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变废为宝的化学传奇

    发布时间:2013-12-25

——记中国科学院长春应用化学研究所李壮博士

本刊记者 祝传海

  
  “冲水厕所是都市和城镇化的标志,也是近代人类文明的象征。由于冲水厕所建设需要投资庞大的建筑管道网络配套系统、管道维护及技术复杂昂贵的高耗能污水处理运营系统,冲水厕所的数量和位置受到限制,世界上只有在比较发达地区得到普及。”如何解决贫困人群的方便问题,如何解决城市公共厕所蹲位不足问题,如何解决冲水厕所造成的水环境污染和资源浪费问题等,是李壮研究员最关心的问题,他一直为之努力:从建议到方案,再到如愿实施。
  李壮,1983年毕业于延安大学化学系;1987年在中国科学院长春应用化学研究所获高分子化学专业理学硕士;1991年获中国科学院长春应用化学研究所分析化学专业理学博士。1991-1993年在吉林大学光化学研究室做博士后;1993-1995年在德国Jena分子生物技术研究所分子细胞和电子显微学实验室做客座科学家;1995年至今,在中国科学院长春应用化学研究所,从副研究员到研究员、电分析化学开放实验室副主任、电分析化学国家重点实验室副主任、博士生导师、中国科学院大学教授。李壮的化学求学科研之路历经18载,如今的他仍在路上。
  李壮提出了利用原子力显微镜制作基因组DNA高分辨物理图的概念,改进和发展了DNA、单链DNA及DNA/限制性内切酶络合物样品制备方法;获得了限制性内切酶EcoRI在DNA质粒pBR322上酶切点和星号活力高分辨物理图;并为发展快速、精确、简便的用于解决大规模DNA测序中排序与组装困难的高分辨物理图提供了可能。李壮还组织研制成功了高效节水渗灌溉,为解决农业灌溉缺水及废旧橡胶、废旧高分子材料对环境污染问题做出了贡献。他还提出利用纳米点样笔技术和纳米粒子搬动技术,制作直径、长度、形状、种类可控纳米导线及纳米阵列电极方法,为直接实现纳米器件的连接和纳米电化学器件的制备提供了可能。同时提出了将样品浓缩到微米、纳米斑点,为实现超高灵敏拉曼、表面增强拉曼、荧光及发光等检测奠定了基础。
  经过多方验证、做了大量的研究,李壮提出了“零污染、零感染、零废弃物排放,变废为宝”的农村城镇学校如厕解决方案。这一方案无需复杂昂贵的管道网络配套系统,甚至无需专门的建筑设施,人们也可以在临时隐秘的空间“方便”,“方便”后该空间还可恢复原有功能。该方案使用方法简单,成本低,既解决了臭味问题,也解决了蚊蛆苍蝇、寄生虫及交叉感染问题。这一方案及其改进,目前就有可能解决农村城镇学校如厕问题、有可能解决世界上25亿多没有卫生厕所人的如厕问题、更有可能解决没有卫生间的家庭在室内大小便的问题。方案无需大量资金投入,甚至无需对现有卫生间进行建筑结构改造就有可能解决目前城市公共厕所蹲位不够的问题。还可以彻底解决治疗发病死亡人数远远超过所有癌症死亡人数的心脑血管病的最重要的救命溶栓药——尿激酶的尿源问题。方案的进一步研究和发展,还有可能利用所收集的粪便生产饲料、肥料、燃料、沼气或生物制品,从根本上解决粪便和化肥对环境的污染及水污染问题、有可能解决土壤因大量使用化肥而退化问题,为农业可持续发展提供基础、有可能彻底解决粪便的交叉感染,为人类健康提供保障、有可能解决冲水厕所造成的巨大水资源浪费和能源浪费,大大降低水处理厂生活污水处理成本。方案的延伸,还有可能同时解决餐厨垃圾及禽畜粪便对环境的污染。方案的进一步研究、发展和实施,将是人类既水冲厕所后的又一次变革,并建议国家设立重大研究专项。
  本着因地制宜、就地取材等的原则,李壮的“如厕”方案,从小窥大,“方便”问题说来是小,但衍生和涉及到的面其实很广,我们希望在未来能够看到这“小”问题能避开资金、建筑结构和空间限制等等问题的同时能够更好的得到解决,为推动我国卫生环保做出自己的贡献。我们希望李壮的梦想早日变成现实。

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