——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)

2013年7月,侯小琳(中)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在青海湖采集沉積物樣品。地球環(huán)境所供圖
2008年,意大利羅馬。在第十一屆加速器質(zhì)譜技術(shù)與應(yīng)用國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議間隙,丹麥技術(shù)大學(xué)終身教授侯小琳被幾位來(lái)自家鄉(xiāng)的科研人員叫住。這位陜西籍科學(xué)家難掩激動(dòng),立即問(wèn)道:“中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)地球環(huán)境所)真的在西安建成加速器質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室了嗎?”
盡管得到了肯定答復(fù),侯小琳依然不敢相信:“這怎么可能?”據(jù)他了解,當(dāng)年國(guó)內(nèi)擁有這類(lèi)頂尖設(shè)備的機(jī)構(gòu)屈指可數(shù),且都集中在專(zhuān)業(yè)核研究機(jī)構(gòu)。一個(gè)西北地區(qū)的環(huán)境研究所,怎么可能擁有這樣的高端設(shè)備?
時(shí)任地球環(huán)境所所長(zhǎng)周衛(wèi)健看出了他的疑慮,便向他發(fā)出邀請(qǐng):“歡迎你回來(lái)看看?!眱蓚€(gè)月后,當(dāng)侯小琳親眼看到已完成調(diào)試的加速器質(zhì)譜儀時(shí),當(dāng)即決定留下來(lái)。
17年彈指一揮間。如今,由侯小琳帶領(lǐng)的環(huán)境過(guò)程示蹤團(tuán)隊(duì)從零起步,建立起具有國(guó)際領(lǐng)先水平的人工放射性核素高靈敏分析技術(shù)體系;通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)測(cè)和理論推導(dǎo),首次系統(tǒng)揭示了我國(guó)環(huán)境人工放射性核素的分布特征、來(lái)源及傳輸機(jī)制,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域多項(xiàng)研究空白。
近日,該團(tuán)隊(duì)榮獲中國(guó)科學(xué)院第六屆科苑名匠稱(chēng)號(hào)。
跨越歐亞的“雙向奔赴”
侯小琳的科研人生,始終與三秦大地血脈相連。他從西北大學(xué)化學(xué)系起步,先后在中國(guó)原子能科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所深造,獲得核化學(xué)碩士和核分析技術(shù)及應(yīng)用博士學(xué)位。1998年,他遠(yuǎn)赴丹麥瑞索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室工作,2003年成為該實(shí)驗(yàn)室研究員,2013年成為丹麥?zhǔn)孜蝗A人教授。
“吃面長(zhǎng)大的,吃米飯就不對(duì)胃口了。”在侯小琳看來(lái),科學(xué)是無(wú)國(guó)界的,但科學(xué)家永遠(yuǎn)有自己的根。
在丹麥的科研歲月里,侯小琳會(huì)特別留意來(lái)自家鄉(xiāng)的報(bào)道。就在羅馬會(huì)議前夕,一則關(guān)于地球環(huán)境所建成加速器質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室的消息引起了他的注意。
“現(xiàn)在回想起來(lái),那根本不是偶遇?!焙钚×招χf(shuō)。他稱(chēng)之為“雙向奔赴”的佳話(huà),而在周衛(wèi)健口中則成了“慧眼識(shí)才”的經(jīng)典事例。“當(dāng)時(shí)還覺(jué)得自己準(zhǔn)備的問(wèn)題有點(diǎn)傻,殊不知對(duì)方也早有準(zhǔn)備。”
最讓侯小琳欽佩的,是周衛(wèi)健和安芷生兩位院士的前瞻性眼光?!霸诜呛搜芯繖C(jī)構(gòu)建設(shè)加速器質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室,地球環(huán)境所是國(guó)內(nèi)第一個(gè)‘吃螃蟹’的?!?/p>
捅破的“窗戶(hù)紙”
回國(guó)伊始,侯小琳迅速組建起環(huán)境過(guò)程示蹤團(tuán)隊(duì)。然而,擁有一臺(tái)先進(jìn)儀器只是起點(diǎn),如何組建專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)、建立運(yùn)行體系才是真正的挑戰(zhàn)。
團(tuán)隊(duì)面臨的第一個(gè)技術(shù)難關(guān)是放射性核素的分離提取?!皬?0升海水中提取的核素僅有10-15克量級(jí),稍有不慎就會(huì)前功盡棄。少到什么程度呢?吹一口氣就沒(méi)了。”侯小琳舉例說(shuō),傳統(tǒng)的教科書(shū)方法往往難以奏效。在他的指導(dǎo)下,團(tuán)隊(duì)掌握并逐步建立了多種核素的獨(dú)特分離技巧,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分離。
2009年加入團(tuán)隊(duì)的研究員張路遠(yuǎn)對(duì)此深有體會(huì)。在進(jìn)行碘-129測(cè)量時(shí),常規(guī)方法需要添加穩(wěn)定同位素碘-127,但這會(huì)干擾測(cè)量結(jié)果?!昂罾蠋熖岢鲇猛逶芈忍娲?,巧妙破解了這一難題。當(dāng)時(shí),這個(gè)思路絕對(duì)是開(kāi)創(chuàng)性的?!睆埪愤h(yuǎn)回憶道。
“這些技術(shù)突破就像捅破一層窗戶(hù)紙?!焙钚×照f(shuō),“關(guān)鍵是要有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累?!?010年,團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)環(huán)境中超微量碘-129形態(tài)分析方法,相關(guān)成果發(fā)表于《分析化學(xué)》。
隨后,團(tuán)隊(duì)以碘-129研究為突破口,開(kāi)創(chuàng)性地將放射分析化學(xué)與大氣科學(xué)、海洋科學(xué)等學(xué)科交叉融合,系統(tǒng)研究了污染物擴(kuò)散、洋流運(yùn)動(dòng)等重大環(huán)境問(wèn)題。
通過(guò)持續(xù)攻關(guān),團(tuán)隊(duì)相繼突破碘-129,钚-239、240等放射性核素超靈敏分析技術(shù)的瓶頸,建立了人工放射性核素分析方法體系。
“如果不了解環(huán)境樣品中碘-129等人工放射性核素的水平和分布,就無(wú)法追蹤其來(lái)源和遷移路徑,更無(wú)法評(píng)估對(duì)環(huán)境的影響?!焙钚×諒?qiáng)調(diào)。這一研究思路為團(tuán)隊(duì)指明了攻關(guān)方向,也為我國(guó)環(huán)境放射化學(xué)研究開(kāi)辟了新路徑。
數(shù)據(jù)重構(gòu)環(huán)境污染真相
侯小琳曾親歷的一場(chǎng)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議,成為團(tuán)隊(duì)開(kāi)展大尺度環(huán)境放射性示蹤研究的起點(diǎn)。侯小琳記得,當(dāng)時(shí)一位日本學(xué)者在會(huì)上提出“日本沙塵暴源自中國(guó)”的觀點(diǎn)?!吧硥m暴的源頭究竟在哪里?污染物又是通過(guò)什么路徑傳輸?shù)模俊边@些疑問(wèn)促使團(tuán)隊(duì)開(kāi)始尋找大尺度污染物遷移新的研究方法。
隨后,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性選用放射性核素碘-129作為環(huán)境示蹤劑?!皩W(xué)術(shù)界已知目前環(huán)境中的碘-129主要來(lái)源于歐洲核設(shè)施釋放。我們的研究發(fā)現(xiàn),這些碘-129能夠跨洲際遷移,不僅影響中國(guó),還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)散至日本等國(guó)家。”侯小琳解釋道。
基于日分辨的大氣實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和歷史沉積記錄,團(tuán)隊(duì)首次完整描繪出環(huán)境放射性污染物的大氣傳輸路徑與機(jī)制。來(lái)自歐洲核燃料后處理廠的揮發(fā)性放射性核素,在北半球西風(fēng)和東亞季風(fēng)的交互作用下,傳輸并擴(kuò)散影響我國(guó)大部分地區(qū)。這一發(fā)現(xiàn)為跨境環(huán)境污染研究提供了重要科學(xué)依據(jù)。
“沒(méi)有準(zhǔn)確數(shù)據(jù),所有討論都是空中樓閣?!焙钚×照f(shuō)。團(tuán)隊(duì)還建立了我國(guó)首部陸地環(huán)境高分辨放射性水平精細(xì)圖譜,為甄別我國(guó)環(huán)境放射性核素主要來(lái)源提供了科學(xué)依據(jù),現(xiàn)已覆蓋陸地、邊緣海及大氣等多個(gè)圈層。
從“儀器維護(hù)”到“核心突破”
2007年,劉起碩士畢業(yè)后便加入地球環(huán)境所,如今他已成長(zhǎng)為加速器質(zhì)譜相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用研究領(lǐng)域的高級(jí)工程師。
2023年底的一次設(shè)備故障讓劉起印象深刻:在前后兩個(gè)月內(nèi),兩臺(tái)加速器質(zhì)譜儀注入磁鐵的高頻高壓絕緣片接連被擊穿?!霸撆浼瓘S報(bào)價(jià)高達(dá)10萬(wàn)余元,且訂貨周期長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月,這讓我們意識(shí)到核心技術(shù)自主的重要性?!彪S后,他們立即啟動(dòng)國(guó)產(chǎn)替代方案,采購(gòu)多種材料自行加工測(cè)試。面對(duì)在毫米級(jí)間隙更換高壓絕緣組件這一極限挑戰(zhàn),團(tuán)隊(duì)僅用3周就完成了首臺(tái)設(shè)備的維修和真空測(cè)試。
“現(xiàn)在設(shè)備近5年年均運(yùn)行機(jī)時(shí)超6000小時(shí),一般故障診斷和維修通常在1天內(nèi)就能恢復(fù)?!眲⑵鹱院赖卣f(shuō)。目前,這個(gè)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“并跑”的轉(zhuǎn)變,對(duì)大部分常用耗材和零部件建立了完整的國(guó)產(chǎn)替代方案。
對(duì)侯小琳而言,實(shí)現(xiàn)科研儀器的自主創(chuàng)新始終是縈繞心頭的夢(mèng)想。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),侯小琳帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與全球頂尖科研機(jī)構(gòu)保持緊密合作。在與世界一流實(shí)驗(yàn)室的協(xié)同攻關(guān)中,團(tuán)隊(duì)的自主創(chuàng)新能力得到提升?!拔磥?lái)10到15年,我們要在科研裝備的自主研發(fā)上實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍?!焙钚×?qǐng)?jiān)定地說(shuō)。
在人才培養(yǎng)方面,團(tuán)隊(duì)目前已構(gòu)建了一個(gè)物理、化學(xué)、放射科學(xué)、環(huán)境、地質(zhì)等多學(xué)科交叉融合的人才體系。在獨(dú)立科研能力培養(yǎng)方面,團(tuán)隊(duì)鼓勵(lì)成員在國(guó)際學(xué)術(shù)舞臺(tái)上發(fā)聲。這種“在實(shí)戰(zhàn)中成長(zhǎng)”的培養(yǎng)模式,使得團(tuán)隊(duì)始終保持創(chuàng)新活力,能在國(guó)家需要時(shí)快速響應(yīng)。
近年來(lái),團(tuán)隊(duì)承擔(dān)科技部科技基礎(chǔ)工作專(zhuān)項(xiàng)等國(guó)家重大任務(wù)十余項(xiàng),開(kāi)展境內(nèi)外放射性污染物的來(lái)源解析,獲得了相關(guān)海域關(guān)鍵核素分布的第一手監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),為外交應(yīng)對(duì)和準(zhǔn)確評(píng)價(jià)其對(duì)我國(guó)海洋環(huán)境的影響提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
“國(guó)家需要時(shí),我們必須頂?shù)蒙?、扛得住?!焙钚×照f(shuō)。
永不停步的科學(xué)追求
“今天的突破可能成為明天的起點(diǎn),甚至?xí)恍碌陌l(fā)現(xiàn)所修正。雖然我們已經(jīng)找準(zhǔn)了方向,但前方的道路依然漫長(zhǎng),國(guó)家需求的召喚和科學(xué)難題的挑戰(zhàn)都在等待著我們?!焙钚×照f(shuō)。
獲獎(jiǎng)后,團(tuán)隊(duì)成員在振奮之余,很快又投入正常工作中。在侯小琳看來(lái),真正的工匠精神體現(xiàn)在3個(gè)維度:一絲不茍的精神、精益求精的精神、永不停步的精神。“這些精神,恰恰是科研的靈魂所在?!?/p>
展望未來(lái),從提升分析精度到拓展應(yīng)用領(lǐng)域,從增加核素種類(lèi)到創(chuàng)新研究方法,再到研發(fā)一套適用于中國(guó)環(huán)境安全的解決方案……這是侯小琳所勾勒出的科學(xué)藍(lán)圖。
“我們的使命就是通過(guò)前瞻性研究,守護(hù)祖國(guó)的綠水青山?!焙钚×照f(shuō),這份責(zé)任激勵(lì)他和團(tuán)隊(duì)不斷前行。
(原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》?2025-07-11?第1版?要聞)
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