张懿:科技报国的绿色先锋
在辽宁辽阳文圣区的人文谱系中,张懿以其卓越的科研成就与矢志不渝的家国情怀,成为一颗耀眼的明星。她从东北大地走来,凭借坚定的信念与不懈的努力,在绿色过程工程与环境工程领域开疆拓土,为我国的可持续发展事业立下了不朽功勋。
1939年6月,张懿出生于黑龙江省牡丹江市,祖籍辽宁辽阳文圣区。她成长于一个重视教育的家庭,自幼便展现出对知识的强烈渴望和超乎常人的学习天赋。在辽宁省实验中学就读期间,张懿成绩优异,尤其在数理化等学科上表现突出,为日后投身理工科研究奠定了坚实基础。1958年,她以优异成绩考入东北工学院(现东北大学)理学系冶金物理化学专业,自此开启了在科学领域的探索之旅。
大学时代的张懿,全身心地投入到专业学习中。冶金物理化学是一门融合了物理、化学与冶金工程知识的交叉学科,学习难度极大。但张懿凭借着坚韧不拔的毅力和对知识的执着追求,在课堂上认真聆听每一堂课,课后泡在图书馆和实验室,反复钻研专业书籍,进行各种实验操作。她不仅熟练掌握了专业知识,还培养了严谨的科学思维和扎实的实践能力,多次在学科竞赛和考试中名列前茅,成为老师和同学们眼中的学习楷模。
1963年,张懿从东北大学毕业,凭借出色的成绩和综合素质,被分配到中国科学院化工冶金研究所工作,担任助理研究员。初入研究所,张懿便参与到一项极具挑战性的工作——湿法冶金提铀研究。当时,我国在这一领域的研究尚处于起步阶段,面临着诸多技术难题和设备短缺的困境。但张懿没有丝毫退缩,在著名化学工程学家、湿法冶金学家陈家镛的悉心指导下,她迅速投入到工作中。为了获取准确的实验数据,张懿常常在条件艰苦的实验基地一待就是数周,与同事们一起克服了一个又一个困难。尽管由于历史原因,该项目最终被迫停止,但这段经历让张懿积累了宝贵的科研经验,也让她更加坚定了在科研道路上探索的决心。
20世纪70年代末,随着我国工业的快速发展,环境污染问题日益凸显。张懿敏锐地察觉到,传统的工业污染治理方式已无法满足社会发展的需求,必须开拓新的研究方向。于是,她率先在国内将资源材料化学化工的最新成果和研究方法融合渗透到环境工程学领域,提出了资源再生循环与无害化技术相结合的积极治理路线。这一创新性的理念,打破了传统学科之间的壁垒,为解决工业污染问题提供了全新的思路。
在重金属污染控制与资源综合利用方面,张懿开展了一系列深入研究。她聚焦镍基合金电解泥这一废弃物,通过大量实验和理论分析,研发出还原氨浸法处理技术。该技术能够高效地从镍基合金电解泥中回收有价值的金属,同时降低其对环境的污染。1980年,“还原氨浸法处理镍基合金电解泥”项目荣获国家技术发明奖三等奖,这不仅是对张懿科研成果的高度认可,也为我国在废弃物资源化利用领域树立了典范。此后,张懿团队再接再厉,针对高温合金电解泥开展研究,成功实现了综合回收和环保治理,相关成果于1988年获得国家科学技术进步奖二等奖。这些成就的取得,使张懿在国内科研界崭露头角,也让她更加坚定了在资源与环境交叉领域继续探索的信念。
20世纪90年代,随着全球对环境保护的关注度不断提高,可持续发展理念逐渐深入人心。张懿深刻认识到,工业污染治理必须从末端治理转向源头控制和全过程污染控制。她率先提出了“清洁工艺”的研究方向,并将重污染的铬化工作为传统重化工业绿色化的切入点。铬盐是重要的基础化工原料,但传统的铬盐生产工艺存在能耗高、污染严重等问题,尤其是产生的大量铬渣含有剧毒的六价铬,对环境和人类健康构成了巨大威胁。
张懿与化学工程学家李佐虎合作,率领课题组承担了“铬盐清洁生产技术研究与开发”项目,这也是我国在国家攻关立项的第一个清洁生产项目。为了攻克这一世界性难题,张懿和团队成员们付出了巨大的努力。他们深入研究铬盐生产的每一个环节,从化学反应机理到工艺流程优化,从设备选型到工程放大,都进行了细致的分析和实验。在研发过程中,张懿每天在充满化学毒性的环境中连续工作十几个小时,重复着成千上万次看似单调、枯燥的实验。她经常和年轻同事们一起吃睡在车间,亲自参与从设计到设备安装再到试车的全过程,不分昼夜地工作。即使累得病倒在现场,她也一边治疗一边坚持工作。
经过多年的不懈努力,张懿团队终于取得了重大突破。他们创新性地开发出“液相氧化法生产铬酸钠”技术,通过引入高化学活性的液体参与反应,增加反应物之间的接触表面积,大大提高了反应效率。采用新反应工艺后,工业废渣中的铬含量从传统焙烧工艺的5%左右降低到0.5%至0.7%,渣量降为原来的1/5,铬回收率超过99%。在此基础上,团队进一步优化工艺,将反应介质调整为氢氧化钾亚熔盐体系,使反应温度和碱的浓度都大幅下降,成功解决了工业放大问题。2002年,在河南义马成功建成万吨级铬盐清洁生产产业化示范工程,形成了铬铁矿资源综合利用与铬渣近零排放的生态工业新模式,该技术被誉为铬盐行业的“技术革命”。2005年,“铬盐清洁工艺与集成技术”荣获国家技术发明奖二等奖,张懿也因在该领域的卓越贡献,于2006年获得何梁何利基金科学与技术进步奖——技术科学奖。
进入21世纪,张懿继续在绿色过程工程领域深耕细作,拓展研究边界。她带领团队围绕资源生态化利用的原子经济性反应新过程、多元复合体系绿色分离基础、清洁生产工艺技术、环境工程与循环经济技术等方向开展了一系列基础与应用开发研究,完成了从基础研究到工程应用的全过程。
在低品位含镍复杂矿生物冶金新过程研究中,张懿团队利用微生物的代谢作用,实现了对低品位矿石中镍等金属的高效提取。这一技术不仅降低了生产成本,减少了对环境的破坏,还为我国矿产资源的可持续开发利用提供了新的途径。在废弃物资源化技术方面,针对重金属毒性废弃物,张懿团队研发出一套资源化 - 再生循环技术,通过物理、化学和生物等多种手段,将废弃物中的重金属转化为有价值的产品,实现了废弃物的减量化、无害化和资源化。
张懿还积极推动CO2催化工程的研究,探索将CO2用于纳米催化反应、亲电子反应以及工业应用的可能性。她深知,CO2的减排和资源化利用是应对全球气候变化的关键。通过研究,她带领团队开发出一系列高效的CO2催化转化技术,为实现“双碳”目标贡献了智慧和力量。
张懿不仅是一位杰出的科学家,还是一位优秀的教育工作者。她深知人才是科技发展的第一资源,因此始终将培养优秀科研人才视为自己的重要使命。截至2017年,她在中国科学院过程工程研究所、天津大学和东北大学等高校和科研机构,培养了博士研究生60余名,硕士研究生30余名,这些学生如今已成为我国绿色过程工程与环境工程领域的中坚力量。
在培养学生的过程中,张懿注重培养他们的创新思维和实践能力。她鼓励学生积极参与科研项目,在实践中锻炼自己解决问题的能力。她经常与学生们一起讨论科研问题,分享自己的科研经验和心得体会,激发学生的科研兴趣和创新热情。她严谨治学的态度和精益求精的精神,深深地感染着每一位学生。学生们遇到困难时,她总是耐心地给予指导和帮助,不仅关心他们的科研进展,还关注他们的生活和成长。在她的悉心指导下,许多学生在学术研究中取得了优异的成绩,发表了一系列高水平的学术论文,并获得了多项科研奖励。
张懿在科研领域的卓越成就,为她赢得了众多荣誉和广泛的社会认可。1988年,她荣获“国家有突出贡献中青年专家”称号;2001年,获中科院首届“十大女杰”称号;1999年,凭借在绿色过程工程与环境工程领域的突出贡献,当选为中国工程院院士,隶属于环境与轻纺工程学部。此外,她还担任了中国有色金属学会副理事长等社会职务,积极为行业发展建言献策,推动我国相关领域的技术进步和产业升级。
面对诸多荣誉,张懿始终保持着谦虚谨慎的态度。在她看来,这些荣誉不仅仅属于她个人,更属于她所在的科研团队,属于所有为我国科技事业发展默默奉献的人们。她将荣誉视为一种责任和动力,激励自己在科研道路上不断前行。
如今,虽已年逾八旬,张懿依然活跃在科研一线。她每周坚持到办公室工作,关注国内外科研动态,指导年轻科研人员的工作。她常说:“只要我还能工作,就要为国家的可持续发展贡献自己的力量。”她的话语朴实而坚定,展现了一位科学家对科研事业的无限热爱和对国家、对人民的高度责任感。
张懿院士的一生,是为科学事业不懈奋斗的一生,是为我国绿色发展事业无私奉献的一生。她以坚定的信念、卓越的智慧和顽强的毅力,在资源与环境领域开辟出一条绿色发展之路,为我国传统产业的绿色化提升和循环经济建设作出了不可磨灭的贡献。她的科研成就和奉献精神,将永远激励着后来者在科学的道路上奋勇前行,为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献自己的力量。