利用该技术,改造了国家能源集团丰城发电有限公司两台34万千瓦火力发电机组,在传统除尘器前增设团聚装置。经江西省环境监测中心检测,机组烟尘排放浓度均值仅为1.7毫克/立方米,除尘率达88.79%。

费尽周折叩开市场大门

要让技术走向应用,这是张军营自研究起步时,就有的想法。于是,在改良技术的同时,张军营一直在“等风来”。

然而,在研发的十几年间,化学团聚强化除尘技术一直尴尬地停在实验室阶段。2006年,张军营在一次项目对接活动上展示了该技术,不少到场企业代表都对其很感兴趣。但他们却没有引进的意愿,纷纷表示“你得有示范,我们才敢用”。

转机出现在2014年。

那一年,武汉天空蓝环保科技有限公司(以下简称天空蓝)董事长李湧在一次行业会议上,了解到这项技术,表示很愿意尝试。于是双方决定合作进行技术转化,并研制出相关产品。

之后整整一年,张军营与天空蓝相关工作人员,奔波于全国各地,进行技术推广。虽然差旅费花了几十万,却没有一分钱进账。见此情状,张军营决定回到老家山西,到减排需求最迫切的地方寻找客户。

2015年,张军营团队自费购买了相关设备及产品,提供给中国中煤能源集团有限公司在山西的一家电厂免费试用,把技术在一个5万千瓦的机组上进行示范,而后大获成功。听到这一消息,附近一家水泥厂的负责人主动找到张军营,希望引进相关技术,并正式签下订单。

有了这次经历,面对任何质疑,张军营都能挺直腰板了。

在这之后,来找张军营团队谈合作的企业开始多了起来,他也终于结束了整年“空中飞人”的生活。

如今,国内已有20余家电力、石化和水泥等行业的企业应用了这项技术。

鼓励学生多“胡思乱想”

从2001年提出设想,到现在已有18年,张军营说,他仍然觉得这项技术有迭代升级的空间。这18年来,张军营在国内外专业期刊上发表相关论文上百篇,申请专利30余项,参与制定了化学团聚领域的行业标准《烟气中颗粒物团聚装置技术要求》。

有人曾问张军营:你为什么不辞职创业,自己转化技术呢?

“我的理想是做一名教师,从上大学后就没变过。”大学毕业后,张军营工作于太原理工大学,而后在中国矿业大学和南京理工大学短暂工作过,直到现在的华中科技大学,他始终没离开过校园。

在此期间,张军营也曾收到过很多企业抛来的“橄榄枝”,其中甚至不乏高薪的机会,但他从没有动摇过。

张军营对科研有种特殊的执着。“我能从中找到一种来自创新的快感,这是在做其他事情时,完全体会不到的。”他说。

“发现一切不可能,不必按常理出牌。”这是张军营挂在嘴边的话。他的学生对科技日报记者说:“张军营老师给每届新生上第一节课时,都会讲‘草坪的故事’。国外公园内的草坪是可以踩的,人们能在上面休闲、嬉戏;而国内草坪被插上写有‘勿扰’‘脚下留情’的木牌,提示人们不能踩踏。其实草坪是一样的,我们对其做出不同的举动,主要源于思维。我们每个人的脑子里,都有‘勿扰’的牌子。”

年轻时候的张军营兴趣广泛,喜欢了解一些专业之外的知识。

当年在北京读博时,偶尔张军营还喜欢去北京大学、清华大学等知名高校蹭课,他发明化学团聚强化除尘技术也受到了清华大学环境学院水处理课的启发。

37岁的赵永椿现在是华中科技大学教授、煤燃烧国家重点实验室副主任。从本科时起,他就跟着张军营做科研。让他印象最深的是,张军营总问他想做什么,而不是安排他做什么。赵永椿对“以废治废”感兴趣,张军营就特别给予相应的支持。“张老师常对我们说,可以‘胡思乱想’,不同方法都去试试。”赵永椿说。

“我喜欢跟学生们待在一起,他们总会有些新思路、新想法。因为常出国,我能及时了解学科最新研究进展。我的很多研究也受益于此,因此我常鼓励学生多出国看看。”张军营说。

最近,他又在考虑团聚技术的拓展应用,带领团队进行脱硫废水零排放协同处理工程示范,计划在今年完成推广应用工作。

“希望我们的原创技术能更进一步,让祖国的天更蓝。”张军营说。

题图 张军营(左)在指导学生做PM2.5扫描电镜实验 受访者供图

人物档案

张军营,籍贯山西,华中科技大学煤燃烧国家重点实验室教授,主要从事燃烧污染物排放控制方面的研究工作;曾主持863项目两项,获省部级奖五项,申请发明专利三十余项。

访郝希山院士 精准医疗下的肿瘤防治#神经时讯#
肿瘤防治一直是医学领域的研究热点。国家癌症中心最新完成的报告显示,恶性肿瘤死亡占居民全部死因的23.91%,2015年中国恶性肿瘤发病约392.9万人,死亡约233.8万人,平均每天超过一万人被确诊为癌症。癌症防治意义重大,尽管目前提倡综合性治疗,包括手术、放疗、化疗、生物免疫治疗、中医结合性治疗等来应对癌症,却仍有一定比例患者以失败告终或治疗后复发,或某项治疗尤其化疗只对部分患者起效,对部分患者无作用,甚至有毒副作用。精准治疗或许是未来肿瘤发展的一个方向,为了解我国肿瘤治疗的相关进展,记者专访了中国工程院院士、天津市肿瘤研究所所长郝希山教授。

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记者:目前我国恶性肿瘤的流行现状及趋势是怎样的?

郝希山院士:近50年来,我国恶性肿瘤的发病率在不断增加,全球的形式都是如此,尤其是在中国、印度、墨西哥等发展中国家。世界上约有六十多种恶性肿瘤,有的肿瘤发病率在下降,有的还在上升,但总体是上升的。恶性肿瘤的发生与多种因素相关,吸烟、饮食结构、空气污染、感染等。我们做过一项关于肿瘤发生的相关因素调查后发现,肿瘤高发的原因尽管非常多,但是人口老龄化、饮食结构的改变,以及不良的生活方式都是造成恶性肿瘤高发的危险因素,其中人口老龄化是恶性肿瘤发病率升高的最主要的原因,这个结论在后来其他地区开展的相关调查中也有报道。

目前,我国排名前十的恶性肿瘤发病率都在增长,例如常见的消化道肿瘤、乳腺癌以及比较少见的脑胶质瘤等。随着国家各项预防政策的推出以及治疗方式的不断进步,有些肿瘤发病率的增长已出现放缓趋势,如在我国发病率、死亡率居首位的肺癌。我认为5~10年内,随着我国一级预防措施以及诊疗水平的提高,恶性肿瘤的增长趋势将会进一步放缓,随着早诊早治措施普及,生存率会进一步提高。



记者:您觉得如何从精准治疗的角度来把控肿瘤防治的战略及研究方向?

郝希山院士:总的来说,我认为,对于那些能够预防的肿瘤,我们要积极做好预防工作,从源头上消灭肿瘤,这也是最有效、最经济的办法。例如罹患肝癌的绝大部分患者是因为感染乙肝、甲肝病毒而引起,曾经我国肝癌的发病率居高不下,近20年来,我国全面强制乙肝疫苗、甲肝疫苗接种后,肝癌的发病率明显下降。

虽然现在肿瘤的治疗方法有很多,手术、放疗、化疗、生物免疫治疗、中医结合性治疗等,但是早期诊断是提高肿瘤生存率的最有效的办法,这点对任何肿瘤都一样。以乳腺癌为例,实施乳腺癌普查的地区与不普查的地区比较,患者五年生存率可以提高20%~30%,这是多个国家、不同时间段、宏观数据研究下得出来的结果。我国十年前实施的中央财政转移支付百万妇女群体乳腺癌筛查情况也充分证实了早诊早治的效果。可以说,任何肿瘤的早期诊断都是提高其生存率的最好办法。因此,我们国家也在大力推广肿瘤的早期筛查。

但是,在临床应用中,因为人种、体质的不同,国内外的筛查方案应该有所差别。我国应该制定适合我们国民发病特点的、规范的、科学的筛查方案。以乳腺癌为例,中国的乳腺癌患者与国外患者生理特征不一样,发病年龄也有差别,在中国患者中年轻女性占比较国外患者年轻女性占比更高。因此,制定有中国特点的筛查方案具有非常重要的意义,当然这个方案需要针对我国妇女进行大体量的研究才能得出。

目前,肿瘤筛查已经到了分子检测时代,对于有基因突变的高危人群,国外在检测方面已经走在了前列,在肿瘤早期诊断和预防上具有了很大的优势,已经有发病前通过基因检测预知发病风险并做早期干预的案例。当然,因为肿瘤基因筛查比较昂贵,同时也要考虑人文关怀等,所以临床医生要严格按照流程来进行规范化操作。这需要政府层面做出相关的政策,规范基因检测,让更多人受益。

基因检测对于肿瘤的治疗也意义重大。肺癌是现在最难治的肿瘤之一,曾经在检测时发现肺癌突变基因,针对基因突变发明了治疗肺癌的靶向治疗药。之后,根据基因类型不同,通过靶向治疗使病人获得了个体化的治疗。通过大数据处理,今后可以为精准治疗打下很好的基础。精准治疗建立在基因检测的基础上,把海量的基因检测进行大数据处理,之后对大数据进行分析,进行针对性的治疗。精准治疗为肿瘤提供了发展方向,可以通过大数据分析来寻找治疗靶点和预防措施,从而实现精准防治。



记者:请您谈一谈肿瘤免疫治疗的最新进展如何?

郝希山院士:免疫治疗是研究的热点,也连续多年被science杂志评为十大科技进展。肿瘤生物治疗是一种新的肿瘤治疗模式,也称免疫治疗,即利用生物工程的方法,调节机体的防御功能,抑制或消灭肿瘤细胞。因人的机体内免疫细胞分布广泛,生物治疗可激活免疫细胞,达到杀灭肿瘤细胞的目的。作为继手术、放疗和化疗后的肿瘤治疗第四模式,生物治疗因其安全、有效、毒副作用低等特点,被认为是目前肿瘤综合治疗模式中最活跃、最有前途的手段。

国内外都有很多科学家在研究免疫治疗,也不断有成果出现。近年来针对T细胞的肿瘤免疫治疗研究十分火热,也取得了非常重要的研究进展,其中以CTLA-4和PD-1最为出名。例如,针对恶性淋巴瘤、小细胞肺癌等都有相应的治疗靶点药物出现,其他实体瘤中也不断有免疫治疗的新发现。药物方面,不仅是国外,我国也有很多免疫药物上市,一改多年来抗肿瘤新药依赖进口的现象,这是很值得高兴的。



记者:近几年各种指南及共识陆续制定或是更新,您觉得这些指南与共识对于疾病的诊治有何临床实践意义?

郝希山院士:指南的制定是为了指导临床,为临床诊断、治疗提供规范化、统一的意见。任何指南都是随着循证医学的发展进步不断提高,不断优化的。国内的各种学术组织、协会、团体等各专业、各领域的医学专家总结临床经验和国外经验,不断地对指南进行更新、优化,这是非常有必要的。

在指南的实践方面,我们国家与西方国家还有一定的差距。与西方国家相比,我们国家恶性肿瘤患者总体的五年生存率相差20%~30%,我们国家缺乏统一的诊疗指南是主要原因之一,我们国家很多地方尤其是基层医院依据的很多指南不是最优化的,这就导致治疗方案的不统一,造成患者临床结局不一样。当然,指南永远是以安全性为第一,具有相对普遍性,临床应用时,还要每个医生结合患者情况以及自身的临床经验进行判断。

郝希山,中国工程院院士,天津市肿瘤研究所所长,国家肿瘤临床医学研究中心主任,中国科协第九届全国委员,国际乳腺疾病学会副主席,中国抗癌协会监事会监事长,《中国肿瘤临床》及《Cancer Biology&Medicine》杂志主编。致力肿瘤临床和科研四十余年,在肿瘤外科、肿瘤免疫治疗以及肿瘤流行病学等方面取得多项创新性科研成果,发表论文300余篇,主编专著5部。首创“功能性间置空肠代胃术”治疗胃癌,成果获得2001年国家科技进步二等奖;率先在我国开战了大规模的中国妇女乳腺癌筛查,“恶性肿瘤流行趋势分析及预防的研究”获2006年国家科技进步奖二等奖;率先开展国际化的留学生英语教学,获国家教学成果一等奖1项。此外,还获得省部级科技进步一等奖3项,天津市重大成就奖1项等。

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