周少奇：从微生物里找出水污染的克星

实习生 张 楠 科技日报记者 何星辉

他突破国际上生物脱氮研究领域120余年无法逾越的难题，让自己的新技术推广应用于城市污水、炼油废水、垃圾渗滤液和农村污水等领域的污水治理工程。

正是微生物催生了奇妙的反应，中华民族的祖先酿造了美酒琼浆，古埃及人做出了美味的面包。而他，则从中破解了水污染的治理密码。9月3日，在2019年度贵州科学技术奖励大会上，他从贵州省委书记孙志刚手中接过了最高科学技术奖的证书。从台下走上颁奖台，只有几米之遥，但他的科研之路，却整整走了20多年。

突破国际上生物脱氮研究领域120余年无法逾越的难题，让自己的新技术推广应用于城市污水、炼油废水、垃圾渗滤液和农村污水等领域的污水治理工程，他以科技之手，描摹美丽中国。

他就是周少奇，贵州科学院副院长。

“跨界”科研让他灵光一闪

中国著名科学家钱学森晚年提及创新人才培养时，曾回忆起自己年少时既学理科又学绘画和音乐的经历，他认为艺术上的修养对他后来的科学工作很重要，开拓了他的科学创新思维。

这就是“跨界”的妙处，对此周少奇深有体会。作为理工男的他，从中学时代就对哲学、历史比较感兴趣。从本科到博士后，周少奇横跨了化工机械、工程力学、发酵工程和生物化工等几大专业，成为我国发酵工程学科培养的第一位博士后。

之后，周少奇将研究方向锁定在环境工程上。1996年，周少奇到香港大学从事环境生物技术方向的博士后研究，在导师方汉平教授的指导下，从未涉足过环境专业的他，从环境污染与治理的基本概念学起，一边看教科书，一边做实验，很快就入了门。

早在20世纪80年代，随着我国开始新一轮的工业化进程，周少奇就注意到了日趋严峻的环境问题。尤其是不断推进的城市化进程，让城市污水的排放量迅速增加，但在相当长的时间里，全国城市污水处理率仅为50%左右，由氮磷超标引起的水体富营养化日益突出，而传统工艺同步脱氮除磷效率严重偏低，往往还需辅以化学药剂，容易造成水体污染。

面对污水中氮磷处理这一技术瓶颈，有没有可能另辟蹊径？这时候，跨学科研究让周少奇灵光一闪。

周少奇说，只要环境适当，一个细菌在昼夜间可以繁殖出数十亿个。微生物和人一样，维持生命也需要消耗营养物质，包括有机物、氮、磷和其他营养元素，甚至微量元素。如果能从微生物中找到氮磷克星，一切便迎刃而解了。他坚信，将之前所学的生物技术应用到环境工程上，一定会找到一个突破口。

翻越一座百年科技高峰

周少奇的跨学科背景，果然发挥了意想不到的作用。通过脱氮微生物，周少奇率先在高氨氮垃圾渗滤液里看到了神奇的功效，然而，传统理论和教科书并不能完全解释他看到的现象，即有微生物能以氨氮为电子供体、硝氮为电子受体实现生物脱氮转变为氮气，他将其命名为“硝反硝”反应。周少奇不知道的是，他无意间发现的，正是近20多年来风靡学术界的厌氧氨氧化反应，遗憾的是，当时找不到相关参考文献，导致他未能及时发表论文。

1998年，经过1000多个日夜的实验和分析，周少奇在国际上率先提出了具有跨时代意义的理论——生物脱氮电子计量学。此后10年间，他不断研究和摸索，相继获得了生物脱氮过程的一系列电子计量方程和系统计量模型，解决了国际上生物脱氮研究领域120余年无法逾越的难题，为环境污染治理、水体富营养化控制与生物脱氮研究与应用提供了理论基础。

由于周少奇的研究太超前，在相当长时间里，他遇到了前所未有的困难，不过即便到了拿工资倒贴科研的份上，周少奇也从未有过丝毫退缩的念头。来自外界的质疑之声，也并没有中断。从理论到应用，还有很长的路要走。周少奇面临一个现实的问题是：如何证明自己。

不怕吃闭门羹，周少奇主动找设计院和企业合作。这样，理论很快变成了图纸，由此衍生出的一系列新工艺和实用技术，被应用于全国20余个省区的实际工程中，并取得了巨大的经济效益和环境效益。2009年，周少奇主持研发的“含氮有机废水生物脱氮新技术与工程化应用”项目荣获国家科技进步二等奖。去年，周少奇问鼎何梁何利基金科学与技术创新奖，成为继宋宝安院士之后的贵州第二人。

“被逼上梁山”的周少奇无意间打通了科技创新的全链条，这也是他特别看重创新链条和创新生态的原因所在。他眼中的“技术创新链”或“链式科技创新”，涵盖了科学理论创新、技术原理创新、工艺创新、设备研制、装备研发、工程示范、产业化应用等诸多环节。“很多的科研成果之所以走不出实验室，就是因为没有打通成果转化的最后一公里，没有打通创新链中的‘堵点’。”周少奇说，对于工程学科而言，有价值的学术成果要先实现“六化”（即工艺化、设备化、装备化、工程化、产业化、社会化），才能最终实现实用化。

大地才是真正的实验室