劉榮 鄭聲宇
2013年1月,一場嚴(yán)重的空氣污染侵襲了北京,緊接著大半個中國都未能幸免于難,持續(xù)時間長,波及范圍廣。自此之后,“霧霾”一詞開始頻繁地出現(xiàn)在人們視野中,也是從那時起,藍(lán)天白云似乎成了一種屈指可數(shù)的奢望。
這場空氣污染引發(fā)的不僅是人們對大氣環(huán)境的空前關(guān)注,與此同時也給科學(xué)界出了一道難題—面對灰蒙蒙的天空,以及大眾對健康的擔(dān)憂,如何才能掃除“霾”伏,讓藍(lán)天白云得以重現(xiàn)。
近年來,從PM2.5實(shí)時監(jiān)測公布,到“煤改氣”的開展,再到建設(shè)“美麗中國”口號的提出,國家在改善環(huán)境方面下了很大力氣。科研人員們也紛紛獻(xiàn)計獻(xiàn)策,試圖從不同角度尋找解決空氣污染的科學(xué)途徑和方案。
2014年6月,蓋鑫磊博士回國,執(zhí)教南京信息工程大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院。這位有著北京科技大學(xué)和瑞典皇家工學(xué)院雙博士學(xué)位的80后教授,雖然身在海外,卻對祖國空氣狀況十分關(guān)心。2013年重霾期間,通過新聞了解到北京觀測出空氣中的含氮有機(jī)污染物與當(dāng)年洛杉磯光化學(xué)污染的成分類似之后,蓋鑫磊十分揪心,他無比清楚這種成分對人體的危害有多大。早在2011年,蓋鑫磊便開始對空氣中的有機(jī)氮化物進(jìn)行了詳細(xì)研究,他試圖弄清楚這些有機(jī)氮來自哪里,在空氣中如何變化,究竟會給人體帶來哪些危害,希望能夠幫助人們更清楚深入地了解霧霾的成因,尋找到對應(yīng)的解決方案。
中國正在經(jīng)歷的這場空氣污染,無疑是蓋鑫磊博士科技報國的最好契機(jī),他也希望能夠充分利用自己所學(xué),在國內(nèi)霧霾研究以及大氣污染防治的道路上,為自己的科研生涯留下一份有價值的回憶。
一切都是最好的安排
在國際上首次總結(jié)大氣有機(jī)胺的排放源、轉(zhuǎn)化路徑、濃度水平、沉降通量及其對人體健康的影響,創(chuàng)建大氣有機(jī)胺熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫,成果發(fā)表后被《自然》、《科學(xué)》、《美國科學(xué)院院刊》等多家世界權(quán)威期刊引用200余次……
這些成績和描述給人的第一感受是—這位研究者一定是科班出身,并且在大氣環(huán)境研究領(lǐng)域浸淫多年。然而事實(shí)卻是蓋鑫磊并非科班出身,嚴(yán)格算起來他從事大氣環(huán)境相關(guān)研究也才不到七年。
1982年11月,蓋鑫磊出生于山東萊陽一個普通家庭,從小到大成績一直名列前茅。幼年的他也許曾有意無意地仰望過頭上的藍(lán)天,卻沒想過有一天竟會從事與它有關(guān)的工作。
1999年7月,蓋鑫磊考入為我國培養(yǎng)了大量材料、冶金方面人才的素有鋼鐵強(qiáng)校之稱的北京科技大學(xué)冶金工程系。2003年9月,他又考取該校公費(fèi)研究生,跟隨國家杰出青年基金獲得者王習(xí)東教授從事物理化學(xué)方面的研究,并于2005年免試獲得提前攻讀博士學(xué)位的資格,隨后又得到世界知名冶金專家Seetharaman教授賞識,前往瑞典皇家工學(xué)院深造。
攻讀博士期間,蓋鑫磊主要負(fù)責(zé)研發(fā)一種新型電化學(xué)方法并用于固體廢棄物處理,提取其中有價值的組分進(jìn)行回收再利用,同時還進(jìn)行了化學(xué)熱力學(xué)模型研究,并將其應(yīng)用于溶液相平衡計算及化工工藝中。因表現(xiàn)突出,他獲得了2008年國家留學(xué)基金委頒發(fā)的優(yōu)秀自費(fèi)留學(xué)生獎金,2012年又因電化學(xué)方法處理固體廢棄物、低品位礦的研究獲得英國材料、礦物和采礦學(xué)會頒發(fā)的Mann Redmayne獎?wù)隆?/p>
2009年,蓋鑫磊分別獲得北京科技大學(xué)和瑞典皇家工學(xué)院的博士學(xué)位,彼時他還未滿27歲。按照常規(guī)邏輯,他應(yīng)該會成為一名材料工程或者物理化學(xué)領(lǐng)域的專家。
事實(shí)卻是,博士畢業(yè)后,蓋鑫磊同時收到了劍橋大學(xué)和加州大學(xué)戴維斯分校的博士后研究邀請,而他最終選擇了后者?!懊绹墓ぷ麟m然也是熱力學(xué)相關(guān)研究,但針對的卻是大氣環(huán)境與大氣化學(xué)方向?!睂ιw鑫磊而言,這是與以往研究背景和經(jīng)歷都不一樣的陌生領(lǐng)域,這樣的選擇不僅意味著他將面對未知的挑戰(zhàn),也意味著從此他與藍(lán)天有了千絲萬縷的聯(lián)系。
對于研究方向的改變,蓋鑫磊欣然接受,在他看來,沒有一帆風(fēng)順,這才是科研。上天不會無緣無故做出莫名其妙的決定,它讓你放棄和等待,一定是為了給你最好的。他相信,這一切都是最好的安排。
融合、創(chuàng)新,這是做科研的技巧
蓋鑫磊是一個聰明的研究者,面對不熟悉的領(lǐng)域,他既沒有“硬碰硬”,也沒有完全摒棄之前的專業(yè)知識,而是尋找兩者之間的聯(lián)系,將其融合在一起,碰撞出了不一樣的火花。
正是這種善于變通的能力,在加州大學(xué)戴維斯分??諝赓|(zhì)量研究中心的這幾年,蓋鑫磊以極其出色的能力迅速掌握相關(guān)核心技術(shù),并將應(yīng)用于濕法冶金及清潔化工方面的熱力學(xué)理論用于大氣細(xì)粒子(PM2.5)的吸濕增長模擬及相關(guān)氣候影響研究,發(fā)表了多篇高水平論文。前文所提到的在國際上影響廣泛的關(guān)于大氣有機(jī)胺的相關(guān)成果也是出自這一時期。
2011年7月,蓋鑫磊從空氣質(zhì)量研究中心轉(zhuǎn)到環(huán)境毒理系,跟隨張琦教授從事研究,這一次他的研究方向從氣溶膠理論模擬變成了氣溶膠檢測分析。他很快適應(yīng)新的研究環(huán)境和方向,以飽滿的熱情和專業(yè)的素養(yǎng)投入新的研究工作,參與了多次空氣質(zhì)量觀測活動,對大氣細(xì)粒子污染特征、來源及形成機(jī)制進(jìn)行細(xì)致研究,取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性成果。其中部分成果還被國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)借鑒,用到了我國霧霾研究中。
為了更好地開展工作,蓋鑫磊還專門對美國Aerodyne公司生產(chǎn)的一款高分辨率飛行時間氣溶膠質(zhì)譜儀進(jìn)行了仔細(xì)研究,充分掌握了該儀器的操作技巧,為相關(guān)科研工作的進(jìn)行提供了有力的輔助。據(jù)了解,這種儀器是目前世界上唯一一類能夠?qū)Υ髿庾噪x子濃度、成分和粒徑進(jìn)行同步在線快速分析的儀器。因獲取到的數(shù)據(jù)量巨大,儀器操作和數(shù)據(jù)處理十分復(fù)雜。
出色的技能,專業(yè)的水平,讓蓋鑫磊得到了同行的廣泛認(rèn)可和贊譽(yù),受邀擔(dān)任20余種國際知名期刊審稿人。同時他還是美國NOAA基金外審專家,是美國氣溶膠學(xué)會(AAAR)、地球物理學(xué)會(AGU)、國際電化學(xué)學(xué)會(ISE)以及美國化學(xué)會(ACS)會員。
盡管大部分時間蓋鑫磊都在做著與大氣環(huán)境有關(guān)的研究,但對于“老本行”—清潔化工和固廢處理,他也從沒有丟下。他開發(fā)的一種利用熔鹽電解提取廢棄爐渣及低品位礦中有價元素的方法,不僅讓他獲得了Mann Redmayne獎?wù)?,同時也獲得了一項(xiàng)國際專利授權(quán)。在瑞典一家不銹鋼公司的爐渣提鉻、提釩工藝中,該方法得到了成功應(yīng)用。不僅如此,蓋鑫磊后來又對此方法進(jìn)行了完善和改進(jìn),在銅硫礦中提銅,鉻鐵原礦中提鉻等工藝方面申請了兩項(xiàng)國內(nèi)專利,并獲得了授權(quán)。
專業(yè)和研究方向的不同,并沒有成為阻礙蓋鑫磊的壁壘,他巧妙的將兩者融合、創(chuàng)新,碰撞出了不一樣的思想火花,帶來了讓人意想不到的結(jié)果。他認(rèn)為,這是做科研的技巧。
和祖國藍(lán)天的約定
老一輩科學(xué)家在祖國危難之際,掙脫一切枷鎖回國報效。這種崇高的使命感和責(zé)任感,影響著一代又一代科研人員,蓋鑫磊也深受感染。于是,在中國遭受空氣污染之際,他也毅然舉家歸國。
依托南京信息工程大學(xué)提供的優(yōu)質(zhì)科研條件,蓋鑫磊將主要研究方向鎖定在大氣環(huán)境領(lǐng)域,并緊跟國家需求,在大氣細(xì)顆粒物外場觀測及形成演化機(jī)制、氣溶膠熱力學(xué)模擬等方面開展研究,致力于尋找解決我國空氣污染的有效手段。
2014年8月,青奧會在南京舉行。為實(shí)現(xiàn)“綠色青奧”的目標(biāo),主辦方對空氣質(zhì)量提出了嚴(yán)苛要求。蓋鑫磊利用新到位的Aerodyne黑碳?xì)馊苣z質(zhì)譜儀(目前中國乃至亞洲地區(qū)投入使用的唯一一臺),參與了此次空氣監(jiān)測保障工作,為青奧會期間南京地區(qū)空氣污染會商、應(yīng)急保障措施的實(shí)施提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。會后,蓋鑫磊所在團(tuán)隊收到了南京青奧會環(huán)境保障與應(yīng)急指揮中心的特別感謝信。
此后不久,蓋鑫磊又帶領(lǐng)研究人員在南京北郊工業(yè)區(qū)附近站點(diǎn)開展了為期5周的冬季觀測實(shí)驗(yàn),掌握了污染特征及細(xì)顆粒物的來源,尤其是黑碳的變化規(guī)律,為研究南京地區(qū)空氣污染提供了有效參考。
2015年5月至7月期間,蓋鑫磊與蘭州大學(xué)、中科院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所通力合作,首次在我國西藏納木錯地區(qū)開展了高時間分辨率的氣溶膠觀測,特別針對黑碳的分布、濃度水平、遷移變化規(guī)律及其對冰川、氣候系統(tǒng)的影響進(jìn)行了深入研究,取得了一些重要的珍貴數(shù)據(jù)。
2015年5月,蓋鑫磊入選中組部青年千人計劃,成為南京信息工程大學(xué)第一個自主引進(jìn)的入選該計劃的人才。他說:“這是榮譽(yù),更是壓力。當(dāng)初回國是因?yàn)閲倚枰髿猸h(huán)境方面的人才。如今獲得這份榮譽(yù),更要加倍努力,拿出真本事讓別人信服?!?/p>
蓋鑫磊還是江蘇省大氣環(huán)境監(jiān)測與污染控制高技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,以及“環(huán)境科學(xué)與工程”優(yōu)勢學(xué)科平臺的學(xué)術(shù)帶頭人之一,并入選了第五批“江蘇特聘教授”,獲得江蘇省杰出青年基金和“雙創(chuàng)人才”計劃的資助,已發(fā)表SCI論文近40篇。這些成績在我國80后青年科技工作者中十分突出。
但他并沒有因?yàn)檫@些成績和榮譽(yù)而沾沾自喜,相反,他對未來的發(fā)展有著十分明確的認(rèn)識與規(guī)劃。他希望能以自己獲得的人才計劃資助為契機(jī),開展大氣環(huán)境檢測的快速化、數(shù)據(jù)可視化、信息快捷化、產(chǎn)業(yè)化研究工作。他還計劃組建大氣顆粒污染物檢測溯源(主要針對長三角地區(qū))及氣溶膠熱力學(xué)理論研究與應(yīng)用為特色的研究團(tuán)隊,積極與同行進(jìn)行交流合作,共同提升我國大氣環(huán)境和大氣化學(xué)的研究水平,為我國大氣污染治理提供重要的科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。在此過程中,他還將關(guān)注研究生的培養(yǎng),力爭為我國空氣污染治理培養(yǎng)高端人才。
蓋鑫磊說,他一直銘記著回國的目標(biāo),那是他和祖國藍(lán)天的約定。他希望通過與同行們的共同努力,讓老百姓抬頭就能看到藍(lán)天白云,那時候他可以驕傲地對自己說:“這里面有我的一份貢獻(xiàn)!”