立足污染监测 筑梦碧水蓝天

2022-07-23 04:34张锦玉
科学中国人·上半月 2022年5期
关键词:分析化学颗粒物颗粒

张锦玉

工业革命后,人类社会的经济水平发展得到飞速提升。然而在机器轰鸣之下,环境污染问题日益突显。近年来,雾霾、沙尘暴等极端天气频频出现,保护环境的呼声越来越高。第七十五届联合国大会之上,习近平总书记提出的“碳中和”“碳达峰”计划,为我国未来环境发展指明了方向。中南林业科技大学生命科学与技术学院副教授李永扎根生态领域多年。恰逢“双碳目标”全面推动,他深感责无旁贷。“我的专业与人类生活质量可以说是息息相关的,立足污染监测,助力碧水蓝天是我的工作,也是使命所在。”他坚定道。

桑梓未离:

扎根湘楚,沉下心来做学问

环境污染问题,每个人每一天都必须面对且无处可逃。一个成年人每天大约呼吸2万多次,吸入15~20立方米空气,一旦空气被污染,人体健康将很难得到保障。

为探明环境中对人类有毒害作用及直接危害的污染物性质,李永已在科研道路上前行十年有余。但事实上,最初凭一腔热爱选择攻读分析化学专业的青年,并未想到自己有一天会担负起如此重任。

生于湖南,长于湖南,家乡驰名天下的珍馐美味与如诗如画的湖光山色在李永心中埋下了一份深深的眷恋。与一心报考北上广深高校的同学们不同,李永在填写高考志愿时,从未想过要远离家乡。于是,湖南师范大学化学工程与工艺专业承载了他为期4年的本科时光。本科阶段的知识让他与科研匆匆“打了个照面”,这当然未能满足一位有志青年的求索之心,李永决定继续深造。

“硕博阶段,我选择从分析化学这样一个亚学科切入,因为我认为具备优秀的分析能力是一切研究的基础。”对未来规划得十分清晰的李永顺利考入了湖南大学分析化学专业,在这里,他遇到了影响其一生的导师——我国著名的分析化学家姚守拙院士。这位身陷囹圄长达10年却丝毫未减报国之志的科学大家,不仅成功试制了钠硫电池、进行了无氰有色金属快速分析的研究,而且创立了处于国际先进水平的分析化学团队。博士期间,李永便有幸加入其中。“博士期间我主要以技术研究为主,但理论性的科研,如计量,就一直在国内分析化学顶级梯队的团队内进行学习。其实那时候的压力特别大,但这种强度和高度的训练也是其他地方比不了的,所以这既是给我留下最深刻印象的,也是我成长最迅速的一段时间。”除了学术方面的收获,姚守拙院士“守”得真诚、“拙”得可敬的科研精神也在往后很长的一段时间里潜移默化地影响着李永,让他在茫茫学海之中不至于迷失航向。

山清水秀:

聚焦生态,守正创新探毒理

2017年博士毕业后,李永加入中南林业科技大学,在一线启程,从讲师做起。但工作持续了一年之后,他却做出了一个“出人意料”的决定:选择前往中国科学院生态环境研究中心开展环境科学相关的研究工作。“在分析化学领域工作了这么多年,我发现生态学是全球一个非常前沿的领域,并且环境问题也是我们国家一个重大发展战略问题,既然都是在化学的大背景之下,我还是希望尽我所能为国之发展贡献一份力量。当时其实也是一个很偶然的机会,决定转向生态学研究之后,我发现虽然大学科是共通的,但中间仍然有许多细枝末节的知识空白需要填充。也是运气,碰上生态环境研究中心的院士团队需要一个有分析背景的研究员,索性我就到北京去进修了几年。”

也正是这段博士后的经历,让李永正式开启了在环境污染物分析这一科研领域的新征程。“我对高校还是有着比较深刻的情结”,再次回到中南林业科技大学,李永已摆脱了初入“职场”的青涩,他立足环境颗粒物分析与生态毒理的研究方向,谋求更高效的颗粒污染物分析方法,并进一步探查微纳颗粒污染物的环境转化过程及降解机制,旨在揭秘纳米植物生态毒理与人体健康互相影响的效应机理。围绕上述研究方向,在短短2年的时间里,李永发表了30余篇《科学引文索引》(SCI)论文,其中以第一作者发表SCI一区Top期刊论文14篇,他引达600余次;另外主编出版学术著作1部,参加国内外会议6次,会议报告2次。

个人科研工作已取得了階段成果,然而领域中仍有许多问题悬而未决。结合实绩、放眼未来,李永对自己未来的研究方向已然成竹在胸。目前,环境颗粒污染物的分析方法主要集中在浊点萃取、膜固相萃取、磁性固相萃取、尺寸排阻色谱、流场流分级等分离技术与电感耦合等离子体质谱、热裂解气相色谱-质谱、表面增强拉曼光谱等检测技术的联合应用上。未来,李永将带领团队规划发展环境和生物基质中一系列痕量纳米颗粒物的识别、定量测定和粒径表征的新方法,为研究纳米颗粒在环境中的生成、迁移转化和生物效应提供关键技术。

对微纳颗粒污染物的环境转化过程及降解机制及纳米植物生态毒理与人体健康效应的研究同样不可掉以轻心。微纳米颗粒污染物在自然中的运移和转化行为对于污染源所造成的环境风险评估及污染场地处理与修复实践有着重要意义,而典型环境金属纳米材料对细胞、模式动物、植物等的毒性效应与作用机制的明晰则直接关系着每一位身边人的身体健康。有机污染物、胶体和纳米颗粒、重金属、氮硫无机盐类,以及微生物的扩散、溶解、吸附(解吸)、化学转化及生物降解等基本过程,决定着它们最终的传输和归趋。未来,李永团队将会把目光持续聚焦于探索污染物在环境相间传质行为(如污染物的相间分配等),解析污染物的传质、运移及转化的协同过程,阐明污染物的非生物(如化学氧化和还原)与生物转化过程,以此提出受微纳米颗粒物污染的土壤与地下水原位修复的新方法和新技术。针对纳米颗粒物经细胞膜进入细胞,引起细胞氧化损伤或凋亡的新机理,尽管探查难度较大,但李永仍在其中寻得了一些突破,立足生物学效应,他将会进一步挖掘纳米颗粒物尺寸、成分、表面修饰、复合体等对细胞毒性,检测暴露体系中的纳米金属离子的释放率,提出环境金属纳米颗粒物的细胞毒性新机制。

绿水青山就是金山银山,对一位久居湘楚、心系祖国的科研工作者而言,他心里明白,如诗如画的山水风光不仅怡人,更承载着百姓的生活福祉。“我会始终扎根在科研一线。”这不仅是李永对自身许下的承诺,更是他对未来科研目标的规划。今后,他将孜孜不倦投身科研创新一线,源源不断培养优秀生态人才,为保障环境安全,维护人类健康作出重要贡献。

(责编:关弋)

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