不忘初心，一位科學家的水、氣情緣

陳道隆 高妍

采訪那天是個周日，如約到達北京安德里北街的時候，侯立安院士主持的研討會還沒有結束，他的助手接待了我們。

“我們單位正在開展年終大攻關，已經有段時間沒有休息日了。”助手解釋，5+2、白+黑，平均兩天3個會，一周有半周山差在外，身為中國工程院院士，曾經的二炮工程設計院副總工程師，如今的火箭軍工程大學教授，侯立安多年來一直保持著這樣的工作強度。

采訪開始時已是晚上，話題就從當天的國家環保公益性行業科研專項項目預驗收會主題展開——“室內空氣細顆粒物污染和健康風險評價及控制對策研究”。

環保首題，鎖定室內PM2.5

這是環保部第一個以室內空氣污染為著眼點的公益項目，項目的研究重點是細顆粒物，即PM2.5。

經過幾年的密集“洗禮”，PM2.5已是婦孺皆知。但大多數人的思維僅限于大氣污染，對室內污染的重視程度反而一般。要知道，人的大部分時間都是在室內度過，而室內空氣污染可能比室外更加嚴重。

世界衛生組織發布的一項報告稱：“空氣污染與人類罹患癌癥機率的增加具有正相關性。室外PM2.5、交通、人類活動以及氣象因素都會影響室內PM2.5。

美國環境保護署（EPA）經過歷時5年的調查發現，許多民用和商用建筑內的空氣污染程度極高，是室外空氣污染的數倍至數十倍。

世界權威的醫學期刊《柳葉刀》發布的全球健康風險綜述指山，2010年320萬人因室外空氣污染而早亡，而有350萬人因室內空氣污染而早亡。

2017年12月4-6日，第三屆聯合國環境大會在肯尼亞內羅畢的聯合國環境署總部召開，大會提交了一份名為《邁向零污染地球》的報告，指出：2013年，與空氣污染有關的全球福利成本估計為約5.11萬億美元。其中，與室外空氣污染致死有關的福利成本估計約3萬億美元，與室內空氣污染致死有關的福利成本估計約2萬億美元。

越來越多的流行病學研究表明，人群發病率和死亡率與大氣顆粒物質量濃度，特別是室內顆粒物濃度存在顯著相關關系，而室外顆粒污染物也主要是通過室內暴露來影響人體健康，尤其是對在室內停留時間較長的老人和孩了而言。

美國已將室內空氣污染列為危害人類健康的五大環境因素之一。但在中國，“室內污染并沒有像大氣污染那么受關注，我們提出這個項目之前，環保部還沒有下達過室內空氣污染控制的相關課題。”于是，這一項目在2014年初被提出的時候，很快就得到了環保部的重視與立項。

作為這一項目的發起人和組織者，侯立安說自己想做這個項目的初衷也簡單：“在大氣質量短期不能達標的情況下，改善人停留更久的室內空氣質量，能夠有效保護人體健康。而且與大氣空氣質量控制相比，室內空氣質量相對易控。”況且，侯立安在上個世紀80年代就開展過密閉空氣的空氣凈化技術研究，并取得了多項國家級獎勵。

那么，怎樣控制與改善呢？

“應逐步解決我國室內PM2.5污染特征不夠清晰、來源解析有待加強、健康風險評估研究較少、空氣凈化器市場不夠規范等諸多問題。”帶著這些問題，侯立安帶領團隊開展了為期3年的研究攻關。

他們選取北京、上海、廣州三個典型城市的典型場所（辦公室、民宅、學生宿舍、幼兒園）進行了長期的室內外PM2.5監測與數據整合分析。

結果發現，除廣州的潔凈辦公室外，監測期間所有場所及室外PM2.5的平均濃度均超過了《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）規定的PM2.5年均濃度限值（35ug/m3），遠超過了世界衛生組織提出的PM2.5準則值（24小時平均值為25ug/m3、年平均值為10ug/m3，）。我國重點城市典型場所存在較為嚴重的室內外PM2.5污染現象，形勢不容樂觀。

他們發現，室內空氣污染除了來源于室外大氣滲透，烹飪油煙、香煙煙霧、人類活動、清掃等都是“主力貢獻者”，通過研發建立室內PM2.5暴露水平及健康風險的調查方法與評估技術，以及室內PM2.5/PM2.10濃度模擬軟件，研究發現：活動人群長期暴露其中，會產生高風險的非致癌健康損害。

為此，他們從源頭控制、通風稀釋、末端凈化等不同方面探討了室內空氣污染控制的關鍵技術，對不同室內環境提出了有針對性的防控技術與對策。

他們建議探討制定室內空氣污染防治法，為公民維護自身合法權益和身體健康提供法律依據。

他們提出完善室內空氣質量標準體系，并通過對室內空氣PM2.5檢測設備及凈化設備性能評價、防控相關標準等方面扦展研究，形成了《大氣重污染期間室內空氣PM2.5污染防控對策》《室內空氣PM2.5防控相關標準》《室內空氣PM2.5污染檢測設備性能評價標準》《室內空氣PM2.5污染凈化設備性能評價標準》相關規范建議稿。

他們倡導同行加大相關研究的投入力度，特別是針對相關標準、方法和監測分析設備的研究，共同提升國內室內空氣污染研究與防控水平。

值得一提的是，該公益項目研究過程中首次將PM2.5無線監測和大數據技術引入到了室內PM2.5濃度監測中，并開發出了精度滿足要求、可無線傳輸的室內PM2.5濃度監測儀，可在后臺對采集到的數據進行存儲、處理、顯示等操作。這一嘗試，為相關項目的研究提供了借鑒。

如今，項目已經結題，以財務、技術雙優的成績通過了國家環保組織的專家驗收。

氣、水共舉，構筑生命保障系統

人居環境空氣凈化是侯立安近年的研究重點之一，與環保部項目幾乎同步，侯立安還牽頭承擔民另外一個課題——“我國室內與典型工業廠區空氣污染防控戰略問題研究”。

這一項目是中國工程院的重點咨詢研究項目，屬于戰略性研究項目，更偏重針對政策制定、管理欠缺、技術短板等問題，與國家設立的其他公益項目關于監測技術、評價方法、預警設備、凈化器評價等基礎性研究互為補充，從不同維度共同為我國室內空氣污染防控提出建設性意見與對策。

除了人居環境空氣凈化，侯立安院士的研究重點還有飲用水安全保障和分散點源生活污水處理。

經過多年努力，我國城市水環境改善雖然取得了初步成效，但仍面臨不少問題，比如水資源約束趨緊、水污染嚴重、水生態功能退化等。在這種情況下，如何從保障水安全，特別是飲用水安全，一直都是侯立安研究和關注的重點。

除了帶領剛隊承擔國家和相關部門的水處理項目、重大水專項，潛心攻關先進的水處理材料和技術并積極推廣應用之外，侯立安還深入調查、統籌研究，提山了多個層面的綜合防控措施。

比如宏觀上的嚴格落實“水十條”、全面推行河長制、綜合治理黑臭水體、完善生態補償制度以及呼吁修訂涉水的相關標準等；微觀上也提出了從源頭上加強水源地的保護力度，加強水廠設施改造，選擇合適的水處理工藝，嚴格執行水質檢測制度，根據污染機理加快改造舊管網，以及重視供水終端——采用經過認證的合格水龍頭等。

這一水一氣，共同組成了生命保障系統，構成了侯立安近年科學研究的一大主題。而從嚴格意義上來講，從最初投身科研至今近40年的歷程中，他的研究主題始終未變，所不同的，只是應用范疇的逐步擴大。

軍民融合，院士的責任與擔當

侯立安1982年從西安冶金建筑學院（現西安建筑科技大學）給排水專業畢業，被分配到部隊擔任維護陣地水、風、電的代理排長。從那個時候開始，陣地就成了侯立安的研究舞臺。

那個常人無法想象的特殊的密閉空間，不僅是導彈的依托平臺，更是官兵的工作環境。侯立安每天所思量的，就是如何保障這個特殊環境的安全。他研究氣、研究水、研究污水污物處理，研究陣地污染防控的方方面面，目標只有一個，就是為官兵打造出健康、可持續的涉及水和空氣的生命保障系統。

在長期的研究過程中，他圍繞著水與氣開展自主攻關，取得了多項顯著成就——

他歷時5年自主研發山“某型生活污水處理裝置”，被評價為“主要技術性能達到和超過國外同類產品水平，污泥回流技術國內領先”，應用于國防工程密閉空間后，大大改善了官兵生存環境。

他研究探索人員在特殊密閉空間內的生存規律，首次確立國防地下工程人員生存環境條件限值，建立工水處理和空氣凈化裝備保障模式。

他研制山集洗消、淋浴、浴水回用、核生化沾染水深度處理等多功能于一體的“傷員預處理方艙”，用于傷員洗消及早期救治。

他大膽采用尖端技術——納濾膜作為廢水處理的關鍵處理單元，并深入研究了膜分離的預處理工藝，最終創造性地提出了“截留低分子的膜可以截留高分子有機物”的學術新觀點，完善了納濾膜的分離機制，確定了放射性廢水無害化處理系統，通過大量模擬試驗，成功研制出了“放射性廢水處理裝置”，在放射性廢水治理方面獲得顯著應用效果。

他針對密閉空間的特殊需要，研制出了既能吸附酸性氣體，又能吸附堿性氣體，自身不發生中和反應，并且對人體無害的“有害氣體消除劑”。在此基礎上，他發明工一種特效空氣凈化材料，并根據多年處理有毒有害氣體的實踐，將這一材料與先進的浸漬炭吸附工藝集成，經多次實驗并改進裝備，研制成功了高效、價廉的一體化特殊密閉空間通風濾毒空氣過濾器。

他將先進的低溫等離子體技術用于國防地下工程密閉環境內的空氣凈化，研制出了低溫等離子體發生器，并與吸附技術相結合，創造出密閉環境空氣凈化新技術，應用效果顯著。

這一系列特殊密閉環境綜合治理技術與裝備的成功與應用，在最大程度上為官兵建立了健康、安全的生命保障系統，提升了作戰人員的戰斗力。同時，這些研究與應用，還開辟了特種污染乃至環境污染治理的新理念、新技術、新領域，提升了我國環境工程研究的整體水平。

回首過往，侯立安說其實自己的研究從未改變，一直是水和氣，只不過從特種污染轉移到普通污染，研究環境從密閉環境變為人居環境，以前的軍用技術逐漸融合到了民用范疇。

這種轉變大概從2009年開始。那一年，侯立安當選中國工程院院士，成為“中國智庫”中的一員。從那一刻開始，他扛起了屬于軍人和院士的雙重社會責任。

他積極推動軍民融合，主動將研究重心逐步轉移到飲用水安全保障、分散點源生活污水處理和人居環境空氣凈化等方面，牽頭并承擔了水體污染控制與治理科技重大專項“飲用水放射性污染控制技術及應急裝備研發”、國家自然科學基金重點項目“累積逆流吸附/多次結晶載帶-膜分離-連續電除鹽組合工藝處理放射性廢水的關鍵基礎問題研究”、中國工程院重點咨詢項目“我國室內與典型工業廠區空氣污染防控戰略問題研究”等多項國家研究任務，并參與中國工程院重大咨詢項目“秦巴山脈水資源可持續利用戰略研究”、海洋經濟創新發展區域示范項目“低溫可再生熱源驅動的水蒸汽/解吸海水淡化技術”等課題研究，并在近十年的攻關中率先提出并成功研發了具有自主知識產權的水處理及空氣凈化技術和系列裝備，取得了多項突破性成果和富有創造性的成就。

研究內容的轉移是主動承擔更多社會責任的表現之一。之二則體現在侯立安開始花費更多的時間和精力進行科學普及工作，到今天更為明顯。

他組織或參與專業科普書籍的編著撰寫；參加各種環境、生態相關的會議、論壇并作報告；受邀到小學、中學、大學、研究機構、企業等進行專題講座；接受人民網、科普中國等媒體采訪……他利用一切機會向學界、業界與公眾普及、宣傳關于污染防控、水源安全方面的知識、策略，室內空氣凈化、核污染控制、河長制、納濾水處理等主題都在范疇之內。

這是一位科研領軍人的責任，更是一位院士的擔當，侯立安期望用自己的堅持為公眾整體科學素質的提升作出點滴貢獻。這份付出也為他贏得了科技部、中宣部、中國科協三部門授予的“全國科普先進工作者”榮譽稱號。

只要國家需要、軍隊需要

多年的貢獻與付出，也為侯立安贏得了諸多獎勵與榮譽一一

6項國家級科技進步獎，26項軍隊、省部級科技進步獎和教學成果獎；榮立一等功1次，三等功4次；榮獲中國科協“求是”杰出青年獎、全軍首屆杰出專業技術人才獎、“全國優秀科技工作者”等榮譽。

2017年10月25日，2017年度何梁何利基金各個獎項在北京頒布。侯立安院士獲得何梁何利基金“科學與技術進步獎一一資源環保技術獎”，五彩的榮譽墻再繪濃重一筆。

作為該年度火箭軍部隊唯一獲此殊榮的個人，侯立安說是組織的鼓勵、學校的關心，以及評委的信任幫他獲得了這個分量不輕的個人獎項。

他將這些獎勵與榮譽視為鼓勵，更看作一種鞭策。“何梁何利基金評審委員會給每位獲獎人都發了通知，一方面通知獲獎，表示祝賀，另一方面也讓我們承諾繼續為中國的科研事業工作三年。”對于這一號召，侯立安院士積極響應：“只要國家需要、軍隊需要，只要我還能干，我愿意干一輩子，也希望把我掌握的技術和知識傳授給年輕人，轉化為生產力，為我國國防現代化、為建設美麗中國作出貢獻！”