实践带动科普 科普助推“双碳”

［摘 要］碳达峰、碳中和是我国近期要实现的重要目标之一，与市政工程领域密切相关，需要广大人民的参与及重视。科学传播有利于提高公民的科学素养、责任心及使命感，助推碳达峰、碳中和目标的实现；科学传播更有利于科普讲解人员自身知识的转化、应用及能力提升。基于此，江西理工大学市政工程系进行以科学传播为基础、以提升公民素质为导向、以学以致用为目的的教学与教改研究。

［关键词］“双碳”；科学传播；市政工程

［中图分类号］G64 文献标志码：A

自2021年10月习近平总书记在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上发表主旨讲话以来，从中央到各级省市人民政府积极响应，发布了一系列碳达峰实施方案和支撑保障措施，推动实现碳达峰、碳中和目标。中国作为一个负责任的大国，碳达峰和碳中和是我们对国际社会的庄严承诺，是应对全球气候变化和能源危机［1］、推动高质量发展的内在要求，是承担大国责任、展现大国担当的重要表现。江西省先后发布了《关于完整准确全面贯彻新发展理念 做好碳达峰碳中和工作的实施意见》及《江西省碳达峰实施方案》，扎实推进全省碳达峰行动。

本校市政工程系（给排水科学与工程专业）成立于2000年，作为一个积极发展、努力向上、关乎民生，与碳达峰、碳中和密切相关的专业，于2019年获批全国一流专业建设点，2023年通过住房和城乡建设部高等教育给排水科学与工程专业评估委员会评估认证。市政工程系也有责任、有义务推动科学传播，坚持科普与科研“两翼齐飞”，助推碳达峰、碳中和。

1 市政工程系与“双碳”战略的关系

市政工程领域与碳达峰、碳中和关系密切，理应在“双碳”战略方面发挥重要作用。有序推进碳达峰，需要扎实抓好污染防治和生态文明建设，尤其是水体污染和流域治理工作。水污染表现在水里，根源在岸上，核心在管网，管网是城市水系统治理的关键和薄弱环节［2］。市政工程专业聚焦城市管网设计建设及水污染辨识、监测和管控技术，是推动和维持水的良性社会循环的关键力量，也应是推动碳达峰和碳中和的中坚力量。

市政自来水和污水处理厂历来是耗能大户，在水的输配过程中需要投入电能以提供水的动能，在水处理过程中需要曝气、搅拌以及投加碳源和各类化学试剂。此外，还会有大量二氧化碳、甲烷、氮氧化物等温室气体随着水中污染物的降解而排入环境。因此，市政领域亟须开展节能降碳增效行动，以实现本领域的全面低碳转型，助力碳达峰和碳中和。梅萨城的西北再生水厂通过在污水中养殖微藻，捕获空气中的二氧化碳，通过膜技术传递收集并用以生产电能、生物燃料等［3］，为污水厂碳中和转型提供新的思路；彭永臻院士协同某水务集团积极推广污泥双回流-AOA深度脱氮除磷技术［4］，在山东、广东等地开展大规模生产性应用，极大降低了碳源的需求和温室气体的排放，展现了卓越的技术优势。

除水资源外，污水中还含有碳、氮、磷等营养元素以及动能、热能、渗透能等丰富的物质和能量。污水、污泥的资源化和能源化，是实现污水厂净零碳排放甚至负碳排放的有效途径，国内外污水厂在此方面做了诸多尝试。苏格兰水务公司试图通过污泥发酵产沼气创建循环经济体系，达到2040年实现净零碳排放的目标［5］；澳大利亚水务集团积极推动污水厂和制氢厂的共生联动，以支持天然气管网的去碳转

型［6］；小汤山再生水厂与马池口再生水厂通过精准曝气、水源热泵等手段，助力北京冬奥会实现全部碳中和目标［7］。

节水减排与绿色低碳息息相关。供水管网漏损问题是供水企业的痛点，不仅造成了水资源的大量浪费，还严重影响了节水型社会建设的目标。国内外在实践过程中针对供水管网漏损管控不断进行摸索。新加坡通过开发智能水网，改进供水管网运行模式，建立了对滴漏事件记录和趋势分析的滴漏库。上海某公司引入国际水协的水平衡理论，结合纵向和横向水平建立“鱼骨式”水平衡分析法，进一步控制管网漏损率。

当前，市政领域的低碳化转型面临新的挑战，需要市政领域科研、从业人员加强对当前形势的认知，充分发挥自身的行业特色，扎实推进“双碳”目标的实现。

2 助力科学传播，助推碳达峰、碳中和

以学生为中心是现阶段高校教学的主题，学以致用是以学生为中心的具体体现。市政工程系通过开展科普传播类教学活动，不仅可以通过实践来检验学生的学习成果，还可以让学生学以致用，增强学生的学习动力，同时还可以让更多的人了解水的社会循环，了解市政工程系与碳达峰、碳中和的关系，助推“双碳”目标的实现。在科普传播类教学活动中，以本校的学生社团“江西理工大学水协会”骨干成员为主体，由市政工程系教师协调，面向中小学生及社会人员传播市政工程系相关科学知识，具体方式有以下几种：

2.1 模型演示

展示的模型来自市政工程系给排水模型实验室，该实验室主要用于给排水科学与工程专业本科生教学的演示实验，其演示设备（沉淀池、氧化沟、充气设备、给水处理生产线等）亦可用作科普展示，向受众演示水的处理过程，引导群众了解水的社会循环。模型展示的讲解、演示，均由“江西理工大学水协会”组织的给排水科学与工程专业本科生进行；科普中安排趣味实验，充分调动观摩人员的好奇心，培养其良好的科学兴趣。趣味实验主要包括酸碱颜色反应、金属沉淀实验及显微镜操作等，也由本专业本科学生进行操作演示。

2.2 专家讲座

举办饮用水及污水相关的专家讲座，简介饮用水水质安全、绿色水过程、智慧水务、膜法水处理等相关的研究。通过专家讲座，展示专家风采，介绍研究的科学价值、应用特色及科学技术与工程实践的结合，将专家的真知灼见在赣南大地传播推广。通过专家介绍让学生进一步了解市政工程系与碳达峰、碳中和的关系。通过专家讲座拉近专家与学生之间的距离，不仅可以展示专家研究的科学价值、应用特色，还可以让学生进一步了解市政工程领域的具体研究方向及研究前沿。

通过对水的良性社会循环的科普，加强本校在校师生及周边群众、中小学师生对于水和“双碳”的认识，激发其对相关科学的兴趣和爱好，养成热爱科学、相信科学的优良态度，并最终在生活中形成节水、爱水、低碳、环保的理念和习惯。通过与协作单位的合作互动，在原有科普工作和相关制度的基础上，完善省科普基地的工作流程和相关工作机制，进一步强化本单位，乃至带动兄弟院校在科学普及工作方面的意愿和能力，做到科普与科研“两翼齐飞”，最终实现科技强国。

2.3 福寿沟博物馆参观

福寿沟博物馆是中国唯一的地下排水系统博物馆，福寿沟是我国宋代时期构建的古代城市下水道工程，也是世界上最早的城市下水道。福寿沟博物馆以人工讲解、多媒体等技术手段系统、真实、有趣地展示福寿沟的修建背景、结构组成、建造技艺、科学原理等。同时，利用一段已挖掘的福寿沟遗址，实现与游客的零距离接触，为游客呈现一座千年不朽的“城市良心”，展示“福寿溯源”的千年沧桑。

在科普活动中，对福寿沟博物馆的参观、讲解主要由市政工程系的学生进行，市政工程系教师协助。参观、讲解不仅能够让更多的人更加详细地了解中国古代的城市下水道工程，了解中国古代工匠的智慧、工匠精神，增强大众的文化自信、民族自豪感及专业责任感，更能够锻炼学生理论联系实际、组织及社交能力，为学生将来的发展打下坚实的基础。

2.4 现场咨询及圆桌讨论

科普活动期间安排现场咨询答疑点，由本校水协会成员主持，现场向观众讲解水循环及碳达峰、碳中和方面的疑点和问题。同时，安排参与人员进行圆桌讨论，分别就“市政工程领域如何助力碳达峰”的主题进行讨论，通过现场派发小礼物的方式鼓励大家踊跃思考、积极发言，对于有针对性的独到见解，采用上墙的方式进行表彰。

3 结语

高等学校在社会发展过程中承担着特殊的责任和使命。高校人才荟萃，资料齐全，肩负着立德树人，为社会培养和输送人才的使命；肩负着传播知识，为各行各业的专业技术人才进行技术知识更新和技术创新的艰巨任务；肩负着教育改革，为促进教育公平、提高教育质量、满足人民群众多样化教育需求的职责。同时，科学普及工作也是高校的任务之一。江西理工大学作为在赣南地区有较大影响的重点高校，秉承着“志存高远，责任为先”的校训，继承中华优秀传统文化，落实立德树人根本任务，引导全校师生追求远大的理想，要有崇高的责任感和使命感，将个人的奋斗目标与国家的发展、人类的进步相结合。

“千年宋城”赣州保存有一套历史悠久的排水系统，历经900余年的风雨，至今仍完好畅通，并继续发挥其日常排放污水的职能。江西理工大学给排水科学与工程专业承受古人智慧的熏陶，在给排水领域形成了自己独有的特色。长期以来，秉承“特色强校”“以特色争优势”的办学理念，本专业坚持科普与科研“两翼齐飞”，坚持科普工作的开展与完善。为此，开展形式多样、内容丰富、群众喜闻乐见、各具特色的科学普及工作是本学科的重要工作之一。通过科普活动的开展，进一步凝练科普理念、整合科普资源、完善科普制度、形成完整的工作流程和工作规范，让科研工作顺利开展。

近几年，围绕水的良性社会循环及“双碳”行动，本学科在科普教育的活动形式和内容上都有了新的发展。依托江西省科普教育基地及江西省中小学研学实践教育基地，本专业连续多年开展各类科普活动。广大市民及青少年学生均可走进大学校门，走进实验室，了解科研过程和科研成果，聆听专家及科技人员对科普知识的讲解，从而对健康水循环有进一步的了解，对培养青少年热爱科学、献身科学的精神起到了积极作用。

本文介绍了市政工程与“双碳”战略的关系，市政领域的相关人员要充分认识当前形势，充分发挥自身的行业优势，通过一系列途径，助推“双碳”目标的实现。

参考文献

［1］周宏春，霍黎明，李长征，等. 开拓创新 努力实现我国碳达峰与碳中和目标［J］. 城市与环境研究，2021（1）：35-51.

［2］唐建国，王家卓，马洪涛. 完善城市排水系统，巩固和提升黑臭水体整治成效［J］. 给水排水，2018，54（1）：1-7.

［3］Samantaray P K，Madras G，Bose S. Microbial biofilm membranes for water remediation and photobiocatalysis［M］. Next Generation Biomanufacturing Technologies. American Chemical Society，2019.

［4］高歆婕，许载周，彭永臻，等. 污泥双回流-厌氧/好氧/缺氧强化内源反硝化深度脱氮［J］. 化工学报，2022，73（11）：5098-51051.

［5］Williams M E，Reid G，Parsons S A. Building a resilient and sustainable water and wastewater service for Scotland［M］. Water Security Under Climate Change. Springer，Singapore，2022.

［6］Milani D，Kiani A，McNaughton R. Renewable-powered hydrogen economy from Australia's perspective［J］. International Journal of Hydrogen Energy，2020，45（46）：24125-24145.

［7］朱琳，王秋蓉. 全面碳中和的北京冬奥会贡献中国与世界——访清华大学能源环境经济研究所所长助理、副教授，北京冬奥会可持续性咨询和建议委员会碳管理工作组组长周剑［J］. 可持续发展经济导刊，202（21）：36-39.

［项目名称］江西省学位与研究生教育教学改革研究项目“量体裁衣、一生一策——基于硕士研究生创新能力培养的‘污染控制化学’课程体系”（JXYJG-2022-134）；江西省学位与研究生教育教学改革研究项目“基于导师团队模式的市政工程研究生培养研究”（XYJG-2021-139）。

［作者简介］秦欣欣，女，山东荣成人，江西理工大学，讲师，博士，研究方向：新型污染物控制及毒理学。

连军锋，男，山东荣成人，江西理工大学，副教授，博士，研究方向：饮用水深度处理。

朱易春，男，湖北仙桃人，江西理工大学，教授，博士，研究方向：污水生物处理技术。