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劉文清:用環(huán)境光學造福社會

發(fā)布時間:2013-12-31  來源:民進中央宣傳部

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劉文清院士

  2011年末以來,我國中東部大部分地區(qū)遭遇霧霾天氣,不僅給交通運輸帶來嚴重影響,還導致一些地區(qū)空氣質量下降,引發(fā)公眾對環(huán)境問題的擔憂。

  其實,早在十年前就有這樣一位科學家將目光瞄準了空氣質量監(jiān)測,把光譜學成功應用于環(huán)境監(jiān)測,形成了環(huán)境光學監(jiān)測技術新領域。他就是中科學安徽光學精密機械研究所所長劉文清。

  由于在環(huán)境光學監(jiān)測方法、技術研究、設備研發(fā)等方面取得的突破性進展,以及對提高我國環(huán)境監(jiān)測技術水平做出的突出貢獻,20131219日,劉文清被中國工程院增選為環(huán)境與輕紡工程學部院士。

  “每種污染物都有自己的光譜特征,就像人的指紋一樣?!眲⑽那褰榻B自己的工作時喜歡用比喻。他說,我的主要工作是通過建立污染物的光譜特征數(shù)據(jù)庫,研發(fā)污染物的光譜定量解析算法,再結合光機電算工程技術,開展對多種污染物的監(jiān)測技術方法研究。

  聽起來是極為簡單的幾句話。然而從事科研工作,無論是開創(chuàng)新領域、發(fā)展新技術還是研發(fā)新設備,都絕非輕而易舉,一蹴而就。

  一條不同尋常的科研之路

  作為我國工程技術界的最高學術機構,對科研人員來說,當選院士是至高的榮譽。面對榮譽,劉文清卻淡然處之,他婉言謝絕了紛至沓來的眾多媒體的采訪要求,繼續(xù)埋頭從事他所珍愛的科研工作,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普通家庭。鮮為人知的是,在70年代,高中畢業(yè)后無學可上的他,在一家國有小企業(yè)當了五年的鉗工。這段艱苦的歲月,為他提供了寶貴的實踐經(jīng)驗,也磨礪了他永不服輸?shù)膱詮娖犯瘛?span> 19759月,對知識充滿渴望的劉文清,考入了中國科技大學物理系,經(jīng)過三年系統(tǒng)的學習,他的科研天賦開始展露。

  197811月,劉文清被分配到安徽光學精密機械研究所工作。安光所位于合肥市蜀山湖畔風光秀麗的董鋪島上,但在當年,董鋪島還只是一派雜草和灌木叢生的荒蕪景象,不見人間煙火。“ 有一年冬天我從中國科大辦完事情要回到島上,沒趕上最后一趟公交車,冒著淅淅瀝瀝的小雨,走了三個多小時的路直到夜里才回到單位。 在這個枯寂而單調(diào)的寧靜世界,劉文清潛心于科研和學習,研究生、助理研究、研究員、博導……一步一個腳印的成長。

  讀萬卷書還需行萬里路。1986年起,劉文清開始四處游學。意大利米蘭工業(yè)大學、日本國立公害研究所進修——克里特研究中心歐共體激光開放研究室做訪問學者,并拿到博士學位——日本千葉大學環(huán)境遙感中心攻讀博士后?!霸谶@些國家的學習,擴大了我的視野,對科研很有幫助。”海外學成之后,他回到了董鋪島,立志將所學報效國家。

  先后獲得42項發(fā)明專利授權,55項軟件著作權登記,發(fā)表SCI論文 160余篇;培養(yǎng)博士生35名,碩士生25名;安徽省勞動模范、全國優(yōu)秀科技工作者、“十一五”國家 863資源環(huán)境領域專家、國家重大科學儀器設備開發(fā)專項負責人;現(xiàn)在,當選為中國工程院院士……從鉗工到院士,劉文清走出了一條不同尋常的科研之路。

  對于外人認為清苦的科研工作,劉文清有個“咖啡理論”:“搞科研和喝咖啡有點類似,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,怎么都覺得它是苦的?!?/span>

  以國家和社會發(fā)展需求為牽引

  劉文清的科研方向是環(huán)境光學監(jiān)測,即將光譜技術應用于環(huán)境監(jiān)測,這聽起來似乎不好理解。對此,劉文清做過這樣一個生動的比喻:“我們發(fā)展環(huán)境光學技術,能對大氣環(huán)境作出準確、實時的空間在線監(jiān)測,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?!?/span>

  能借助CT對人體進行診斷的醫(yī)生很多,能夠對大氣環(huán)境進行監(jiān)測乃至診斷的科學家卻并不多。

  19985月,以劉文清為主任的環(huán)境光學監(jiān)測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)測技術研究”等一批瞄準國家需求的項目啟動。經(jīng)過努力,劉文清團隊在環(huán)境監(jiān)測儀器設備攻關上取得了豐碩的成果。從 2003年開始,幾乎每年都有成果獲得國家或省部級科技獎。歷經(jīng)十多年發(fā)展,安光所已成為我國環(huán)境光學監(jiān)測技術的創(chuàng)新源頭單位。

  在安光所,你可以看到眾多類型的檢測儀,它們就像一雙雙監(jiān)測環(huán)境的“眼睛”:監(jiān)測路邊汽車尾氣排放的、監(jiān)測溫室氣體排放的、監(jiān)測大氣顆粒物的、監(jiān)測臭氧的、監(jiān)測藍藻生長的、監(jiān)測工業(yè)煙道廢氣排放的、可用于衛(wèi)星載荷繞地監(jiān)測全球環(huán)境變化的……這些科研儀器,廣泛應用于國家發(fā)展需要的各種重大項目,正是這些“眼睛”日以繼夜的運行,才能獲取大氣環(huán)境變化的有效數(shù)據(jù)依據(jù)。  


劉文清向來安光所考察調(diào)研的十一屆全國人大常委會副委員長路甬祥(右三)介紹情況

  2008年,舉世矚目的北京奧運會和殘奧會盛大開幕。安光所在中國科學院領導指揮下聯(lián)合中科院兄弟單位,主持北京及周邊地區(qū)奧運大氣環(huán)境監(jiān)測和預警聯(lián)合行動計劃項目。劉文清率領安光所科研人員,以奧運主場館、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,為奧運會空氣污染預警和制定減排措施提供了強有力的數(shù)據(jù)支撐,發(fā)揮了重要的決策支持作用,受到時任北京市市長王岐山的贊譽。劉文清和所里其他 3位同志也因此榮獲“科技奧運先進個人”稱號。此后,這一系統(tǒng)又在上海世博會、廣州亞運會上大顯身手。三大盛會的主動參與,凸顯了安光所作為環(huán)境光學監(jiān)測權威雄勁的實力。

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

  “以國家和社會發(fā)展需求為牽引,以解決國家需求和社會可持續(xù)發(fā)展中的大氣光學與環(huán)境光學中的關鍵科學技術問題為主要任務,面向世界科學前沿要求、面向國家環(huán)境安全戰(zhàn)略需求、面向世界環(huán)境科學前沿,這就是我們的發(fā)展戰(zhàn)略?!眲⑽那迦缡钦f。

  積極尋找科研成果轉化的途徑

  20131246日,南方出現(xiàn)了大面積霧霾天氣,安徽省應急辦快速響應,關閉了多條高速,有效避免了可能發(fā)生的事故。他們賴以做出快速決策的關鍵,正是由安光所環(huán)境光學中心研制的能見度儀。在安徽全境 3100公里長的高速公路上,每15公里就有一臺這種儀器,防霧、防結冰,對霧霾天氣預警、啟動氣候應急預案、減少交通事故發(fā)生起了很大作用,產(chǎn)生了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

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

  以前,我國的常規(guī)污染物在線自動監(jiān)測儀器幾乎是空白,在劉文清帶領團隊成功地研制出“城市空氣質量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)”,并與企業(yè)合作生產(chǎn)后,其產(chǎn)品價格低于國外進口產(chǎn)品的 50%。目前,該系統(tǒng)累計在全國25個省市區(qū)安裝了400余套,占據(jù)全國同類產(chǎn)品約 2/3的市場份額。

  安光所自主研發(fā)的“機動車尾氣遙測車”、“城市空氣質量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)”、“煙氣排放連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)”、“臭氧和顆粒物監(jiān)測激光雷達”等系列環(huán)境光學監(jiān)測儀器,在激烈的市場競爭中嶄露頭角,某些技術和儀器達到和超過了國際水平,大大推動了儀器設備的產(chǎn)業(yè)化和國產(chǎn)化,累計為國家節(jié)約外匯幾十億元。

  當鉗工那五年,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,實驗室的科技成果是一回事,市場上的產(chǎn)品是另一回事,我們要積極尋找成果轉化的途徑。

  安光所為此不斷探索與企業(yè)合作的新模式,2001年以來,先后以技術入股等形式,與“安徽藍盾光電子”、“河北先河”、“杭州聚光”、“武漢天虹”、“湖南力合”、“安徽寶龍”等企業(yè)建立了長期戰(zhàn)略合作關系,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益,反過來市場的需求又極大帶動了科研的發(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。劉文清認為,走產(chǎn)學研結合的產(chǎn)業(yè)化道路,一定要注重雙方的優(yōu)勢互補,“只有通過與企業(yè)的長期戰(zhàn)略合作,才能實現(xiàn)技術轉移和轉化” 。

  作為從事環(huán)境光學的科學家,人們往往容易忽略劉文清的另一個身份:中國民主促進會會員。他不但是科學島(即董鋪島)上的第一位民進會員,還一手組建了科學島民進科學院支部,帶領支部會員們投身科研創(chuàng)新,為黨派事業(yè)做出了突出貢獻。在擔任安徽省政府參事期間,他也受到了安徽省政府的通報表彰。

  盡管我國環(huán)境光學監(jiān)測技術總體上發(fā)展較快,但在劉文清眼中,面臨的態(tài)勢仍十分嚴峻:環(huán)境光學監(jiān)測技術自主創(chuàng)新不夠,發(fā)展國家先進環(huán)境技術產(chǎn)業(yè)缺乏工程化的科技成果,支撐國家環(huán)境監(jiān)測的技術體系、標準和方法亟待完善。

  “國家的環(huán)境光學發(fā)展對安光所寄托了重任和希望,我和我的團隊需要做好的事情還有很多很多?!闭f這話時,劉文清想到的依然是科研工作者的責任。

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作者:靳萱     責任編輯:張禹