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劉文清:用環(huán)境光學(xué)造福社會(huì)

發(fā)布時(shí)間:2017-05-27  來(lái)源:民進(jìn)中央宣傳部

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劉文清院士

  2011年末以來(lái),我國(guó)中東部大部分地區(qū)遭遇霧霾天氣,不僅給交通運(yùn)輸帶來(lái)嚴(yán)重影響,還導(dǎo)致一些地區(qū)空氣質(zhì)量下降,引發(fā)公眾對(duì)環(huán)境問(wèn)題的擔(dān)憂。

  其實(shí),早在十年前就有這樣一位科學(xué)家將目光瞄準(zhǔn)了空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè),把光譜學(xué)成功應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè),形成了環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)新領(lǐng)域。他就是中科學(xué)安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所所長(zhǎng)劉文清。

  由于在環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)方法、技術(shù)研究、設(shè)備研發(fā)等方面取得的突破性進(jìn)展,以及對(duì)提高我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)水平做出的突出貢獻(xiàn),20131219日,劉文清被中國(guó)工程院增選為環(huán)境與輕紡工程學(xué)部院士。

  “每種污染物都有自己的光譜特征,就像人的指紋一樣。”劉文清介紹自己的工作時(shí)喜歡用比喻。他說(shuō),我的主要工作是通過(guò)建立污染物的光譜特征數(shù)據(jù)庫(kù),研發(fā)污染物的光譜定量解析算法,再結(jié)合光機(jī)電算工程技術(shù),開(kāi)展對(duì)多種污染物的監(jiān)測(cè)技術(shù)方法研究。

  聽(tīng)起來(lái)是極為簡(jiǎn)單的幾句話。然而從事科研工作,無(wú)論是開(kāi)創(chuàng)新領(lǐng)域、發(fā)展新技術(shù)還是研發(fā)新設(shè)備,都絕非輕而易舉,一蹴而就。

  一條不同尋常的科研之路

  作為我國(guó)工程技術(shù)界的最高學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu),對(duì)科研人員來(lái)說(shuō),當(dāng)選院士是至高的榮譽(yù)。面對(duì)榮譽(yù),劉文清卻淡然處之,他婉言謝絕了紛至沓來(lái)的眾多媒體的采訪要求,繼續(xù)埋頭從事他所珍愛(ài)的科研工作,一如既往的低調(diào)。

  籍貫江蘇的劉文清1954年出生在安徽蚌埠的一個(gè)普通家庭。鮮為人知的是,在70年代,高中畢業(yè)后無(wú)學(xué)可上的他,在一家國(guó)有小企業(yè)當(dāng)了五年的鉗工。這段艱苦的歲月,為他提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),也磨礪了他永不服輸?shù)膱?jiān)強(qiáng)品格。 19759月,對(duì)知識(shí)充滿渴望的劉文清,考入了中國(guó)科技大學(xué)物理系,經(jīng)過(guò)三年系統(tǒng)的學(xué)習(xí),他的科研天賦開(kāi)始展露。

  197811月,劉文清被分配到安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所工作。安光所位于合肥市蜀山湖畔風(fēng)光秀麗的董鋪島上,但在當(dāng)年,董鋪島還只是一派雜草和灌木叢生的荒蕪景象,不見(jiàn)人間煙火?!?/span> 有一年冬天我從中國(guó)科大辦完事情要回到島上,沒(méi)趕上最后一趟公交車,冒著淅淅瀝瀝的小雨,走了三個(gè)多小時(shí)的路直到夜里才回到單位。 在這個(gè)枯寂而單調(diào)的寧?kù)o世界,劉文清潛心于科研和學(xué)習(xí),研究生、助理研究、研究員、博導(dǎo)……一步一個(gè)腳印的成長(zhǎng)。

  讀萬(wàn)卷書還需行萬(wàn)里路。1986年起,劉文清開(kāi)始四處游學(xué)。意大利米蘭工業(yè)大學(xué)、日本國(guó)立公害研究所進(jìn)修——克里特研究中心歐共體激光開(kāi)放研究室做訪問(wèn)學(xué)者,并拿到博士學(xué)位——日本千葉大學(xué)環(huán)境遙感中心攻讀博士后。“在這些國(guó)家的學(xué)習(xí),擴(kuò)大了我的視野,對(duì)科研很有幫助?!焙M鈱W(xué)成之后,他回到了董鋪島,立志將所學(xué)報(bào)效國(guó)家。

  先后獲得42項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán),55項(xiàng)軟件著作權(quán)登記,發(fā)表SCI論文 160余篇;培養(yǎng)博士生35名,碩士生25名;安徽省勞動(dòng)模范、全國(guó)優(yōu)秀科技工作者、“十一五”國(guó)家 863資源環(huán)境領(lǐng)域?qū)<?、?guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)負(fù)責(zé)人;現(xiàn)在,當(dāng)選為中國(guó)工程院院士……從鉗工到院士,劉文清走出了一條不同尋常的科研之路。

  對(duì)于外人認(rèn)為清苦的科研工作,劉文清有個(gè)“咖啡理論”:“搞科研和喝咖啡有點(diǎn)類似,總是先苦后甜,而不合適于坐科研冷板凳的人,就像不喜歡喝咖啡的人一樣,怎么都覺(jué)得它是苦的?!?/span>

  以國(guó)家和社會(huì)發(fā)展需求為牽引

  劉文清的科研方向是環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè),即將光譜技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè),這聽(tīng)起來(lái)似乎不好理解。對(duì)此,劉文清做過(guò)這樣一個(gè)生動(dòng)的比喻:“我們發(fā)展環(huán)境光學(xué)技術(shù),能對(duì)大氣環(huán)境作出準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的空間在線監(jiān)測(cè),如二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物等,用網(wǎng)格的光掃出不同層面氣體的分布,就像給人體做 CT一樣。”

  能借助CT對(duì)人體進(jìn)行診斷的醫(yī)生很多,能夠?qū)Υ髿猸h(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)乃至診斷的科學(xué)家卻并不多。

  19985月,以劉文清為主任的環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)研究室在安光所正式成立。 20005月,“環(huán)境污染高靈敏光譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究”等一批瞄準(zhǔn)國(guó)家需求的項(xiàng)目啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)努力,劉文清團(tuán)隊(duì)在環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備攻關(guān)上取得了豐碩的成果。從 2003年開(kāi)始,幾乎每年都有成果獲得國(guó)家或省部級(jí)科技獎(jiǎng)。歷經(jīng)十多年發(fā)展,安光所已成為我國(guó)環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新源頭單位。

  在安光所,你可以看到眾多類型的檢測(cè)儀,它們就像一雙雙監(jiān)測(cè)環(huán)境的“眼睛”:監(jiān)測(cè)路邊汽車尾氣排放的、監(jiān)測(cè)溫室氣體排放的、監(jiān)測(cè)大氣顆粒物的、監(jiān)測(cè)臭氧的、監(jiān)測(cè)藍(lán)藻生長(zhǎng)的、監(jiān)測(cè)工業(yè)煙道廢氣排放的、可用于衛(wèi)星載荷繞地監(jiān)測(cè)全球環(huán)境變化的……這些科研儀器,廣泛應(yīng)用于國(guó)家發(fā)展需要的各種重大項(xiàng)目,正是這些“眼睛”日以繼夜的運(yùn)行,才能獲取大氣環(huán)境變化的有效數(shù)據(jù)依據(jù)。  


劉文清向來(lái)安光所考察調(diào)研的十一屆全國(guó)人大常委會(huì)副委員長(zhǎng)路甬祥(右三)介紹情況

  2008年,舉世矚目的北京奧運(yùn)會(huì)和殘奧會(huì)盛大開(kāi)幕。安光所在中國(guó)科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)指揮下聯(lián)合中科院兄弟單位,主持北京及周邊地區(qū)奧運(yùn)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)警聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目。劉文清率領(lǐng)安光所科研人員,以?shī)W運(yùn)主場(chǎng)館、北京市區(qū)空氣污染為主要內(nèi)容,建立了以北京市為中心、覆蓋三大污染源地區(qū)及周邊污染輸送通道的大氣環(huán)境立體綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)使用的近 80套儀器裝備中95%由安光所自主研發(fā)制造,為奧運(yùn)會(huì)空氣污染預(yù)警和制定減排措施提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐,發(fā)揮了重要的決策支持作用,受到時(shí)任北京市市長(zhǎng)王岐山的贊譽(yù)。劉文清和所里其他 3位同志也因此榮獲“科技奧運(yùn)先進(jìn)個(gè)人”稱號(hào)。此后,這一系統(tǒng)又在上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)上大顯身手。三大盛會(huì)的主動(dòng)參與,凸顯了安光所作為環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)權(quán)威雄勁的實(shí)力。

  在我國(guó)唯一一艘南極科研考察船“雪龍”號(hào)上,搭載著安光所最先進(jìn)的MAXDOAS(被動(dòng)差分吸收光譜系統(tǒng)),用于開(kāi)展活性鹵素化合物的探測(cè);在國(guó)家西氣東輸?shù)妮斔途€上,亟需有害氣體泄露監(jiān)測(cè)設(shè)備,而安光所研制成功的這種設(shè)備即將步入產(chǎn)業(yè)化階段……

  “以國(guó)家和社會(huì)發(fā)展需求為牽引,以解決國(guó)家需求和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的大氣光學(xué)與環(huán)境光學(xué)中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題為主要任務(wù),面向世界科學(xué)前沿要求、面向國(guó)家環(huán)境安全戰(zhàn)略需求、面向世界環(huán)境科學(xué)前沿,這就是我們的發(fā)展戰(zhàn)略?!眲⑽那迦缡钦f(shuō)。

  積極尋找科研成果轉(zhuǎn)化的途徑

  20131246日,南方出現(xiàn)了大面積霧霾天氣,安徽省應(yīng)急辦快速響應(yīng),關(guān)閉了多條高速,有效避免了可能發(fā)生的事故。他們賴以做出快速?zèng)Q策的關(guān)鍵,正是由安光所環(huán)境光學(xué)中心研制的能見(jiàn)度儀。在安徽全境 3100公里長(zhǎng)的高速公路上,每15公里就有一臺(tái)這種儀器,防霧、防結(jié)冰,對(duì)霧霾天氣預(yù)警、啟動(dòng)氣候應(yīng)急預(yù)案、減少交通事故發(fā)生起了很大作用,產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

  利用大氣光學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ),發(fā)展環(huán)境光學(xué)方面的成果應(yīng)用,這是劉文清當(dāng)初的理想。如今這一理想已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí),安光所的眾多科研成果都已實(shí)現(xiàn)了實(shí)際應(yīng)用,有的已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,能見(jiàn)度儀只是其中之一。

  以前,我國(guó)的常規(guī)污染物在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器幾乎是空白,在劉文清帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功地研制出“城市空氣質(zhì)量連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”,并與企業(yè)合作生產(chǎn)后,其產(chǎn)品價(jià)格低于國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品的 50%。目前,該系統(tǒng)累計(jì)在全國(guó)25個(gè)省市區(qū)安裝了400余套,占據(jù)全國(guó)同類產(chǎn)品約 2/3的市場(chǎng)份額。

  安光所自主研發(fā)的“機(jī)動(dòng)車尾氣遙測(cè)車”、“城市空氣質(zhì)量連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”、“煙氣排放連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”、“臭氧和顆粒物監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)”等系列環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)儀器,在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中嶄露頭角,某些技術(shù)和儀器達(dá)到和超過(guò)了國(guó)際水平,大大推動(dòng)了儀器設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化和國(guó)產(chǎn)化,累計(jì)為國(guó)家節(jié)約外匯幾十億元。

  當(dāng)鉗工那五年,使劉文清更懂得什么是企業(yè),什么是商品:企業(yè)最好買只雞回去就能下蛋,不能拿那些還不成熟的科技成果賣給他們,實(shí)驗(yàn)室的科技成果是一回事,市場(chǎng)上的產(chǎn)品是另一回事,我們要積極尋找成果轉(zhuǎn)化的途徑。

  安光所為此不斷探索與企業(yè)合作的新模式,2001年以來(lái),先后以技術(shù)入股等形式,與“安徽藍(lán)盾光電子”、“河北先河”、“杭州聚光”、“武漢天虹”、“湖南力合”、“安徽寶龍”等企業(yè)建立了長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作關(guān)系,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益,反過(guò)來(lái)市場(chǎng)的需求又極大帶動(dòng)了科研的發(fā)展和創(chuàng)新。

  多年致力科研成果的產(chǎn)業(yè)化,安光所已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。劉文清認(rèn)為,走產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的產(chǎn)業(yè)化道路,一定要注重雙方的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),“只有通過(guò)與企業(yè)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作,才能實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化” 。

  作為從事環(huán)境光學(xué)的科學(xué)家,人們往往容易忽略劉文清的另一個(gè)身份:中國(guó)民主促進(jìn)會(huì)會(huì)員。他不但是科學(xué)島(即董鋪島)上的第一位民進(jìn)會(huì)員,還一手組建了科學(xué)島民進(jìn)科學(xué)院支部,帶領(lǐng)支部會(huì)員們投身科研創(chuàng)新,為黨派事業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。在擔(dān)任安徽省政府參事期間,他也受到了安徽省政府的通報(bào)表彰。

  盡管我國(guó)環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)總體上發(fā)展較快,但在劉文清眼中,面臨的態(tài)勢(shì)仍十分嚴(yán)峻:環(huán)境光學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)自主創(chuàng)新不夠,發(fā)展國(guó)家先進(jìn)環(huán)境技術(shù)產(chǎn)業(yè)缺乏工程化的科技成果,支撐國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)的技術(shù)體系、標(biāo)準(zhǔn)和方法亟待完善。

  “國(guó)家的環(huán)境光學(xué)發(fā)展對(duì)安光所寄托了重任和希望,我和我的團(tuán)隊(duì)需要做好的事情還有很多很多。”說(shuō)這話時(shí),劉文清想到的依然是科研工作者的責(zé)任。

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作者:靳萱     責(zé)任編輯:張禹