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2016-02-22    周启星:破译“大地密码”的科学家

 

来源:天津北方网 作者:李玓 编辑:王菲

 

        天津北方网讯:土壤和地表水被称作是反映环境变化的一面“镜子”,科学家通过分析其中包含的各种信息,能够揭开地球气 候变迁、环境变化的秘密。在中国,52岁的南开大学环境科学与工程学院教授周启星,花了30多年的时间,跑遍祖国的河流山川,一直潜心破译这一面面“镜 子”发出的特殊密码,而他也是我国开展污染环境修复基准研究的奠基人。

 

今日事今日毕 熬夜做实验是周启星的家常便饭

南开大学环境科学与工程学院教授周启星是我国开展污染环境修复基准研究的奠基人

 

潜心科研 只为实现后来居上的赶超

  2015年4月,正是长白山地区的开春时节,一支野外采集土壤和地表水样本的科考小分队,出现在长白山脚下松花江上游的吉林省靖宇县,带队的就是南开大学环境学专家周启星。

  “要挖深一点,挖出一个剖面来,土是一层一层的。”松花江上游流域高山和平原连接处,有7万平方公里的疏松土壤和上百条纵横交错的河流,它们形成、发展和运动变化的诸多密码,只有在人迹罕至、没有任何污染的土壤和地表水样本里才能找到,所以,每一个采样必须小心翼翼。

  “别看只是一个小小的样本,它反映的东西非常多。”对于样本采集,周启星一点也不含糊,“这个土壤和水都是一年一年积累起来的,我们现在通过肉 眼看不出来,好像都是一样的土,一样的水,但是通过分析,就能知道,有哪些化学元素跟其他地方的样本不同,这些都是反映环境和气候变化的东西。”

  几十份样本,在半个小时内迅速采集完成,并进行了第一手数据的收集,可谓争分夺秒。几天后回到学校,周启星和同事们又一头埋进实验室,马不停蹄地对这次野外采集的上百个样本开始了检测和分析。

  “环境研究,就必须争分夺秒。”最近十多年来,一个令周启星忧心忡忡的现实是,随着中国工业、农业的迅速发展,环境污染问题也层出不穷。“不仅是在中国,全世界其实都面临土壤污染这个问题,水污染就更不用说了,环境形势其实是很严峻的。”

  “像土壤、水这些都是关系到老百姓人身安全的问题,一味地用一些化学药剂来解决肯定是不行的。”周启星和同事们的目标,就是发现一种安全、高 效、低碳的方法,对已经形成的环境污染进行修复。为此,大家想了很多办法,“我们发明了很多检测试剂,对这些样本进行相应的检测分析,就跟医院里给不同的 病人做诊断是一样的,分析它的成分和污染原因,然后争取找出相应的对策,用微生物的方法对山、水、土壤、大气进行生态修复。”

  “现在我们最新的一项成果,就是在处理污水的时候,不需要用电,而是利用微生物正常代谢产生的能量来产生溶解氧,达到降低能耗的效果,同时还避 免了以往投放化学药剂对环境产生的副作用。”周启星说,“北欧有几个国家也有类似的新技术,我们的这项创新不比他们的差,使用的微生物更加环保,最重要的 是,用这种工艺处理污水的时间也缩短了很多,对污水处理厂来说,至少能降低50%的能耗。”

“水处理组合工艺与生态高效低耗技术创新研究”获得天津市科学技术奖技术发明一等奖

 

        在南开大学环境科学与工程学院的实验室里,北方网新媒体记者没有见到一块钟表。究其原因,周启星说:“用不着,我的习惯是今日事今日毕,样本分析不过24小时。”熟悉周启星的同事们都说,熬夜做试验,早已经成了周老师的家常便饭。

  “周老师白天要给本科生和研究生上课,还要花一些时间处理行政事务,搞科研基本都是利用晚上、周末和节假日这样相对完整的时间,晚上经常熬夜到 两三点钟。有些重要的试验,他都是自己弄,忙的时候连着几天通宵。”作为周启星曾经的学生,科研助手胡献刚对导师的作息习惯非常了解,“有时候他忙起来都 没时间吃饭,随便买点吃的对付一口,继续工作。”

  在周启星的指导下获得博士学位,并留校任教的李凤祥,每天上班之前都有一个习惯。“我每次去新校区上课,都要微信里问问周老师要不要跟我车一起去,下班回来也是这样,院里的老师都有这个习惯,周老师没有车,上下班总爱‘蹭车’。”

  一个在中国生态环境领域响当当的人物,跑遍了祖国各地的大科学家竟然没有车?李凤祥的答案让人意外,“因为周老师不会开车,劝他去学驾照?他肯定不去,他舍不得把时间花在这上面。”

  在周启星看来,我国虽然地大物博,环境资源丰富,但是由于工业发展较晚,在环境科学和环境污染领域的研究,直到21世纪才开始起步,比欧美国家 晚了半个世纪,“我们是发展中国家,环境研究,过去我们确实是比人家(国外)起步晚一点,所以才需要多培养一点这方面的人才,多花点时间搞科研,才能赶上 发达国家的水平。”

  “在对环境不产生副作用的情况下,如何治理污染,这也是一个世界性的难题,很多国家都在进行这方面的研究。我们基础薄弱一点,不多花点时间和精力,怎么赶得上别人领先几十年的研究?”

  跋山涉水采样、不分昼夜试验,团队的研究成果最终得到了同行的认可。2015年10月,周启星团队申报的“水处理组合工艺与生态高效低耗技术创新研究”项目,获得了天津市科学技术奖技术发明一等奖。现在,他们正在准备申报中国科学技术奖。

周启星被评选为2014中国科学人年度人物

周启星常说生活可以无下限地简单,但是科研必须一丝不苟

情系国家 始终不忘心中的科学强国梦

  科技报国,一直是周启星的人生主题。1963年,周启星出生在浙江省龙游县的一个小村庄,那个时候,他还梦想着当一名普通的小学教师。1978 年,全国科学大会召开,中华大地迎来了“科学的春天”,家乡的土操场上,开始频繁地放映钱学森等老一辈科学家科技报国的故事,而周启星的人生也与正在发生 历史转折的祖国一起,来了一个“急转弯”。

  “看了这些电影以后特别震撼。我就想,我要成为一名科学家,像他们一样,用科学强国,用知识报国。”于是,周启星开始了如饥似渴地学习,“看书看得都没有白天黑夜,脑子里就想着,我要多学习一点知识,今后多做一点贡献。”

  1982年,当周启星怀揣着浙江大学土壤与农化专业录取通知书离开时,全村的男女老少都来为他送行,“那个时候考上大学,比现在考博士还难,农村里出一个大学生特别不容易。走的那天我看到乡亲们眼里的自豪,心里也感觉到只有多学习才能对得起他们的期盼。”

  在大学校园里,周启星慢慢对科学研究、学术创新产生了兴趣,他也越来越觉得,土壤环境科学必将对国家未来发展起到至关重要的作用,于是,周启星 义无反顾地“扎进”了环境科学研究的海洋。1989年开始,周启星前往德国留学,专攻污染环境修复基准研究。随后的近十年里,他先后成为英国伦敦大学的高 级研究员和英国女皇大学的客座教授。1998年,中科院实施“百人计划”,周启星知道,自己一直等的机会到了。

  “决定回国工作时,周老师其实已经在异国他乡基本站稳了脚跟,安下了家。”李凤祥告诉北方网新媒体记者,“在英国的那段时间,他和师母边搞教学 科研,边带孩子,各方面都挺顺利的。可是老师说,外面的世界再好,也是别人的精彩,科学没有国界,科学家却有自己的国籍,所以他就义无反顾地回来了。”

  “还是回国好。”周启星说,“人一辈子不是为了生活安逸,我们这么努力学习一辈子是为了什么?还不是因为想要为祖国干一点事情。”

  近十年来,环境问题开始成为了国家间竞争博弈的新筹码,根据周启星团队从全国各地采回的样本,分析得出环境变化的数据,不仅成为了解决环境污染 方案的基础,也成为我国参加各次国际气候、环境大会重要的谈判依据之一,确保我国既承担适当的节能减排义务,又在环境容量上,为未来的发展争取到合理空 间。

  现在,周启星一直操心着几件事:推动国家层面开展污染土壤修复基准的系统研究,为污染土壤修复标准的尽早制订积累科学支撑;对污染土壤修复技术的进一步研究;新型纳米材料石墨烯的健康与生态风险研究。

  “以前我提‘复合污染’‘环境修复’这些概念,人家说我总是‘发明创造’一些从来没有听过的名词,但是现在看来,环境污染是全世界的热点问题, 每年国际上都要召开应对环境污染、气候变化的会议。我们研究土壤、研究水、研究环境污染和生态修复,就是要让大家天天都能见到青山绿水、碧海蓝天。”周启 星说。(北方网见习记者李玓)

  记者手记:生活可以无下限地简单,但是科研必须一丝不苟。虽然选择了投身科研就是选择了与寂寞为伴,但在周启星的眼里,一小部分人的坚守与奉献,能为国家决策提供帮助,为人民生活改善带来希望,这样的选择也是有价值的。

 

 

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