很多人听说过二噁英,却不知道仅80克的二噁英可以毒死80万人。它被称为“世纪之毒”,美国雏鸡浮脚病事件、越战橙剂事件、日本米糠油事件、乌克兰前总统尤先科毁容事件等,都有二噁英的身影。
敢于与剧毒对抗的人群,科学家从不曾缺席。就像今天的主人公,东方理工大学(暂名)协理副校长、讲席教授蔡宗苇,从小怀揣着一个教授梦,却没想到一辈子与毒、与污染物对抗到底。
不久前,蔡宗苇因其突出贡献,当选2024年度中国化学会会士。
蔡宗苇。受访者供图
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能造福人类的研究
位于德国中西部的马尔堡市,露天广场上每年都举办音乐戏剧节和啤酒节,盛装的人们的欢笑声回响在兰河畔。来到此地的人大多并不知晓,这附近二战期间曾经有一个重要兵工厂,大量垃圾包括TNT在内无法马上处理掉,只能在地里铺几张大号的塑料膜,进行填埋处理。对抗污染物的重任交给了阳光、土壤、蚯蚓等微生物,降解时间极其漫长。
若干年后,前来考察的蔡宗苇看到、闻到的却是,河中的水泛黄,空气中飘过TNT特有的刺鼻味道,甚至经过处理的居民饮用水也残留同样的气味。
德国政府将治污的重任交到蔡宗苇的博士导师之一、马尔堡大学施泰恩巴赫博士手中。“这项研究与民生直接相关,是一个能造福人类的研究。”蔡宗苇不禁小激动了一把,从此走上了环境分析化学之路。
与二噁英第一次“正面交锋”是他在美国内布拉斯加大学做博士后期间。他的导师、内布拉斯加大学教授格罗斯给了他两个研究方向——一个是二噁英研究,另一个与他在德国做的工作一模一样,治理地下水污染。
二噁英研究吸引了蔡宗苇。二战期间,越南游击队一头扎进茂密的森林中,美国飞机在空中失去了目标,于是撒下大量的橙剂,橙剂所到之处寸草不生,视觉障碍固然扫清了,但巨大的污染也由此造成了。橙剂中含有二噁英及其前聚体,经光照、生物降解会形成二噁英。战后,当地人的皮肤癌高发、不孕不育,出现五只脚的青蛙,都与此有关。
制造橙剂的化工厂,也面临着马尔堡兵工厂的同款问题,土地无法焚烧,即便烧也烧不完,只能和德国做同样的填埋处理。由于毒性强、人迹罕至,此处螃蟹横行。蔡宗苇开发了一种高分辨质谱分析方法,在螃蟹体内检测出新型的二噁英——硫代二噁英。
硫代二噁英是怎么产生的呢?原来工业生产往往采用硫磺做最后处理,硫磺既可解毒,也可消除味道,但是硫与二噁英的结合,就会产生这种新的有害物质。这一重大发现系国际上首次,上世纪90年代发表在环境化学的顶刊《环境科学与技术》上,彼时国人在该刊物上发表的文章很少,而蔡宗苇一发就是两篇。
青年时期蔡宗苇似乎一切顺利,唯一的“不顺利”恐怕是,初到美国时,有半年的时间他的德式英语成为组里的笑料。要知道在德国撰写博士毕业论文可供选择的语种有英语或德语,他当时选择用德文写博士论文和博士学位答辩。
未泯的教授梦
1999年的一天,蔡宗苇坐在宽敞的办公室里,心中却空落落的。此时的他已是全球最大医药公司之一葛兰素维康的首席科学家,也是在公司中唯一能招工业博士后的人。公司最鼎盛时期,甚至还有飞机直接接送高管往返于美国北卡罗来纳州与英国曼彻斯特市。
可儿时,那个教授梦却如潮水一般,奔涌而至。
“你长大想干什么?”生活在福州蔡氏大家族,老辈人捋着花白的胡须问道,一众亲戚齐刷刷地注视着他。
“我长大想做一名教授。”儿时的蔡宗苇应声答道。虽然他并不知道教授是做什么的,但多少受到当过私塾先生的父亲的影响,对教授一职充满了崇拜。学霸如蔡宗苇,1978年考入厦门大学化学系,再去到德国、美国留学。
在一次家庭聚会中,叔公提醒他,父母年事渐高,而在太平洋彼岸的他却鲜有机会回国,真有事回来一趟很不容易。“要做就做中国的教授,我希望能够报效祖国,能跟祖国有更多的联系。”蔡宗苇暗自下决心。
2000年引荐他回国的人是,当时香港浸会大学理学院院长和立法会委员吴清辉。他非常了解香港的重大民生问题,其中之一便是垃圾焚烧炉可能产生的二噁英污染。可要建垃圾焚烧炉,市民反对、绿色组织反对、NGO反对……当时的立法会为此吵得不可开交。争吵的一个原因还在于,缺乏专业的机构做检测、环评。
2003年,蔡宗苇在香港浸会大学成立了二噁英分析实验室,这是全国首批之一,也是全港唯一的非政府管辖的二噁英分析实验室。吴清辉的判断精准,很快便有了第一个应用场景。
香港特区政府打算在机场附近建迪斯尼乐园,此处碧海银波,甚是秀丽。可这里也曾是造船厂洗污的地方,柴油经过不完全燃烧产生的二噁英,波及3万立方米的土壤、沙滩。可是政府已在此做了大量投资,如果贸然放弃,经济损失非常严重。
政府把目光投向二噁英分析实验室,并最终采用了热解析技术,用热水和酒精盥洗土壤的方案,做大面积处理。这项浩大的工程,最后追加到了近10亿港元的投入。蔡宗苇领导的二噁英实验室负责处理过程中二噁英的检测,检查热解析的二噁英清除效率,以及处理是否达标,直至工程的顺利结束。
故事并没有完结。把污染的土壤洗脱后,产生了几百桶的残渣。怎么处理这几百桶高浓度的残渣,公众又再次吵得不可开交。
机场附近没有焚烧炉,埋在地下市民肯定不同意;运去十几公里外焚烧,路过青马大桥,运输中要是泄露了怎么办;焚烧区附近有居民区,不完全燃烧会不会使得二噁英转移到大气中?……“不要争吵了,我们请蔡教授来做鉴定。”政府又再次把目光投向了科学家。
“不管任何风险,我都不怕,我一定要给市民和政府一个交代。”蔡宗苇带领实验室人员一趟趟往返于焚烧区采样和分析。“我们用数据证明了,焚烧对附近的居民没有任何影响。”这才让市民放下了戒心,同意把一两百桶残渣运往目的地焚烧,解决了香港的一个重大污染隐患。
之后,该实验室将可测试的类别范围由环境样品扩大至食品。2011年,蔡宗苇凭借《典型持久性有毒污染物的分析方法与生成转化机制研究》的研究项目,与中国科学院生态环境研究中心合作者一起获国家自然科学奖二等奖。
2013年,香港浸会大学获批成立“环境与生物分析国家重点实验室”,蔡宗苇担任实验室主任。
“做与民生有关的研究”
本世纪初,香港吸引到蔡宗苇的是,科研创新的氛围,以及离老家福州一两小时的飞行时长。
如今,内地“基础研究+科研创新+制造业”的结合,同样让他眼前一亮。“科研创新一定要有主打的制造业,从这一点来说,香港科研的用武之地不如内地的一些城市。”蔡宗苇告诉《中国科学报》。
做了40年环境化学、分析化学质谱研究,他将“做与民生有关的研究”的理念,从大湾区延续到了长三角,加入宁波东方理工大学,担任协理副校长和理学部主任。
此前,他在大湾区做新型污染物——微塑料研究,首次开发质谱方法检测微塑料溶度,弥补了以往用“颗粒”数量表征微塑料的不足,解决了相关环境毒理和人体健康研究中瓶颈问题,深圳、香港因此加强了对塑料的管控。
作为质谱分析研究领域的著名学者,他受联合国环境规划署聘请,编写亚太区持久性有机污染物监测和控制报告《斯德哥尔摩公约》。中国化学会评价道,蔡宗苇的工作有力推动了我国环境化学学科的发展。
在港口城市宁波,大轮船的外壳很容易粘上海蛎等贝壳类生物,通常制造商会涂上一层化学物质,防止贝类粘连,这种涂料不仅会导致贝类致死,却也可能会影响人类健康。“这是我目前最关心的课题之一,也是与民生相关。”为此,他时常往返舟山港、北仑港进行采样分析。
儿时的教授梦在宁波更加“鲜活”起来。在这里他期待看到一个小而精、高水平的新型研究型大学,由社会力量组织、政府支持。“我已经年逾六十,科研上的贡献再大,也不如亲自上阵做一番育人事业的贡献大。”
在这里有一群与他志同道合、且他崇拜的人。韦尔股份创始人虞仁荣捐资300亿元办学,平时却穿着布鞋、开会吃盒饭、出差坐经济舱;宁波东方理工大学校长陈十一曾挂帅南方科技大学,如今再创新校……“我的教授梦在这里有了新使命。”蔡宗苇如是说。
蔡宗苇(左二)指导学生。受访者供图
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