實踐帶動科普 科普助推“雙碳”

［摘 要］碳達峰、碳中和是我國近期要實現的重要目標之一，與市政工程領域密切相關，需要廣大人民的參與及重視。科學傳播有利于提高公民的科學素養、責任心及使命感，助推碳達峰、碳中和目標的實現；科學傳播更有利于科普講解人員自身知識的轉化、應用及能力提升。基于此，江西理工大學市政工程系進行以科學傳播為基礎、以提升公民素質為導向、以學以致用為目的的教學與教改研究。

［關鍵詞］“雙碳”；科學傳播；市政工程

［中圖分類號］G64 文獻標志碼：A

自2021年10月習近平總書記在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會領導人峰會上發表主旨講話以來，從中央到各級省市人民政府積極響應，發布了一系列碳達峰實施方案和支撐保障措施，推動實現碳達峰、碳中和目標。中國作為一個負責任的大國，碳達峰和碳中和是我們對國際社會的莊嚴承諾，是應對全球氣候變化和能源危機［1］、推動高質量發展的內在要求，是承擔大國責任、展現大國擔當的重要表現。江西省先后發布了《關于完整準確全面貫徹新發展理念 做好碳達峰碳中和工作的實施意見》及《江西省碳達峰實施方案》，扎實推進全省碳達峰行動。

本校市政工程系（給排水科學與工程專業）成立于2000年，作為一個積極發展、努力向上、關乎民生，與碳達峰、碳中和密切相關的專業，于2019年獲批全國一流專業建設點，2023年通過住房和城鄉建設部高等教育給排水科學與工程專業評估委員會評估認證。市政工程系也有責任、有義務推動科學傳播，堅持科普與科研“兩翼齊飛”，助推碳達峰、碳中和。

1 市政工程系與“雙碳”戰略的關系

市政工程領域與碳達峰、碳中和關系密切，理應在“雙碳”戰略方面發揮重要作用。有序推進碳達峰，需要扎實抓好污染防治和生態文明建設，尤其是水體污染和流域治理工作。水污染表現在水里，根源在岸上，核心在管網，管網是城市水系統治理的關鍵和薄弱環節［2］。市政工程專業聚焦城市管網設計建設及水污染辨識、監測和管控技術，是推動和維持水的良性社會循環的關鍵力量，也應是推動碳達峰和碳中和的中堅力量。

市政自來水和污水處理廠歷來是耗能大戶，在水的輸配過程中需要投入電能以提供水的動能，在水處理過程中需要曝氣、攪拌以及投加碳源和各類化學試劑。此外，還會有大量二氧化碳、甲烷、氮氧化物等溫室氣體隨著水中污染物的降解而排入環境。因此，市政領域亟須開展節能降碳增效行動，以實現本領域的全面低碳轉型，助力碳達峰和碳中和。梅薩城的西北再生水廠通過在污水中養殖微藻，捕獲空氣中的二氧化碳，通過膜技術傳遞收集并用以生產電能、生物燃料等［3］，為污水廠碳中和轉型提供新的思路；彭永臻院士協同某水務集團積極推廣污泥雙回流-AOA深度脫氮除磷技術［4］，在山東、廣東等地開展大規模生產性應用，極大降低了碳源的需求和溫室氣體的排放，展現了卓越的技術優勢。

除水資源外，污水中還含有碳、氮、磷等營養元素以及動能、熱能、滲透能等豐富的物質和能量。污水、污泥的資源化和能源化，是實現污水廠凈零碳排放甚至負碳排放的有效途徑，國內外污水廠在此方面做了諸多嘗試。蘇格蘭水務公司試圖通過污泥發酵產沼氣創建循環經濟體系，達到2040年實現凈零碳排放的目標［5］；澳大利亞水務集團積極推動污水廠和制氫廠的共生聯動，以支持天然氣管網的去碳轉

型［6］；小湯山再生水廠與馬池口再生水廠通過精準曝氣、水源熱泵等手段，助力北京冬奧會實現全部碳中和目標［7］。

節水減排與綠色低碳息息相關。供水管網漏損問題是供水企業的痛點，不僅造成了水資源的大量浪費，還嚴重影響了節水型社會建設的目標。國內外在實踐過程中針對供水管網漏損管控不斷進行摸索。新加坡通過開發智能水網，改進供水管網運行模式，建立了對滴漏事件記錄和趨勢分析的滴漏庫。上海某公司引入國際水協的水平衡理論，結合縱向和橫向水平建立“魚骨式”水平衡分析法，進一步控制管網漏損率。

當前，市政領域的低碳化轉型面臨新的挑戰，需要市政領域科研、從業人員加強對當前形勢的認知，充分發揮自身的行業特色，扎實推進“雙碳”目標的實現。

2 助力科學傳播，助推碳達峰、碳中和

以學生為中心是現階段高校教學的主題，學以致用是以學生為中心的具體體現。市政工程系通過開展科普傳播類教學活動，不僅可以通過實踐來檢驗學生的學習成果，還可以讓學生學以致用，增強學生的學習動力，同時還可以讓更多的人了解水的社會循環，了解市政工程系與碳達峰、碳中和的關系，助推“雙碳”目標的實現。在科普傳播類教學活動中，以本校的學生社團“江西理工大學水協會”骨干成員為主體，由市政工程系教師協調，面向中小學生及社會人員傳播市政工程系相關科學知識，具體方式有以下幾種：

2.1 模型演示

展示的模型來自市政工程系給排水模型實驗室，該實驗室主要用于給排水科學與工程專業本科生教學的演示實驗，其演示設備（沉淀池、氧化溝、充氣設備、給水處理生產線等）亦可用作科普展示，向受眾演示水的處理過程，引導群眾了解水的社會循環。模型展示的講解、演示，均由“江西理工大學水協會”組織的給排水科學與工程專業本科生進行；科普中安排趣味實驗，充分調動觀摩人員的好奇心，培養其良好的科學興趣。趣味實驗主要包括酸堿顏色反應、金屬沉淀實驗及顯微鏡操作等，也由本專業本科學生進行操作演示。

2.2 專家講座

舉辦飲用水及污水相關的專家講座，簡介飲用水水質安全、綠色水過程、智慧水務、膜法水處理等相關的研究。通過專家講座，展示專家風采，介紹研究的科學價值、應用特色及科學技術與工程實踐的結合，將專家的真知灼見在贛南大地傳播推廣。通過專家介紹讓學生進一步了解市政工程系與碳達峰、碳中和的關系。通過專家講座拉近專家與學生之間的距離，不僅可以展示專家研究的科學價值、應用特色，還可以讓學生進一步了解市政工程領域的具體研究方向及研究前沿。

通過對水的良性社會循環的科普，加強本校在校師生及周邊群眾、中小學師生對于水和“雙碳”的認識，激發其對相關科學的興趣和愛好，養成熱愛科學、相信科學的優良態度，并最終在生活中形成節水、愛水、低碳、環保的理念和習慣。通過與協作單位的合作互動，在原有科普工作和相關制度的基礎上，完善省科普基地的工作流程和相關工作機制，進一步強化本單位，乃至帶動兄弟院校在科學普及工作方面的意愿和能力，做到科普與科研“兩翼齊飛”，最終實現科技強國。

2.3 福壽溝博物館參觀

福壽溝博物館是中國唯一的地下排水系統博物館，福壽溝是我國宋代時期構建的古代城市下水道工程，也是世界上最早的城市下水道。福壽溝博物館以人工講解、多媒體等技術手段系統、真實、有趣地展示福壽溝的修建背景、結構組成、建造技藝、科學原理等。同時，利用一段已挖掘的福壽溝遺址，實現與游客的零距離接觸，為游客呈現一座千年不朽的“城市良心”，展示“福壽溯源”的千年滄桑。

在科普活動中，對福壽溝博物館的參觀、講解主要由市政工程系的學生進行，市政工程系教師協助。參觀、講解不僅能夠讓更多的人更加詳細地了解中國古代的城市下水道工程，了解中國古代工匠的智慧、工匠精神，增強大眾的文化自信、民族自豪感及專業責任感，更能夠鍛煉學生理論聯系實際、組織及社交能力，為學生將來的發展打下堅實的基礎。

2.4 現場咨詢及圓桌討論

科普活動期間安排現場咨詢答疑點，由本校水協會成員主持，現場向觀眾講解水循環及碳達峰、碳中和方面的疑點和問題。同時，安排參與人員進行圓桌討論，分別就“市政工程領域如何助力碳達峰”的主題進行討論，通過現場派發小禮物的方式鼓勵大家踴躍思考、積極發言，對于有針對性的獨到見解，采用上墻的方式進行表彰。

3 結語

高等學校在社會發展過程中承擔著特殊的責任和使命。高校人才薈萃，資料齊全，肩負著立德樹人，為社會培養和輸送人才的使命；肩負著傳播知識，為各行各業的專業技術人才進行技術知識更新和技術創新的艱巨任務；肩負著教育改革，為促進教育公平、提高教育質量、滿足人民群眾多樣化教育需求的職責。同時，科學普及工作也是高校的任務之一。江西理工大學作為在贛南地區有較大影響的重點高校，秉承著“志存高遠，責任為先”的校訓，繼承中華優秀傳統文化，落實立德樹人根本任務，引導全校師生追求遠大的理想，要有崇高的責任感和使命感，將個人的奮斗目標與國家的發展、人類的進步相結合。

“千年宋城”贛州保存有一套歷史悠久的排水系統，歷經900余年的風雨，至今仍完好暢通，并繼續發揮其日常排放污水的職能。江西理工大學給排水科學與工程專業承受古人智慧的熏陶，在給排水領域形成了自己獨有的特色。長期以來，秉承“特色強校”“以特色爭優勢”的辦學理念，本專業堅持科普與科研“兩翼齊飛”，堅持科普工作的開展與完善。為此，開展形式多樣、內容豐富、群眾喜聞樂見、各具特色的科學普及工作是本學科的重要工作之一。通過科普活動的開展，進一步凝練科普理念、整合科普資源、完善科普制度、形成完整的工作流程和工作規范，讓科研工作順利開展。

近幾年，圍繞水的良性社會循環及“雙碳”行動，本學科在科普教育的活動形式和內容上都有了新的發展。依托江西省科普教育基地及江西省中小學研學實踐教育基地，本專業連續多年開展各類科普活動。廣大市民及青少年學生均可走進大學校門，走進實驗室，了解科研過程和科研成果，聆聽專家及科技人員對科普知識的講解，從而對健康水循環有進一步的了解，對培養青少年熱愛科學、獻身科學的精神起到了積極作用。

本文介紹了市政工程與“雙碳”戰略的關系，市政領域的相關人員要充分認識當前形勢，充分發揮自身的行業優勢，通過一系列途徑，助推“雙碳”目標的實現。

參考文獻

［1］周宏春，霍黎明，李長征，等. 開拓創新 努力實現我國碳達峰與碳中和目標［J］. 城市與環境研究，2021（1）：35-51.

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［3］Samantaray P K，Madras G，Bose S. Microbial biofilm membranes for water remediation and photobiocatalysis［M］. Next Generation Biomanufacturing Technologies. American Chemical Society，2019.

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［7］朱琳，王秋蓉. 全面碳中和的北京冬奧會貢獻中國與世界——訪清華大學能源環境經濟研究所所長助理、副教授，北京冬奧會可持續性咨詢和建議委員會碳管理工作組組長周劍［J］. 可持續發展經濟導刊，202（21）：36-39.

［項目名稱］江西省學位與研究生教育教學改革研究項目“量體裁衣、一生一策——基于碩士研究生創新能力培養的‘污染控制化學’課程體系”（JXYJG-2022-134）；江西省學位與研究生教育教學改革研究項目“基于導師團隊模式的市政工程研究生培養研究”（XYJG-2021-139）。

［作者簡介］秦欣欣，女，山東榮成人，江西理工大學，講師，博士，研究方向：新型污染物控制及毒理學。

連軍鋒，男，山東榮成人，江西理工大學，副教授，博士，研究方向：飲用水深度處理。

朱易春，男，湖北仙桃人，江西理工大學，教授，博士，研究方向：污水生物處理技術。