文/本刊记者雷蕾 图/受访者
“天地之大,黎元为先。”人民的需要和呼唤,是科技创新的出发点和着力点。70年来,“民本”思想一直就是最温情的画笔,勾勒出湖南科技事业砥砺前行的方向。
70年,我们的生活可以发生怎样的改变?
三湘四水,因水而美,因水而兴。湖南的水环境,从20世纪50年代的“淘米洗菜”,到20世纪60年代的“水质变坏”,再到20世纪70年代的“鱼虾罕见”,20世纪八九十年代的“洗不净马桶盖”,直至“新世纪重回水清岸绿来”,生动的民谣讲述了湖南水体环境由好变坏、再由坏到好的演变过程。而民谣的背后,是湖南人民为建设天蓝、地绿、水净的美好家园,在解决重大环境问题上所做的种种努力。
“人生七十古来稀”曾是人们对长寿的奢侈向往,如今鹤发童颜、精神矍铄的长者在街头比比皆是。在湖南,一代代医疗卫生工作者围绕危害人民健康最严重的疾病开展防治研究,取得了一系列科技成果,也让人均预期寿命由1949年的35岁增长到2018年的76.7岁。妇女和儿童健康提前实现联合国千年发展目标,孕产妇死亡率、5岁以下儿童死亡率和婴儿死亡率持续下降。出生缺陷发生率连续四年下降。
1998年的灾害性洪水、2008年的低温雨雪冰冻灾害、2017年的超历史暴雨洪水……这些自然灾害给三湘人民带来了难以忘怀的记忆。但在灾难中,霸得蛮的湖南人从不畏惧,70年来,气象科学、地震科学等各行业领域科技创新成果不断涌现,如灾害监测预警预报系统更加健全,预报预警覆盖面逐年扩大,准确率和时效性大幅提升,为人民的生命财产安全筑起了一道坚固的安全堤坝。
此外,从智能交通到食品安全监控、从生物技术到海洋开发、从公共安全保障到资源高效开发……一批社会发展领域的重大科技成果的推广应用在服务百姓、改善民生过程中发挥了重要作用,不断提升着三湘人民的生活质量和幸福指数。
科技创新从来没有像今天这样深刻影响着人民生活福祉。而让湖南人民越来越幸福的这些科技创新,许多都是从“小”开始的。
2019年9月,生态环境部公布全国首批100个“最美水站”名单。完全采用力合科技(湖南)股份有限公司(下称“力合科技”)水质自动监测设备和集成系统的长沙三角洲站点位列其中。位于浏阳河北岸、长沙开福区滨河南路风光带的三角洲站点,与荫荫绿树相伴,无时无刻不在倾听着河流的低语。
“监测站仿若河流的‘听诊器’,既能查污染‘病因’,又能探污染‘病理’。”在力合科技化学分析部主管黄海萍看来,环境监测是环境污染事前预警、事发后应急处置、污染治理成效事后评价的基础,贯穿环境保护的始终。
而力合科技的水质自动监测设备,为浏阳河重现碧波荡漾,做出了自己的努力。
发源于大围山、弯过了九道弯的浏阳河是湘江长沙段最大的一级支流,它是逶迤秀美、流淌着音符的河流,也是让三湘人民自豪与骄傲的河流。但随着城市工业的不断发展,浏阳河沿线的开发力度不断增大,浏阳河水体自净能力下降,水质明显下降,常年为Ⅴ类或劣Ⅴ类。浏阳河三角洲断面显得又黑又脏,成了广受人们诟病的“黑水河”。
浏阳河被污染所侵袭,湘江自然也难以独善其身。湖南省水质监测部门对湘江43个河段进行的一次监测显示,只有11个河段水质在Ⅲ类标准以内,达标率仅为25%。
2013年,湖南省政府把湘江保护和治理列为“一号重点工程”,决定以“堵源头、治调并举、巩固提升”为阶段目标,连续实施三个“三年行动计划”,长沙市政府将浏阳河水污染防治作为“一号重点工程”的重中之重。
从2016年起,由力合科技建设的浏阳河水系20个省控断面水质自动监测站就如同“天眼”,时刻关注着浏阳河干支流的水质状况。
走进长沙三角洲水质自动监测站,一百多平方米的屋子里设有仪器间、质控间和值班室。其中,在仪器间,满满当当的“铁箱子”整齐地排列着。
这些“铁箱子”就是力合科技的水质监测仪器,它们组合在一起,就成为了能对水环境质量控制断面进行实时自动监测,并将水质状况数据上传到自动监测平台,实现实时预警水质状况的自动监测系统。监测系统由集成采水子系统、预处理及配水子系统、分析检测子系统、数据采集与传输子系统等组成。“分析检测子系统设备配置了水温、pH值、电导率、溶解氧、浊度、氨氮、高锰酸盐指数、总磷、总氮、砷、铅、镉等多个项目监测指标,监测频次每4小时1次,特殊情况下可实现每小时1次,实现对浏阳河三角洲断面水质全自动监测。“环境监测人员可以通过手机客户端接收、调阅水质监测数据,一旦出现异常,系统便会立即发送预警信息,方便有关部门及时采取措施。”力合科技副总经理文立群介绍,这套系统是公司集成创新的成果,它不仅改变了传统的水质监测方式,也为政府改善浏阳河水质提供了强有力的技术支撑。
多年前,传统的水质监测只能靠人工作业,不仅耗时耗力,还常常成为水质异常情况紧急处理的掣肘。
“以前我们需要坐船到浏阳河断面的中间采样,一旦碰上严寒时节,河面温度比地面还低,还不能穿着厚重的棉袄,因为这样会行动不便而影响操作。”一位环境监测站的工作人员坦言原来工作起来效率极低,“仅采样就要花3个小时,样品采集回来之后紧赶慢赶送到实验室,五六个工作人员就得赶紧进行检验并分析数据,其间也需要耗费3个多小时。之后,再由2名专门负责总结的工作人员根据检测数据形成汇总报告,这样一来我们早上接到的任务,往往要到傍晚才能出结果。”
那么,这套水质自动监测系统是如何将采样、预处理、分析检测等功能“装”进这些小小的设备的?“我们采用模块化、小型化、通用化设计,将紫外可见分光光度法、气相色谱技术、离子选择性电极法等成熟的实验室检测方法‘挪’到了一台台水质分析仪中,它们分工合作,如基于气相色谱技术的分析仪可以监测挥发性、半挥发性有机物等物质,基于离子选择性电极法的分析仪可监测的参数有氨氮、氟化物、氯化物等因子。而这一台台仪器又集成在一个上层工业自动化控制系统中,形成了一整套水质自动监测体系。”文立群介绍道。
一个个单看并不复杂的应用创新集成一个系统,一个个子系统再集成一个监测体系,力合科技以“小”聚“大”,让浏阳河水质监测变得简单而智能。
“2017年春节期间,湘江国控考核断面(三角洲)污染数据下降明显,说明生活污水直接影响浏阳河水质情况;浏阳河干流双桥港下游至三角洲氨氮、总磷等指标数据较低,三角洲站点基本能达到Ⅲ类水标准,表明水体自净能力较强……”这是水质自动监测站在通过对监测结果的上升趋势或突变数据进行分析后,掌握的水质变化规律。“在直观的数据面前,环保部门就可以有针对性地采取联防联控联治措施,如在污染严重的地区实行排口全面截污、污水处理厂扩容提质等。”黄海萍说。
有了准确的数据参谋,“靶向治理”浏阳河污染源的工作也开展得如火如荼。近两年,长沙市各级共投入14.2亿元,对44处直排口进行整治改造,完成6个城乡污水处理建设和1个污水处理厂扩建,配套建设乡镇污水处理厂管网132公里,完成国祯、长善垸、敢胜垸污水处理厂提标改造工程……长沙市水利局数据显示,2018年,浏阳河入湘江口年度水质自2004年有监测数据以来首次达到综合Ⅲ类标准。2019年1月至8月,长沙市26个国、省控监测考核断面水质优良率100%,水质明显改善。
长沙三角洲水质自动监测站入选全国首批100个“最美水站”名单
力合科技研发的水质检测船
以科技力量守护湖湘的绿水青山,不是力合科技“一个人在战斗”。高校和科研机构也走在变“污”为“宝”的技术创新前沿:中南大学冶金与环境学院院长柴立元教授团队研发的“重金属废水生物制剂法深度处理技术”在我国包括铅锌铜龙头企业在内的200余家企业得到推广应用,年处理废水过亿吨;“有色冶炼含砷固废治理与清洁利用技术”取得的系列成果,使得选择性脱砷率达97.42%,在湘江流域乃至全国实现了大规模推广应用;获得2018年度国家技术发明奖二等奖的“冶炼多金属废酸资源化治理关键技术”在国际上首次实现了废酸中有价金属高效分离与直接回收,金属回收率高达96%以上,废酸回收率90%,危废量较国际现行方法削减90%以上。
政府也在行动。2013年,湖南省在全国率先实施政府采购两型产品政策,增强绿色发展理念在科技资源配置中的导向作用,进一步提高生态效益在项目评价指标体系中的权重。将绿色发展作为基本原则,纳入《关于贯彻落实创新驱动发展战略建设科技强省的实施方案》和《湖南创新型省份建设实施方案》中。近五年来,湖南省科技厅在绿色技术重点领域新组建了18个省重点实验室、13个省工程技术研究中心、2个产业技术创新战略联盟。深入推进国家科研任务和全省绿色技术创新的有机结合,获批“水资源高效开发利用”等国家重点研发计划专项项目9项,争取国拨经费近1.8亿元。启动实施区域性环境治理科技创新工程,近五年投入2.2亿元,在湘江流域重金属污染防治、黑臭水体治理、洞庭湖生态修复等重点难点方向,攻克了一批关键技术。
多措并举显成效。2018年,全省地表水评价省控考核断面中达到或优于Ⅲ类水质标准的断面占比由2016年的89.7%提高到94.5%;全省14个市州所在城市平均优良天数比例由2016年的81.3%提高到85.4%。
省妇幼医务人员正在进行基因测序实验工作
家住湖南省凤凰县的龙秀梅(化名)两口子记不清自己是多少次怀抱希望又满是失望了,七次妊娠,七次流产,让这个渴望孩子的家庭伤痕累累。
不甘心的龙秀梅决心弄清楚自己复发流产的原因。于是,夫妻两人来到长沙,边打工边看病。
“我们发现龙秀梅的叶酸利用度存在高度风险,于是为她制定了个性化增补叶酸的方案,将她每日的叶酸服用量从常规的0.4毫克增加到5毫克,但即使如此,她的同型半胱氨酸(Hcy)水平一直降不到正常范围。”湖南省妇幼保健院(下称“省妇幼”)副院长、遗传优生科主任医师王华解释,人体内缺乏叶酸就会使得Hcy不断聚集,而叶酸利用能力受遗传因素影响,如果是与叶酸代谢相关的酶活性偏低(即相关基因变异)的人,即使按常量补充叶酸,机体叶酸水平也会不足,“而女性妊娠期间体内如果叶酸不足就容易造成新生儿神经管发育畸形甚至流产。”
居高不下的Hcy水平,让龙秀梅的第八次妊娠依然以失败告终。
孩子虽然没保住,但龙秀梅似乎看到了希望。“病因已经知道了,只要对症下药,总会成功的。我们相信王大夫。”面对病人的信任和期盼,王华团队深感重任在肩。在经过反复讨论、研究,团队决定将龙秀梅的孕前叶酸增补量调整至每日15毫克。
这一次,龙秀梅的Hcy水平降到了正常范围。2018年,龙秀梅生下了一个健康漂亮的宝宝。“我非常感谢省妇幼的王华医生,她在我人生最绝望、最彷徨无助的时候给了我希望、给了我信心!”
这也是叶酸的力量。就是这重量微乎其微的叶酸,让千千万万的新生儿从此远离出生缺陷,健康幸福地来到这个世界。
0.4毫克,这是备孕女性和孕早期女性每天需要补充叶酸的数量。这个数字,是北大医院原名誉院长严仁英教授在20世纪90年代提出的。
20世纪80年代,严仁英在调研期间发现,导致围产儿死亡的首要原因是神经管畸形。1990年,由严仁英负责实施的“中美预防神经管畸形合作项目”研究结果显示,每天只要给孕妇补充0.4毫克叶酸,就可以有效减少85%的神经管畸形发生率。
从1996年起,在原卫生部推动下,备孕女性补充叶酸在全国范围内普及。从2009年开始,湖南省全面实施妇女孕前和孕早期免费增补叶酸工作,预防神经管畸形,建立了多渠道发放途径。近年来,全省神经管畸形发生率已大幅下降。
然而,0.4毫克的叶酸补充量并不适用于每一个人。遗传体质的差异导致了机体对叶酸利用能力的差异,因此叶酸增补需要因人而异。“自2009年起,我们就一直在持续不断地开展叶酸代谢障碍的诊断与个体化防治研究,建立了叶酸代谢障碍筛查、MTHER基因(亚甲基四氢叶酸还原酶基因)检测技术平台。”王华指出,叶酸的个性化增补只是湖南省出生缺陷防治工作中的基础环节之一,自20世纪70年代以来,为护佑母婴健康,防治出生缺陷,湖南的医务工作者一直没有停下脚步。
中国“临床遗传学”奠基者、中南大学教授夏家辉院士早在1972年就开展了人类染色体显带技术的研究与应用。1974年,他创建了“遗传咨询门诊”,开展了染色体病的诊断和产前诊断,并从1978年开始向全国推广遗传病诊断与产前诊断技术。1981年,夏家辉等学者研究出用绒毛、羊水细胞为材料,在妊娠2~5个月内完成染色体病宫内诊断的技术,从零开始在全国建立起了“临床细胞遗传学”这一崭新学科。
“要探寻疾病的真相,基础研究不能脱离临床实践。”夏家辉曾在多个场合强调过这一点。在他的倡议下,其研究成果也通过各种培训逐渐在湖南推广开来。省妇幼的雷花香、黄定梅医生正是当时接受培训的成员。1981年,她们在省妇幼创立了遗传研究室(现为遗传优生科)。从1985年起,省妇幼开展绒毛、羊水产前诊断技术服务,开启了染色体病二级预防工作。
王华于1986年来到省妇幼妇产科工作,之后“转战”遗传研究室,从新生儿遗传代谢病的筛查与研究工作起步,开展出生缺陷三级防控主战场的建设。这一“战”,便是近30年。“我们从染色体病二级预防开始做起,不断完善筑牢婚前和孕前、孕期、新生儿三级预防‘防线’,不断健全全省的出生缺陷防治网络,不断进行科研攻关,努力将生命起点的遗憾降到最低。”
在国内较早提出应用孕早、中期血清生化整合筛查,形成湖南省的产前筛查技术方案,推动了唐氏综合征的产前筛查从孕中期向孕早期发展,该种整合筛查手段的检出率为75%~85%,而原有孕早、中期单次筛查的检出率仅为60%;
制定了湖南省产前超声检查技术规范,在国内率先提出孕24周及32周两次胎儿超声检查,相较于单次胎儿超声检查,胎儿畸形检出率提高了10%;
开展的“湖南省苯丙酮尿症新生儿筛查、诊断、质量网络建立和产前诊断研究”获第八届宋庆龄儿科医学奖、湖南省科技进步奖二等奖;
开展的“重大出生缺陷产前筛查诊断网络建立与防治技术规范化应用的研究”获湖南医学科技奖二等奖;
……
“目前已知的出生缺陷超过8000种,其防控工作是世界性难题。目前,我国每年新增出生缺陷有80万~100万例。”累累硕果面前,王华觉得前路任重而道远,“出生缺陷综合防治是一项复杂系统工程,不是靠哪一个医生、哪一家医院就能完成,需要社会各界通力合作。”
省妇幼王华(右二)团队下基层进行遗传咨询服务
实际上,湖南一直将预防出生缺陷、提高出生人口素质列为经济社会发展的重大战略需求和重点工作任务,并于2015年在全国率先出台《湖南省出生缺陷防治办法》,连续3年实施孕产妇免费产前筛查民生实事项目,建立以出生人口为基础的出生缺陷监测模式,推进出生缺陷“八免两救助”项目,统筹推进出生缺陷防治。
根据《2018年湖南省儿童发展状况监测报告》,2018年,全省出生缺陷发生率连续4年下降,全省出生缺陷发生率比2015年回落5.53个千分点。
围绕出生缺陷防治发展前沿,湖南省科技厅2019年击出“重拳”。9月30日,其官网发布《关于2019年度湖南省科技重大专项立项项目的批复》,“湖南省出生缺陷协同防治”项目名列其中,资助金额为5600万元。
省妇幼院长盛小奇介绍,专项围绕三个方向开展协同创新研究,拟实现技术服务和出生缺陷健康知识的人群全覆盖,提出公共卫生防治策略及干预措施,推进“孕前-孕期-出生后”全链条的早预防、早筛查、早诊断、早治疗、早康复自主创新技术与传统技术无缝对接。“我们要在防治出生缺陷这条路上不断钻研,这条路没有止境、没有终点,既然患者以生命相托,医者必当全力以赴!”作为该专项的首席技术负责人,王华的话语中饱含深情而又铿锵有力。
科技在湖南医疗卫生事业发展中一直都是重要的支撑力量。
新中国成立以来,湖南医疗工作者围绕危害人民健康最严重的疾病开展防治研究,先后控制和消灭了天花、黑热病、回归热、丝虫病,基本消除疟疾和麻风病,消除了碘缺乏病。干细胞和治疗性克隆研究、猪胰岛素异种移植、糖尿病细胞免疫分型诊断、红斑狼疮诊治策略及其关键技术的创新与应用等一大批有国际影响力的科研成果造福于民。
此外,湖南省科技厅引导支持卫生与健康科技创新力度也在不断加大。2017年,与当时的卫计委联合设立了“湖南省科卫联合基金”,专门用于支持全省医疗卫生机构开展基础研究和应用基础研究。从2017年开始,累计引导临床创新资金6000余万元,聚焦威胁全省居民健康的常见疾病,加强疾病防控技术研发,开发了一批急需突破的临床诊疗关键技术,大力推动了医疗新技术转化应用于临床,显著提升了全省疾病防治水平。
2016年7月17日,湘西州古丈县默戎镇,暴雨如注。
住在默戎镇龙鼻村第9组的75岁老人石清亮连连摇头,这么大的雨,好多年都没有见过。而让他永远忘不掉的一幕是:当他跨过门口的小溪沟回头望时,巨大的泥浪瞬间吞没了房屋。祖祖辈辈背靠的大山,真的垮了!
幸运的是,石清亮没有受伤。在村干部的组织下,他和村里的500多人都及时进行了转移。呼啸而至的泥石流,及时果断的撤离,无一人伤亡,有媒体称其为“默戎奇迹”。
而“奇迹”的发生,并不是偶然。
7月14日,湖南省气象台就预测“17日到20日间,古丈县将迎来一次强降雨过程”,古丈县气象局立即通过气象灾害预警系统,将强降雨的消息紧急发送到各个相关部门联络人员的手里,面对有可能到来的山洪和泥石流,气象、国土、防汛部门乃至每个村都严阵以待。
“17日凌晨,我们就发布了气象预报产品,指出古丈县有很强的对流云团,指导州、县两级气象部门发布预警;9时58分,我们发布了雷电橙色预警,10时3分发布暴雨橙色预警,10时50分升级为暴雨红色预警,10时50分、11时43分,两次发布针对默戎等区域的防范山洪地质灾害特别提醒。”湖南省气象台副台长陈静静至今仍然清楚地记得当时的重要时间节点。
11时20分,龙鼻村的党员干部、民兵和青壮年挨家挨户排查,迅速按照应急预案有序组织村民撤离。
12时5分,泥石流灾害来临。倾泻而下的泥石流,瞬间冲毁龙鼻村房屋5栋14间。而得益于及时预警和及时撤离,该村居住在距离山体不到100米的危险地带的500多人,无一人伤亡。
“奇迹的背后,是气象、自然资源、应急管理等多部门群策群力、联防联动的结果,每一个环节都不能掉链子。”湖南省气象局国家级首席预报员周慧认为,气象预警是防灾减灾的“第一道防线”,这条防线如今越来越牢固,应归功于科技的进步。
准确的天气预报是做好灾害防御的前提和保证。新中国成立70年来,湖南天气预报技术快速发展,经历了从定性预报、描述性预报向数字化、格点化、基于人工智能的精细化预报升级的过程。
湖南位于云贵高原向江南丘陵和南岭山地向江汉平原的过渡地带,东南西三面环山,中间为低缓起伏的丘岗,北部为平原湖泊,形似一个向北开口的马蹄形盆地。在这样的地理位置和地形地貌条件下,大气抵达后很容易形成涡旋,就像是原本平静的河水流过石头很容易形成湍流,变得难以捉摸,给气象预报员们“看准老天爷的脸”带来了很大困难。
“20世纪90年代,湖南的气象预报员还没用上数值天气预报产品,甚至连计算机都没有。而2001年之前,湖南没有一部多普勒天气雷达,到了2004年也只有长沙的黑麋峰上才有。”在尚无卫星、雷达、数值模式、超级计算机的年代,周慧只能根据天气学的原理和经验,利用天气图来推算冷空气的移动速度、降雨什么时候开始等,有时误差非常大。
那时,天气预报只是以不同的气象观测站这一个点的气温、降水等来代表整个区域的天气情况,“所以当时老百姓从电视上只能看到全省14个市州48小时内的基本天气情况。”陈静静介绍,21世纪以来,随着全省空基、天基、地基三位一体自动化观测体系的不断完善,以及多种数值预报产品的综合运用,天气预报跳出了“定点”框架,走向了“网格化”之路。
“就像地球的经纬线,我们可以把每个城市所在的区域分解成多个‘5公里×5公里’的网格,每个网格的天气情况都有预报。”周慧表示,目前全省已经有8000多个这样的“小”网格,时间上可实现未来10天的逐3小时天气预报。
网格多了,天气预报也越来越准了。2018年,湖南省的24小时晴雨、最高气温、最低气温预报准确率稳步提升,分别达86.11%、78.96%、88.70%,在全国排名靠前。
但湖南的气象科技工作者们并不满足。
湖南是多灾省份,强降水、连阴雨、低温冷冻害等灾害性天气频发,给人民生命财产安全带来极大威胁。而暴雨、冻雨、冰雹等一系列极端天气,其区域性明显,分布并不广泛,而且“来去匆匆”,难以准确掌握踪迹,这使得极端天气预测成了世界性难题。而人工智能的出现,为攻克这一难关加上了重要砝码。
“我们已经开始探索研究人工智能在天气预报中的应用,自主研发了人工智能网格预报平台。”周慧介绍,在2017年汛期,人工智能网格预报平台投入业务运行,该平台让预报员可以将更多精力放在对灾害性、转折性天气的研判上,并将降水、气温、能见度等17种预报产品通过网格化、数字化的形式进行发布,空间分辨率可精确至5公里。“2018年7月,我们又与湖南师范大学信息科学与工程学院联合组建深度学习研发团队,在基于EC模式的气象要素格点预报订正技术研究、气象要素格点预报技术研究、基于深度学习的冬季相态判识技术研究、基于深度学习的强对流天气自动识别技术研究等方面展开攻关,以期能够为湖南防灾减灾工作做出更大的贡献。”
除了筑牢防灾减灾的“第一道防线”,在公共安全和应急技术、社会治理科技创新方面,科技也在展现其创新引领作用。
2016年12月发布的《湖南省“十三五”科技创新规划》明确提出,要围绕突发事件的预防与应急准备、监测与预警、处置与救援等环节,在灾害事故应急救援、消防安全、生产安全、交通应急救援和突发环境事件应急处置等领域,突破关键技术,研发重大应急装备和产品,提升应急与公共安全产业核心竞争力,增强防范和处置突发事件的支撑能力。要针对社会治理面临的重大问题,在国家安全、社会安全、生产安全等领域开展技术攻关和应用示范,针对自然灾害防控面临的重大问题,建立重大自然灾害预测、预防、预警、应急处置四位一体的技术体系。
自“十三五”以来,湖南省防灾减灾工作也交出了令人满意的成绩单:与2006年至2015年均值相比,“十三五”期间,全省年均受灾人口、年均转移安置人口、年均倒损房数量分别下降56%、38%、51%,防灾减灾工作成效显著。
长沙综合气象观测试验基地航拍图
湖南省气象台工作人员正在安装天气现象自动观测仪
2017年之前,或许没有人会想到,听起来“高大上”的“大数据中心”竟然会选择在资兴市落脚。然而,自东江湖大数据中心正式运行以来,其PUE值(电能使用效率值)始终保持在1.16以下,最低值达到1.05,是全球领先、全国最绿色节能的示范云数据中心。
2019年4月的一天,正在深圳市第二人民医院住院的17岁少年刘梓宣(化名)没想到,自己会通过一台移动的显示器和中南大学湘雅二医院国家代谢性疾病临床医学研究中心的李霞教授面对面交流。就在这一问一答间,小刘的病因渐渐明朗,诊治方案也在李霞和当地医院医生讨论的过程中完善起来。
创新,可以让“想不到”变为“看得到”。而汇聚创新资源,基地平台是“强磁场”。在湖南,一大批民生科技领域的创新基地和创新平台有力地托举起三湘人民的“大幸福”。
湖南省资兴市,顾名思义,这是一座因资源而兴的城市。20世纪90年代中期,资兴煤炭年产量达340万吨,生产能力和产量规模达到峰值,资兴成为湖南省重点能源基地。
然而,随着多年来高强度的开采,资兴的煤不再是取之不尽、用之不竭;另外,产业层次低、附加值不高、污染性较大的资源经济型产业特征,也形成了对其他产业的“挤出效应”,逐渐暴露出传统发展模式之“危”。
转型是唯一的出路!1995年,已经看到传统产业呈现衰减之势的资兴开始主动探索社会发展综合实验工作,并于1996年被评为湖南省社会发展综合实验区,1999年又成为湖南省第一个国家可持续发展实验区。
2008年,对资兴的经济社会发展而言是个重要的时间节点。这一年,资兴被列为国家第二批资源枯竭城市;也是这一年,资兴成为全国13个可持续发展先进示范区之一。
变“黑色经济”为“绿色经济”,资兴在转型路上走得异常坚定。
资兴不仅有煤,还有烟波浩渺的一湖碧水。人间天上一湖水,万千景象在其中。诗句中令人心醉的美景指的就是资兴的东江湖。
如何做好水文章?如何走好水资源可持续利用与绿色发展的转型之路?保护和利用这一湖好水是重中之重。
20世纪90年代,网箱养鱼成就了东江湖周边渔民的致富路。但大规模的网箱养殖对东江湖水质造成了一定的影响。有统计数据显示,高峰时,东江湖共有网箱万余口,面积25万余平方米,占东江湖总面积的2%。大量投放饲料、防治鱼病的药物,粪便等排泄物,渔用船只的油污等严重污染了水质。
保护东江湖水资源不受污染成为当地政府和人民的头等大事。2002年,《湖南省东江湖水环境保护条例》正式实施,使得东江湖成为全国首个受专门立法保护的大型水库。
2011年,资兴市开始实施东江湖网箱养殖退水上岸工程。多年来,东江湖网箱退水上岸24.9万平方米,2017年以来拆除非法网箱面积近9万平方米。
网箱上岸了,渔民的生计怎么办?“我们一方面做好渔业增殖放流管理和苗种繁育工作,另一方面积极探索绿色生态养殖技术,实现以鱼净水、以鱼护水的目的。”资兴市水产良种场(下称“良种场”)场长王华雄介绍,自2010年东江湖渔业增殖放流工作实施以来,良种场向东江湖投放了适当比例的鳙鱼、鲢鱼、草鱼等“净水鱼类”受精卵,每年分春片鱼种、夏花鱼苗、冬片鱼种和银鱼受精卵补充投放四批次进行。它们以水中的浮游生物、藻类、有机碎屑为食,起到降低湖水中的氮磷含量、净化水质的作用。
良种场在渔业增殖流放亲本保种和苗种繁育方面已经有了30多年的技术积淀。此外,其还积极引智借力,与湖南师范大学、湖南农业大学等建立了紧密的科研合作关系。良种场副场长刘志辉介绍,自2016年良种场和湖南农业大学联合共建湖南省东江湖渔业可持续发展院士工作站,引进中科院水生生物研究所桂建芳院士团队后,科学家们持续开展了对东江湖渔业的资源调查,为三角鲂、翘嘴红鲌、鳙鱼、鲢鱼、鲫鱼的规范利用研究提供技术支撑。“我们引进了桂建芳院士科研团队的成果——异育银鲫‘中科三号’和‘中科五号’,这些新品种因具有生长快、体色好、抗病性强的特点而具有很好的市场接受度,是非常适宜推广养殖的品种。”
有了院士工作站提供技术支撑,良种场进一步扩大产业规模,“2018年建成投产的苗种繁育基地,可年产各类良种鱼苗8亿尾,苗种繁育和生产能力提升30%以上。”王华雄介绍道。
在绿色生态养殖技术的引进上,良种场也下足了功夫。“我们已经开始探索受控式流水槽养殖模式,并准备于明年开始推广示范。”对于未来,王华雄早已做好规划。
受控式流水槽养殖模式,用刘志辉的话来说,就是让鱼“智慧地在跑道里逆流而上”。这种模式是指在池塘里放置若干流水槽,通过机械造流,在整个池塘里形成环形水流,水流流经水槽,形成“跑道”。“这样能在‘跑道’内对水产品进行集中喂养,又能利用水流将排泄物集中处理,还能通过智能测控系统实现水质监测、氧限控制、投药管理等养殖全过程,养鱼户只要通过手机App就能一键操作。”刘志辉形容通过这种模式养出的鱼为“健美鱼”,“它们每天‘逆流跑步’,身材健美、肉质紧实鲜嫩,不仅经济前景非常可观,水生态修复效益也会大大提高。”
护好一湖秀水,激活好水力量。资兴还用东江湖的水,改写了湖南不适合发展大数据的历史。
东江湖大数据中心
良种场技术人员正在做异育银鲫“中科五号”亲鱼鉴别培训
在工信部公布的大数据中心机房区域布局中,地处副热带高压控制区的华南、华中地区其实是不适合发展大数据产业的“沙漠”地带。
究其原因,发展大数据产业的基础硬件是大数据中心,其运行能耗极高。其中,使用电力驱动散热的设备冷却系统能耗,占到了机房总能耗的30%~50%。“降低散热能耗和实现高效散热,是制约大数据发展的世界性难题。”资兴市科工局信息化办主任李春解释,今年国家出台的《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》规定,新建大型、超大型数据中心的PUE值要低于1.4,但中南地区数据中心的平均PUE值在2.0以上。
在破解节能高效散热难题过程中,自然冷源成为业内首选。东江湖蓄水量81亿立方米,从湖底流出的冷水,年径流量达15亿立方米,水量充足稳定,水质达饮用水Ⅰ类标准,水温常年保持在5℃~13℃,正是理想的冷源。这也让资兴有了发展大数据产业得天独厚的条件。
2017年6月23日,资兴市东江湖大数据产业园被批准成为湖南省大数据产业园,6月26日,首家入园的东江湖大数据中心(下称“大数据中心”)一期工程建成运营,首批3000个机架建成投入运营,金鹰卡通、淘宝、腾讯、云巢科技等十余家企业进驻大数据中心。
在数据中心的运营过程中,确保数据安全是第一要务。“你和朋友一起玩手游,突然你们的游戏都卡住了,不一定是手机的问题,也许是做游戏加速业务公司的服务器断电了。”大数据中心工作人员李志红举了一个简单的例子,来说明数据中心一旦断电中断运行后的损失,“数据中心每宕机一次,造成的损失赔偿平均价格高达240万美元。”
为确保大数据中心设备不中断运行,长沙麦融高科董事长、首席专家廖曙光为项目设计了蓄电池组和柴油机发电两套电力备用系统,准备了湖水直供和集中式冷冻水两套制冷系统,确保在停电、停水瞬时启动备用设施。
“IT设备需要冷水散热降温,但也最需要防水。”因此,项目实施团队选取12℃水温点取水,将航空航天的热管技术“移植”到数据中心,利用微通道热管的高效潜热换热进行机柜冷却,实现常年无动力运行,无冷冻水进入机房,做到高效、节能、安全三不误。
此外,湖水经换热器制取冷冻水为服务器降温,换热后的湖水经密闭管道排放至东江湖下游,全程对湖水水质无影响。
同时,大数据中心整体可用性达到99.99%,还有智能管理系统、消防安全系统、动力环境监控系统、安全访问系统及网络运维团队全天候值班等多重保障,数据安全能得到充分保障。
“近两年来,大数据中心PUE值保持在1.16以下,相比长沙、广州等地的数据中心采用电力空调制冷,项目一年可节约用电2.6亿千瓦时,相当于年节约标煤8.9万吨,减少二氧化碳排放27.7万吨。而且我们把节约下来的电费让利给企业,佣金费用大大低于广东、贵州的大数据中心。”李春的话语中充满自豪。
而正是由于大数据中心的节能、安全,其获得了中国质量认证中心(CQC)增强级(A级)数据中心认证,成为了湖南省灾备数据中心,并被纳入全国首批增量配电业务改革试点项目。
2019年5月,国务院同意郴州以水资源可持续利用与绿色发展为主题,建设国家可持续发展议程创新示范区。目前,湖南省已经把东江湖数据中心集群建设和大数据产业发展作为国家可持续发展议程创新示范区建设的重要内容。而资兴,这座因水而活,因绿色发展而转型腾飞的城市必将在国家可持续发展议程创新示范区建设中肩负起新的历史使命,用可操作、可复制、可推广的有效模式,为全省乃至全国可持续发展议程提供实践经验。
同时,湖南省也在进一步完善全省可持续发展的核心载体,除1个国家可持续发展议程创新示范区外,还构建了8个国家级可持续发展实验区和39个省级可持续发展实验区的可持续发展实验体系。实验区在推动经济社会发展方式转变、生态文明建设、两型社会建设、推进城乡统筹发展、脱贫攻坚等方面做出了大量有益尝试,如郴州永兴的“循环经济”、长沙望城区的“特色小城镇”、株洲石峰区的“绿色转型”等,在全国形成了较大影响力。
“针对病人的情况,我认为要注意其是否存在全身性系统性疾病,建议请血液科、皮肤科的专家会诊。”
“建议再次完善病人的用药史和病史,确认其是否存在先天性问题,必要时需要做基因检测分析。”
“从内分泌的角度分析,我更倾向于是一种外源性的刺激因素在起作用,建议请病人多留一段时间,对其进行严密观察。”
……
中南大学湘雅二医院(下称“湘雅二医院”)内科楼代谢内分泌科的教学会议室里,一场针对疑难病例的会诊正在进行。湘雅二医院代谢内分泌科的谢忠建教授、周后德教授、戴如春教授、刘石平教授等专家悉数到场,并纷纷发表自己的看法和建议。
而这次会诊正被同步“直播”至湘雅二医院国家代谢性疾病临床医学研究中心(下称“研究中心”)10多家成员单位的可实时床旁会诊的移动式“远程病房”平台系统(下称“‘远程病房’平台”)上。
“如果成员单位医务人员有疑问,可以随时通过平台以视频通话的形式与我们进行交流。”研究中心副主任周后德介绍,“远程病房”平台是由研究中心和中迈科技合作研发的一套以电子病历共享为基础,以落实代谢性疾病指南和临床路径为目标的技术方案。
刘梓宣正是该平台的受益者。小刘去年突然食欲大增,脸上、颈部和背部都长了痤疮,颈部还长了黑棘皮,性格暴躁,睡眠欠佳,体重增加了约30斤,在深圳多家医院多个科室反复就诊后也未能明确查明病因。在深圳市第二人民医院就诊时,医生告诉他,“远程病房”平台可以实现“远程查房”,小刘决定试一试。而李霞教授通过与小刘进行视频沟通、问诊,结合检查结果,确诊为极度胰岛素抵抗综合征。
对症治疗后,小刘的各种症状明显好转,近期已逐渐恢复至正常生活状态。
“远程查房”让医者和病人的空间距离变得不再重要。“这改变了原来‘上强下弱’导致的基层看病难、基层医院留不住病人的现象,让部分原来需要转诊的病人留了下来。”周后德表示,该平台也打破了医生只能在上班时间、在医院看病的限制,“通过手机App或者平板电脑连接‘远程病房’平台,我们在出差的路上都可以面对面和患者沟通,为他们诊疗。”
在湘雅二医院院长、研究中心主任周智广教授看来,目前我国糖尿病患者超过一亿人次,而糖尿病的管理主要是以患者自我管理为主,而在基层,有九成糖尿病未合理治疗。远程会诊、查房、远程教学的常态化,不仅可以促进医疗资源下沉、促进基层医学临床水平提升,真正实现医疗优质资源共享,还可以更好地为患者服务,让老百姓看得起病,看得好病。“它开创了我国医联体协同和慢病综合管理的智能新模式,让代谢性疾病的全国同质化诊疗成为可能。”
而无论是“远程病房”平台的建立,还是新模式的运行、同质化诊疗的开展,其基础都源于研究中心自2013年成立开始,一直不断发展完善的协同创新与协作医疗系统。
不同于过去以“单打独斗”为主和“临时性组建团队”的方式,研究中心建立了覆盖全国31个省、自治区、直辖市的47家核心成员单位和400余家网络成员的协同研究团队。“我们以协同研究网络为依托,利用现代信息技术与医疗大数据技术,建立了以代谢内分泌专科电子病历系统、随机系统、干预随访系统为基础的病例信息库,以及与之对接的标准化生物样本库。”周后德表示,正是有了高质量的生物样本库以及结构化的病例信息库,不仅让“远程病房”平台有了海量的数据支撑,更消除了基础研究、技术开发、药物研发与临床应用之间的“巨大鸿沟”。
以药物研发为例。临床试验是新药创制中一段很长的旅程。以前,医院往往要先发布病人招募公告,然后还要完成设计研究方案、设计病例系统等一系列复杂的工作。“现在,我们只要设计筛选模型,就能在病例信息库中快速实现病人的自动筛选。”周后德介绍说,“我们只要点点鼠标,就从系统中迅速找到符合条件的病人,接着只要逐一联系他们,取得他们的知情同意后,就可以快速进行分组干预等研究,大大加快了新药研究进程。”
而得益于协同创新与协作医疗系统的不断完善,研究中心将其科研成果迅速地推广开来。
周后德正在进行“远程查房”,与病人“面对面”交流
2015年,湘雅二医院建立1型糖尿病综合管理门诊,成为全国10家首批试点医院之一。“这是一个以教育为基础的综合门诊,属于预约式就诊,由糖尿病专科、眼科、营养科、康复医学科、心理医学中心、糖尿病教育6个科室专家进行专业指导,为患者提供关于自我管理的知识。”周后德解释,1型糖尿病多发于儿童和青少年,起病急且极易导致严重并发症,患者需终身注射胰岛素。一旦得病,患者和家属往往会背上沉重的思想负担,“我们一方面指导患者从饮食、运动等方面科学地控制血糖、调整胰岛素剂量,另一方面从精神上鼓励患者及其家属建立生活信心,直面这场和糖尿病的‘持久战’,减少并发症的发生,减少致残致死率。”
研究中心数据显示,到2019年,1型糖尿病综合管理门诊共接诊患者3000余人次,且已将1型糖尿病综合管理门诊方案和经验推广到了湖南省14个市州的100家基层医院和全国47家1型糖尿病分盟医院,目前共服务人数1464例,效果良好。
在湖南省打造生命健康科技创新高地的征程中,湘雅二医院国家代谢性疾病临床医学研究中心正在尽全力完成其高能级创新平台的使命。而湖南,已经构建形成了由3个国家临床医学研究中心、34个省级临床医学研究中心和33个临床医疗示范基地组成的覆盖全省的临床医学协同研究网络,为生命健康科技创新高地建设汇聚了重要力量。
为支持临床医学研究创新,为民众提供优质的健康福利,湖南省科技厅不仅率先在全国探索临床医学研究中心建设工作,还在汇聚创新资源,解决重大民生问题上,利用各类创新平台,扎实开展重大疾病协同创新工程。如2016年的省科技重大专项“心脑血管疾病协同创新工程”由中南大学牵头实施,目前已经建立覆盖全省的高血压防治网络,有力解决了基层群众看慢病难的问题;2018年省科技重大专项“人脑重大神经变性疾病和神经发育疾病的分子病理机制研究及应用”以神经变性疾病,包括阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)和神经发育疾病(主要是孤独症)为对象,利用遗传学和神经科学技术来探讨人脑功能调节和相应疾病的基础,发展早期分子诊断和早期干预技术,并实施临床转化和应用。
成果虽然显著,但为了人民幸福健康,为了社会的安宁,科技工作者们依然步履不停,奋斗不息。70年来,无数的科技工作者励精图治、创新求强,以人民幸福为己任,向着“科技改变生活”的目标砥砺前行。70年来,一件件发生在身边的小事,一个个具体可感的改变,不断诠释着“科技让生活更美好”的真谛。
未来不远,未来已来。
湖南科技工作者一步一个脚印,不断把民生红利落到实处,让民生保障延伸到未来,让老百姓的日子越过越红火。