金鹏康：从油田废水循环再生到“未来健康—未来空间”的“破界”科研

   金鹏康，西安交通大学二级教授，国家级高层次人才。主要从事环境污染治理与资源化研究，承担国家级和省部级科研项目20余项，围绕成果转化承担一批大型企业合作项目。在国内外权威期刊发表论文300余篇，出版教材与专著5部，获国家发明专利及软件著作权授权60余项，主持与参编地方标准、行业技术规范4项，获国家科技进步奖二等奖、陕西省技术发明奖一等奖等12项，获颁“庆祝中华人民共和国成立70周年”纪念章。

 

   在西安交通大学建校130周年之际，《科学新闻》专访了西安交通大学人居环境与建筑工程学院教授金鹏康。他长期致力于污水处理与资源化利用研究，以“从污水到资源，从治理到健康”为科研主线，在油田废水循环利用、人居环境健康保障等领域取得系列突破。

   在本次对话中，金鹏康系统阐述了对当前人居环境挑战的思考、技术创新的实践路径，以及跨学科协作与科研育人的理念。他的故事不仅是一名科学家响应国家需求的奋斗缩影，也折射出交大人“扎根西部、服务国家”的担当与智慧。

 

从单一治理到系统调控

 

   《科学新闻》：在碳中和与美丽中国背景下，应如何加强跨学科协同，推动从单一治理向系统调控转变？

   金鹏康：环境学科本就宽广，任何行业都可以是“绿色”的，关键在于以实际问题倒逼系统性解决策略。

   我最近正在推动一个重大政策研究项目，涉及生态脆弱缺水地区的油气田废水处理。传统上，油气田采出的油水混合物经分离后，高盐废水难以回注油气储层。一方面，我们将难回注的采出水深度净化，由此产生的剩余浓盐水可回用采油采气，同时将获得的30%至40%的淡水用于在当地建设人工湖；另一方面，对油气田的工业固废进行无害化处置，并将其转换为人工土壤，使荒漠、戈壁、沙漠等变为棉花等经济性作物的优质土地，用上述人工湖的淡水灌溉，实现作物良性生长。

   这个项目表面上似乎是油气田采出水处理的“单一治理”，实际上是一个多学科的“系统调控”问题：人工湖对当地气候、地下水有何影响？新增绿地对区域生态有何作用？这其中涉及水处理、微生物学、气象学、水文学、地质环境等多学科知识。

 

从“命题攻关”到“资源创造”

 

   《科学新闻》：您的团队在污水资源化与能源回收方面成果显著，这些成果如何服务于国家绿色发展？在实际推广中面临哪些瓶颈？

   金鹏康：我们的研究始终面向国家重大战略需求。长期以来，国家能源安全面临挑战，油气对外依存度高。本世纪初，我们团队接到技术开发任务，为中石油长庆油田处理开采废水，保障水资源循环利用以支撑油田稳产。

   我们首创核晶造粒强化固液分离技术，通过专用晶种和药剂，使高达25%含固率的悬浮物形成密实颗粒，解决了超高含固废水分离的世界难题，水资源回收率超过70%，分离出的水盐分高、黏度大、有机物浓度高。

   传统处理工艺占地面积大、能耗高，对此我们研发了臭氧气浮一体化耦合技术，将混凝、氧化、气浮有机融合于同一反应器，处理时间从数小时缩短至40分钟，占地面积缩减70%，能耗降低20%，实现了分离水循环回用于油气钻井作业不同环节，大幅提升油气开采效率。

   这两项技术分获国家科技进步奖二等奖和陕西省技术发明奖一等奖，有力支撑了长庆油田的稳定生产，年产6500万吨油气当量。目前这两项技术也在新疆油田得到进一步推广应用。

   推广中最难的往往是第一步——信任与模式。对此，我们与长庆油田签订“对赌协议”，需要自行垫付科研经费，验收达标后油田再付款，这在20多年前是非常不容易的。目前，我们已在长庆油田建成41座集中处理厂，水资源循环利用率超85%，无害化污泥用于62.76万亩荒漠治理。

 

   《科学新闻》：这些实践如何反哺科研与育人？

   金鹏康：我常对学生说，先踏实解决企业需求，数据自然就有了，还愁论文吗？团队的硕士生一年级就必须进实验室，从解决实际工程技术难题中获取数据，发现理论与技术创新点，最终形成对行业有推动效应的文章和专利。

   比如在陕西某金矿，采出水中铊含量较高，如果用传统技术必将产生大量污泥，从而产生大量危废，给企业生产带来极大隐患。对此，我们采用核晶造粒技术，通过专用晶种诱导水中微量铊成核结晶，在特殊设备的高水力环境下形成粒径为1～2毫米的固体铊，其纯度可达90%以上，具有市场可交易潜力。目前该技术已进入现场中试验证阶段，预计今年底启动工程，将为企业带来数亿元的年产值增长。

   这种“问题导向—技术突破—理论升华”的循环，正是推动新质生产力发展的路径，也是我科研育人的一贯模式与教育理念。

 

从前瞻创新到西迁精神传承

 

   《科学新闻》：当今我国建筑行业萎缩，导致城市水处理、供排水方面的技术研究项目也受到极大影响。您的团队是如何变革的？

   金鹏康：我们经常思索如何保证自己的先进性和技术的领域独特性。

   比如，我国载人登月计划近在眼前，如何解决人类用水用氧问题？我们考虑是否可以利用月壤分解出氧气实现用氧自由？月球虽没有大气层，但可以利用太阳质子风获得大量氢气，氢气和氧气反应就可以制造出纯净水。不过，在登月初期开发简易可得的制氧与制水技术仍值得我们深入探索。

   再比如，我在调研中注意到，约70%的居民家庭配有纯净水净化装置或购买商业纯净水。对此，我萌发了开发家庭自来水不同“风味”矿物质水的想法，先后开发了富硒、富锶高品质健康水，其中涉及什么样的硒、锶是人体健康容许的，以及饮用水中微量硒、锶的快速检测技术。目前我们已经取得了突破性进展，并已与多家企业洽谈商业推广。

   围绕上述研究，我在2025年建设了微生物—人体健康平台。该平台整合了环境微生物分析、细胞毒理学评估及分子生物学检测等多功能模块，旨在从微观机制层面深入解析微生物生态效应和细胞毒理效应对生态与人体健康的潜在风险，为发展健康导向的水质净化理论与技术提供实验支撑与研究基础。

   时代的变化必将带来行业的冲击，我们一定要有危机意识和前瞻性的创新研究，才能锤炼出一支强有力的创新团队。

 

   《科学新闻》：您如何理解西迁精神在当代科研与育人中的体现？对西安交通大学未来有何期待？

   金鹏康：西迁精神的核心是爱国主义，体现在科研上就是始终与国家战略同频共振。再就是艰苦创业、不怕吃苦。2025年我总计乘坐航班出行75次，平均4.5天一次，里程超10万公里，但对此我乐在其中，因为去的都是国家需要我的地方。

   在育人方面，我坚信“成年人的社会是筛选出来的，不是教育出来的”。传承是一种筛选机制，难免有人掉队，但榜样的力量能将其拉回。有组织的科研不需要过多说教，只需明确规则、树立标杆。

   科研的真正幸福来自于在困境中为国家找到突破，需求中为人类创造美好。这是西迁精神在今天的回响，也是交大人应有的担当。■