躬耕科研志不休

——记中国科学院长春应用化学研究所研究员李壮博士

本刊记者  祝传海     

    人类文明发展到今天，人们越来越关注自身的健康和安全问题,厕所问题已引起各国政府的重视。2013年7月，联合国大会全体成员一致赞同通过由新加坡、中国、俄罗斯等近百个国家共同提案决议：将每年的11月19日设立为“世界厕所日”，以推动安全饮用水和基本卫生设施的建设，倡导人人享有清洁、舒适及卫生的环境。

    如今，水冲厕所在世界范围内发达地区已经相当普及，它对于改善人类的生活环境，防止粪源性疾病的流行起到了重要作用。但建设水冲厕所的前提，是需要建设投资庞大的自来水以及污水管道网络配套系统、管道维护以及技术复杂昂贵的高耗能污水处理运营系统。如果上述系统处理不当，水冲厕所也会成为污染环境的一个主要根源。中国科学院长春应用化学研究所电分析国家重点实验室副主任、研究员、博士生导师李壮就是一位从小小厕所着手关注环境大问题的科学家。

    为解决贫困人群的方便、城市公共厕所蹲位不足等问题，李壮教授及其团队适时提出了“零污染、零感染、零废弃物排放，变废为宝”的人类如厕解决方案。该方案采取了将大小便分别密封在不透明可降解塑料袋或容器中然后集中处理的方式，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。且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。原则上这一方案及其发展可用于解决任何多人同时如厕，有可能解决世界上25亿多没有卫生厕所人的如厕问题，有可能解决更多没有卫生间的家庭在室内大小便的问题。而方案实施的关键是人们观念及收集和后处理系统的建立。

    李壮博士说，由于人们每天小便次数远多于大便次数，人们完全可以形成早晨或晚上在家中解决大便问题，白天上班、上学在公共厕所只解决小便的习惯 (拉肚子等特殊情况例外)；这样，如果用尿瓶或尿袋（女性需要增加导流器。可以就地取材，用剪刀将较小口径的饮料瓶剪成导流器。方便携带、可重复使用；更方便的男、女用便携式尿袋正在研制之中），只要有隐秘的地方，就可以解决问题，然后在适当的时间将尿液倒入公共厕所或下水道，并将尿瓶重复使用。因此，即便是在收集和后处理系统未建立之前，这一方案及其改进，无需大量资金投入，甚至无需对现有厕所、卫生间进行建筑结构改造就有可能解决农村城镇学校如厕问题；有可能解决没有卫生间的家庭在室内大小便的问题；有可能解决城市公共厕所蹲位不够的问题。但要求人们习惯新的方便方式。本方案目前就可以节约人类巨量的冲厕用水，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。

    据李壮博士介绍，方案的进一步研究和发展，则有可能解决各种场所，包括火车、汽车、船舶、演出、集会、景区、公园、街道甚至办公室等地方人们的方便问题。有可能解决如地震、洪灾、风灾、停水等紧急状态人们的如厕问题。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；这一方案的延伸，还有可能同时解决餐厨垃圾及禽畜粪便对环境的污染。这一方案的进一步研究、发展和实施，将是人类继水冲厕所后的又一次变革，建议国家设立重大研究专项。

    除关注人类如厕这一健康问题，近年来李壮教授还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；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；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；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；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。