5月20日下午,2026(第八届)城市水环境与水生态发展大会暨三峡环境科技大会(以下简称“水大会”)迎来“重头戏”。大会策划推出的创新学术交流活动——江城对话,第三度“震撼来袭”,以“突破局限跨界融合”为题,曲久辉、李惠、曹宏斌三位院士在清华大学环境学院院长刘书明的主持下,与受邀的多位产学研精英展开对话,聚焦环境领域的跨界“四问”——WHY?WHAT?HOW?WHERE?探讨环境学科、环境产业主动突破边界的紧迫性、方向、路径与未来。

“水大会”设立“江城对话”,是以思想的跨界、碰撞、融通为目标,因此,不仅在话题设置上颇费心思,形式也在开展持续探索。今年,采取“流动式”嘉宾登场:除固定主持外,三位院士作为主要对话嘉宾根据议题轮换上台;此外,还有多位专家在台下呼应,以案例、观点补充深化;引入AI应用,事先就话题生成动画短视频,并实时跟踪对话,生成精句分享,进一步阐释主题,加深印象。


主要对话嘉宾:
曲久辉(中) 中国工程院院士、中国城市科学研究会副理事长、水环境与水生态分会主任委员、中科院生态环境研究中心研究员
李 惠(左) 中国科学院院士、哈尔滨工业大学土木工程学院教授
曹宏斌(右) 中国工程院院士、中国科学院过程工程研究所研究员

主持人:
刘书明 清华大学环境学院院长

发言嘉宾(从上至下、从左至右):
许国栋 城科会水环境与水生态分会副主任委员、北京建筑大学比较环境学研究中心主任
曹光荣 长江经济带生态环境国家工程研究中心党委书记、主任
刘伟岩 北控水务集团有限公司副总裁
徐 明 城科会水环境与水生态分会副秘书长、清华大学环境学院副院长
苏 伟 北京科技大学能源与环境工程学院教授
张 梦 北京师范大学卫星应用前沿交叉研究院教授
汪秋婉 百度智能云水利水务行业总经理
“不跨界,就没有未来”

“战略、新兴、朝阳”,曾经的环保行业常和这些蓬勃与活力的表达紧密相关。但过去十年间,产业窘迫、学生流失、就业低迷,逐步成为普遍与常态。除了宏观经济周期的背景因素,环保行业在学科、教育、产业发展上到底出了什么问题?
对此,曲久辉院士直言不讳:环境行业以前自视为朝阳产业,但如今无论是直观感受还是数据反馈,都不得不正视行业目前整体呈现某种 “黄昏余晖” 的现实。长期以来,环境领域以污染控制为核心,日益陷入被动交叉、自我设限的困局:学科上依赖外来知识、缺乏独立根基,教育难以培养具备创新能力的顶尖人才,产业内卷严重、变革乏力。
面对学科自信受挫、人才培养失衡、企业发展受限的三重拷问,他强调:“不跨界,就没有未来。”跨界是将科技困惑、教育困境、产业迷茫转化为清醒、突破、未来,推动行业找到发展新天地的唯一出路与必然选择。
台下,徐明从学科建设与人才培养的角度“佐证”跨界的必要性。他表示,传统环境工程长期以污染物去除为核心,尤其污水处理聚焦“指标”达标,体系固化,学科创新空间收窄,人才培养趋于实操化,缺乏系统性思维。“事实上,当下污水处理厂已是水-能-碳-资源耦合系统,污水是能源、氮磷是资源、污泥是载体,传统学科内涵完全适配不了新需求。”他认为,跨界绝非简单叠加技术、课程模块,而是重构学科内涵,推动环境工程从末端处理学科,转向环境过程与资源循环学科,培养学生理解水、能、碳、资源的系统关系,才能为行业开拓新空间,注入新增长点。
许国栋结合行业发展现状,阐释环境行业向外突破、跨界融合的“压力与动力”。一方面,环境行业伴随中国城市化、工业化进程成长数十年,为国家现代化建设作出重要贡献;但近年来行业进入平台期,呈现严重供过于求的态势,企业、资本、科研人才扎堆,优质项目稀缺,行业内卷加剧、盈利困难。但另一方面,行业在长期发展中积淀了强劲实力,中青年科研团队不断壮大,科研创新、产品服务能力突出。“供需失衡与能力积淀两大现实,是环境行业必须跨界融合、寻求突破的关键动因。”
哪里有边界,哪里就存在突破的切口
关于跨界,本身亦有方法论:思维、领域、行业,哪里有惯性的边界,哪里就有畅想、突破的切口。
曹宏斌院士结合自身化工领域的实践,解读所谓跨界,首要需要迈出的是“思维限界”。他表示,化工专业以前聚焦 “原料变产品”,清洁生产也仅优化工艺,从不关注“三废”处理,认为这是环境工程的事;而后者确实也长期固化于 “无害化”,二者互不关联。“深入研究后发现,三废绝非纯粹的负担,而是低浓度有价值的资源。”而用资源的角度重塑治理的理念和流程,有利于解决传统治理中成本和技术的难题。
他举了两个代表性案例,阐述从 ‘治污’ 转向‘资源化’,思路一变,市场与机遇随之打开。一是有色行业氨废水处理。传统方法破络合除氨,成本高、无收益;通过热解络合技术逆向分离,回收的氨可直接回用、金属重回生产线,既解决污染问题,又创造经济效益。
二是煤化工废水处理。传统环保企业聚焦煤化工末端废水处理,存在降解不彻底、系统易崩溃、成本高等难题。有环保企业通过技术攻关延伸至萃取前端,提前回收有毒物质,大幅降低末端负荷,既解决治理难题,又推动企业从末端服务商,拓展至前端技术、核心装备研发领域,实现“行界”的跨越。
台下几位产研代表则以各色生动案例,印证“主动向外的打破,是为新生”。
比如,苏伟以地沟油制航空燃油案例,生动诠释治理思维转变的力量。过往治理地沟油一味 “封堵”,陷入“围追堵截”的被动困境;而借鉴大禹治水智慧,转而推动地沟油高值资源化(炼制符合国际标准的可持续航空燃油),可同时破解食品安全、环境污染、航空低碳三重痛点。而钢铁与生物跨界的有趣案例,则印证“死守边界全是难题,跨界双向奔赴全是机遇。”
张梦以环境光学与人工智能融合案例,解说跨领域边界带来的可能。环境光学、材料、人工智能深度协同,借助光子晶体新材料增强信号,利用机器学习解析光谱数据,可让传统污染监测从“看不清、测不准”,升级为“测得准、析得清、溯源明”。给监测装上“智能大脑”,可以推动监测从离散检测迈向全域动态感知,还能为深海、深空、深地探索提供技术支撑。
曹光荣结合长江大保护十年实践,从跨思维限界、跨领域边界、跨产业行界、产学研用融合四个维度,系统分享长江大保护中的跨界探索与实践成果,从行业一线视角印证跨界融合对长江生态治理、绿色发展的核心价值。他强调,长江大保护是系统性工程,十年历程就是跨界融合的实践过程。“而跨界从来不是退路,而是长江永续保护的出路,必由之路。”
AI不只是趁手的工具,更是范式、模式变革的引擎
当前,人工智能是各领域跨界的“关键词”,但面对新生产力工具,环境行业是继续“以我为主”?还是全面敞开大门?在行业内外一直是热议、争议的话题。
本身作为从土木跨界人工智能的先行者,李惠院士对AI促进研究范式变革的“威力”感受颇深。
她认为 ,环境系统复杂、变量多,与AI处理高维数据、挖掘规律的优势天然适配,双方的融合极具潜力。她以离子分离膜设计为例,讲述传统研究依赖第一性原理,耗时长、成本高;引入AI后,通过构建亲和能预测、官能团点位设计两大模型,可使研究效率实现指数级提升。她同时指出,当前AI应用还多为改进型研究,仍然依托于现有知识;未来若能突破“爱因斯坦测试”(原创科学发现能力),则很可能自主挖掘环境科学底层公理、未知规律,助力学科颠覆性创新。
徐明以AI推动制药行业研发范式重构为例,进一步深化阐述向AI的跨界,其意义不仅仅是引入一个更高效的工具:“人工智能已经进入了靶点筛选、结构模拟等制药行业的核心流程,带来颠覆式的变革。AI不是更高效地做现在的研究,而是改变做研究的范式,这个例子对环境领域非常有启发。”
刘伟岩表示,水务行业主动拥抱新工具的探索也具备“走出去”的价值。“水务行业面临多参数、多目标强约束、强滞后的复杂系统智能控制和决策等问题,这类系统本质是一个慢变量、强耦合、复杂的工业系统,发酵制药、农业、水产养殖等这些行业都有类似共性。而通过水务行业逐渐打磨成熟的水务智能体、垂类大模型,相信一定有机会能够跨界应用到类似的行业中去。”
与之相对应的是,汪秋婉则展现了“敲门人”的意图:跨界融合是我们行业或者说科技型企业的生死线,不得不这么做。针对环境产业知识密集、业务与管理逻辑耦合难解的行业痛点,她提出,将运用本体论开展规范化数据治理,依托智能体自迭代与本体体系构建布局“类脑智能”,围绕第一性原理,重构环境产业价值链条。
未来值得期待,未来始于脚下

跨界与融合,有着整体的方向和路径,而身处其中的个人,眼下能够做些什么?许国栋给了一些“直觉”式的回应:现在以环境工程、环境科学为代表的学科,是上一代学研精英在上世纪70、80年代引进和创立的,取得了很大的成功。今天,我们社会发展的现实和可持续发展的需求,非常需要新一代学术科研教育的精英带领大家去开拓、重塑新的环境学科。同时,行业里的年轻人,要利用好环境这个有着巨大社会应用场景的行业,实现各种技术创新,以及跟社会、市场的连接。
在对话的起始,曲久辉院士的表达充满“危机与紧迫”,在结尾时,他的畅想与呼吁则充满了信心和进取:在向其他领域特别是新兴学科的主动学习过程中,夯实学科基础、挖掘环境科学的底层逻辑,孕育从0到1或者1到N的颠覆性技术,产业在主动跨界与融合中重回“朝阳”,专业从“天坑”到“天宫”……这不仅是想象,更是可能。同时,跨界融合不是单向投奔,而是双向奔赴。环境是独特的,环境学科也是独特的,我们在向其他专业、领域学习的过程中,也在把我们对环境的理解和成果进行了传递,不仅解决环境本身的问题,还能为人类知识的创新和产业发展做出独有的贡献。
(转载自城科会水分会公众号)
发布时间:2026年05月23日