科學(xué)研究就是要本著問(wèn)題去

溫宗國(guó)是這一領(lǐng)域青年學(xué)者中的佼佼者。

每次點(diǎn)外賣，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院博士生張宇婷都會(huì)格外留心包裝材料。從2017年開(kāi)始，她就和導(dǎo)師溫宗國(guó)一起，嘗試從3500萬(wàn)份外賣訂單中，分析外賣包裝的材料組成和環(huán)境影響。

　　這是溫宗國(guó)所從事研究的一個(gè)典型案例。“塑料廢物管理是當(dāng)前世界面臨的重要環(huán)境問(wèn)題之一，厘清塑料包裝代謝機(jī)理，識(shí)別材料回收替代路徑，是推動(dòng)綠色低碳包裝、控制環(huán)境泄漏率的一個(gè)基礎(chǔ)性科學(xué)問(wèn)題。”溫宗國(guó)說(shuō)。

　　針對(duì)10多種細(xì)分包裝材料，建立本地化環(huán)境影響科學(xué)數(shù)據(jù)，進(jìn)行支撐綠色低碳包裝的生態(tài)設(shè)計(jì)；開(kāi)展萬(wàn)余次實(shí)證檢測(cè)，精準(zhǔn)刻畫(huà)城市級(jí)500米網(wǎng)格化廢棄規(guī)律；應(yīng)用高清攝像和光譜圖像識(shí)別算法，開(kāi)發(fā)塑料包裝廢物智能化分選技術(shù)……小小的外賣包裝廢棄物，就這樣被溫宗國(guó)“吃干榨凈”，變成極具研究?jī)r(jià)值的課題方向。

　　溫宗國(guó)說(shuō)：“從根本上來(lái)講，環(huán)境科學(xué)與工程是典型的問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W科。因?yàn)槿祟惢顒?dòng)會(huì)在環(huán)境中產(chǎn)生各種廢棄物，未經(jīng)處理就構(gòu)成了問(wèn)題，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展又會(huì)產(chǎn)生各種影響。我們作為科研人員，研究就是要奔著解決問(wèn)題去。”

　　1995年，17歲的溫宗國(guó)考入清華大學(xué)，開(kāi)啟了他的學(xué)習(xí)、科研之路。在清華，他得到了專業(yè)的學(xué)習(xí)和鍛煉，并在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下逐漸接觸到環(huán)境系統(tǒng)工程的學(xué)術(shù)前沿，對(duì)城市固廢資源化與循環(huán)經(jīng)濟(jì)、行業(yè)碳減排系統(tǒng)模擬與工程應(yīng)用產(chǎn)生了濃厚的興趣。讀博期間，他開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，探索經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)與資源消耗、污染排放的演變規(guī)律。同時(shí)，他開(kāi)始關(guān)注城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)這一當(dāng)時(shí)前沿的研究方向。

　　2007年，溫宗國(guó)留校工作。從學(xué)生到教師，溫宗國(guó)開(kāi)始深入思考如何把“象牙塔”里的科學(xué)研究與國(guó)家、行業(yè)的需求真正結(jié)合到一起。當(dāng)時(shí)，從國(guó)家到地方，對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)日益重視，但是循環(huán)經(jīng)濟(jì)怎么搞，國(guó)內(nèi)沒(méi)有現(xiàn)成的模式可供借鑒。

　　后來(lái)，溫宗國(guó)參與了國(guó)內(nèi)首個(gè)城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目。“這個(gè)項(xiàng)目的核心問(wèn)題，是解決城市對(duì)資源的消耗如何與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)‘解耦’的問(wèn)題。換句話說(shuō)，就是城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展怎么能夠不建立在資源密集型的方式上。”溫宗國(guó)說(shuō)。

　　在項(xiàng)目所在地江蘇蘇州，溫宗國(guó)經(jīng)常一待就是一個(gè)多月。在與地方政府和企業(yè)的溝通交流過(guò)程中，他深感當(dāng)時(shí)城市發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)大多著眼于孤立分散的單項(xiàng)技術(shù)，系統(tǒng)集成化技術(shù)供給不足。抓住這些薄弱環(huán)節(jié)，溫宗國(guó)提出了城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)集成共性方法，助力完成蘇州市循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃的修編。

　　溫宗國(guó)說(shuō)：“我們首先建立一個(gè)能夠把城市物質(zhì)代謝進(jìn)行精細(xì)化模擬的模型，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等智慧化手段實(shí)現(xiàn)城市廢棄物的回收，再用循環(huán)利用的技術(shù)把其中的資源清潔高效地提取出來(lái)，包括稀貴金屬、高分子材料和有機(jī)質(zhì)等。”

　　這一前瞻性項(xiàng)目所形成的經(jīng)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)、管理辦法，在全國(guó)進(jìn)行了推廣。2016年，“城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展共性技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究”獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

在河北武安市新峰水泥廠，生活垃圾融入工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)：所有運(yùn)至車間的生活垃圾首先會(huì)經(jīng)過(guò)一次初級(jí)破碎，之后會(huì)通過(guò)特殊的磁選裝置分離金屬物質(zhì)，再進(jìn)入滾筒篩進(jìn)行初次篩分；第二輪更精細(xì)的篩分借助定量的風(fēng)速，將較輕的垃圾篩出；篩上物還要經(jīng)過(guò)兩次破碎程序，將其體積控制在25毫米以下；旋轉(zhuǎn)窯中封閉化高溫焚燒后，壓縮的垃圾篩下物和篩上物會(huì)被轉(zhuǎn)運(yùn)到6公里外的水泥廠區(qū)作深度處理，其中篩上物將會(huì)成為制作水泥的燃料，而篩下物則直接作為制作水泥的原料……

　　這套工藝流程既為企業(yè)提供了廉價(jià)的原料和燃料，降低了生產(chǎn)成本，也讓垃圾變廢為寶，真正實(shí)現(xiàn)了循環(huán)利用。目前，這套工藝包及裝備已在25條生產(chǎn)線應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了成套出口。

　　這套裝備的成功研發(fā)，與溫宗國(guó)的努力分不開(kāi)。從事環(huán)境科學(xué)與工程研究伊始，他就堅(jiān)持基礎(chǔ)研究與工程開(kāi)發(fā)“兩條腿走路”，利用數(shù)值模擬和人工智能等先進(jìn)方法，研制出廢棄物協(xié)同處置和資源化開(kāi)發(fā)相關(guān)的工藝和裝備。

　　“如果單純應(yīng)用一項(xiàng)技術(shù)，它只能在某一個(gè)點(diǎn)上起作用。我們一定要樹(shù)立系統(tǒng)思維，把基礎(chǔ)研究、工程開(kāi)發(fā)、管理手段結(jié)合起來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。”溫宗國(guó)說(shuō)。

　　科技進(jìn)步帶來(lái)了環(huán)境管理手段的創(chuàng)新。溫宗國(guó)很早就關(guān)注互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與環(huán)境管理的融合。

　　比如，在垃圾智能分類回收及時(shí)空代謝模擬方面，他通過(guò)研究圖像光學(xué)識(shí)別的深度學(xué)習(xí)算法，開(kāi)發(fā)垃圾智能分揀系統(tǒng)和視覺(jué)人工智能機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了再生資源高效分類，并基于海量交易信息大數(shù)據(jù)技術(shù)建立“互聯(lián)網(wǎng)+回收”平臺(tái)。

　　溫宗國(guó)認(rèn)為，目前國(guó)際上環(huán)境科學(xué)與工程研究進(jìn)一步呈現(xiàn)“高精尖”的趨勢(shì)，特別是“雙碳”目標(biāo)提出后，各領(lǐng)域都在進(jìn)行綠色化的轉(zhuǎn)型升級(jí)。“從產(chǎn)品的生態(tài)設(shè)計(jì)，到廢棄物、各種資源的回收再利用，環(huán)境科學(xué)與工程的交叉性越來(lái)越強(qiáng)。”

溫宗國(guó)認(rèn)為，做科研，堅(jiān)持比天賦更重要。

　　十幾年前，環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科算不上熱門，溫宗國(guó)一度感受到明顯的落差感。

　　“項(xiàng)目少，成果出得慢，評(píng)職稱自然沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，當(dāng)時(shí)我的壓力也不小。”溫宗國(guó)坦陳，“搞科研需要堅(jiān)守，只要自己有興趣，相信自己做的方向是正確的，每天都會(huì)保持著對(duì)研究的熱情投入。”2010年前后，溫宗國(guó)研究方向上的科技項(xiàng)目逐漸多了起來(lái)。正是依靠長(zhǎng)期的堅(jiān)持和積累，他迅速將研究心得運(yùn)用到新的項(xiàng)目中，收獲了豐富的研究成果。

　　多年來(lái)，溫宗國(guó)一直活躍在本科生、研究生教學(xué)工作的一線，為環(huán)境學(xué)科培育人才。“培養(yǎng)學(xué)生要肯花時(shí)間。比如中午吃飯，我有時(shí)會(huì)拉著他們一塊去。我們還有定期的課題組會(huì)，我會(huì)經(jīng)常拿自己作例子，跟學(xué)生講自己當(dāng)年是怎么讀碩士、博士研究生的。講經(jīng)驗(yàn)和心得之外，更多的是分享自己在科研上有過(guò)的教訓(xùn)。”溫宗國(guó)說(shuō)，“學(xué)生們很有創(chuàng)造力。培養(yǎng)學(xué)生的過(guò)程中要尊重他們的興趣、愛(ài)好，一旦有了興趣，他們就會(huì)堅(jiān)持、就會(huì)投入。”

　　平日里工作雖忙，溫宗國(guó)還是會(huì)堅(jiān)持每周打1到2次羽毛球，這是他從讀書(shū)時(shí)就有的愛(ài)好，甚至在學(xué)校的比賽中拿到過(guò)不錯(cuò)的名次。

　　“搞研究要有忘我的狀態(tài)，但是高強(qiáng)度的投入也要有健康的身體做基礎(chǔ)。”溫宗國(guó)微笑著說(shuō)。