潛心環(huán)境研究 做環(huán)保事業(yè)保駕護航人
—— 記廣東石油化工學院教授王素華

◎ 文/曹 莉

作為一名有責任感的科學家，他對環(huán)境研究情有獨鐘，積極投入到環(huán)境污染物分析方法與檢測技術(shù)的研究上，為環(huán)境保護、實現(xiàn)我國碧水藍天的國家環(huán)保戰(zhàn)略盡著自己的一份心力。

為改善環(huán)境，找到環(huán)境污染物的種類和來源，他鎖定的主要研究方向是環(huán)境化學、環(huán)境污染物分析和公共安全監(jiān)測的基本理論和方法，積極發(fā)展環(huán)境中有害物質(zhì)的高靈敏分析檢測、生化分析與傳感等應(yīng)用技術(shù)，并取得一系列的研究成果，先后發(fā)表110多篇科研論文，獲授權(quán)發(fā)明專利10件，研究成果獲2020年安徽省科學技術(shù)獎一等獎（自然科學類）、2018年中國分析測試協(xié)會科學技術(shù)獎（CAIA獎）二等獎、2020中國發(fā)明協(xié)會發(fā)明創(chuàng)新獎二等獎。這些在環(huán)境污染數(shù)據(jù)分析與快速現(xiàn)場檢測方面的研究成果推動了相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，為環(huán)境監(jiān)測、國家公共安全和食品安全領(lǐng)域做出了重要貢獻。

他就是廣東石油化工學院教授、中國科學院 “百人計劃”科學家王素華。

厚積薄發(fā)，在勤學中開拓納米研究之路

作為一名努力工作的學者，王素華與大多數(shù)科學家一樣，有著一條漫長的求學之路。這是一條厚積薄發(fā)、奮發(fā)進取之路。他是個平淡的人，也是個樂于分享的人。談起學習生涯時，他清晰地講出了自己求學經(jīng)歷：從沂蒙革命老區(qū)的臨沂大學如何到山東師范大學、在中國科學院化學研究所初次接觸科研的趣事、在香港科技大學攻讀博士學位的研究課題等；學生時期的廣泛閱讀學習和深入探索研究，使他掌握和儲備了豐富的專業(yè)知識和能力。

他于2001年獲日本學術(shù)振興會(JSPS)資助，在日本Himeji Institute of Technology (現(xiàn)University of Hyogo) 從事納米技術(shù)研究，2003年加入新加坡國立大學從事納米敏感材料分析檢測研究。這段時期，他在納米材料技術(shù)及其應(yīng)用的前沿研究領(lǐng)域取得了豐碩的科研成果，為他回國后開展的研究工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。2010年初，王素華入選中國科學院引進國外杰出人才“百人計劃”，加入中國科學院合肥智能機械研究所，從事環(huán)境污染檢測與傳感的研究。2019年，他加入廣東石油化工學院，這是一所發(fā)展快速、特色鮮明、在石油煉化和環(huán)境工程應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)先的高水平理工科大學。他在學校支持下組建了“環(huán)境與安全檢測技術(shù)”創(chuàng)新團隊，全面推動產(chǎn)學研合作與創(chuàng)新。

科研成果豐碩的他，在產(chǎn)學研上也同樣出色。得益于長期從事光譜分析和物理化學的基礎(chǔ)研究，發(fā)現(xiàn)了納米材料可應(yīng)用于可視化熒光分析體系，并在熒光光譜分析領(lǐng)域取得了突破。他致力于半導體量子點及有機分子配合物的熒光光譜分析檢測新原理新方法的研究，取得了一系列具有創(chuàng)新性的科研成果。比如，熒光量子點表面分子結(jié)構(gòu)響應(yīng)的比率熒光分析方法中，設(shè)計制備了具有比率熒光信號的雙色納米復合物，通過其表面分子功能化獲得對爆炸物梯恩梯(TNT)的特異識別能力，并制備了紙質(zhì)傳感器，創(chuàng)造性地結(jié)合指紋提取技術(shù)實現(xiàn)了不同物體表面痕跡量TNT殘留微粒的可視化檢測。這種紙質(zhì)傳感器便于攜帶和操作，無需使用大型儀器，只需要通過特制的便攜式信號采集設(shè)備，就可實現(xiàn)TNT的現(xiàn)場實時快速檢測，選擇性高。相關(guān)研究成果作為代表作之一榮獲2020年安徽省科學技術(shù)獎一等獎（自然科學類）。

他說：“氮氧化物自由基（NOx）既是一級氣態(tài)污染物，是霧霾和光化學煙霧發(fā)生的元兇，也是一種重要的細胞內(nèi)信號分子，NOx自由基的跟蹤與檢測對于大氣污染的防治和深入理解生命化學過程具有重要的科學意義，然而這種低濃度、短壽命自由基的高選擇性和高靈敏度的直接檢測一直是分析檢測領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)。研究團隊針對NOx自由基，通過金屬配合物在熒光量子點表面的分子工程，設(shè)計和構(gòu)建了基于共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）機理和表面結(jié)構(gòu)響應(yīng)的熒光探針，實現(xiàn)了對NOx的直接熒光增強型檢測。”這種方法既能應(yīng)用于大氣環(huán)境中NOx的分析檢測，也能對細胞中氮氧自由基進行成像示蹤。

王素華的求學科研經(jīng)歷，驗證了一名普通的研究者要有所成必須善學善成、善作善為的樸素道理。

碧水藍天，在夢想中致力研制霧霾克星

曾幾何時，“霧霾”這個不速之客遮蔽了藍天，侵害著人類的健康，藍天白云成了普通大眾的奢望。為了找出“霧霾”的成因和過程，掌握蘊藏其中的機理，王素華開始致力攻克霧霾檢測方法的難題。

2012年初，他與新加坡國立大學的黃德健教授合作，獲得了國家自然科學基金委的立項資助，開展“大氣污染物氮氧化物與二氧化硫的可視化檢測方法研究”，這項研究為王素華向“霧霾”開戰(zhàn)打通了路徑。

在這場沒有硝煙的戰(zhàn)斗中，他勇敢地拿起手中的科技武器，堅定著誓要撥開霧霾見碧水藍天的夢想。他率領(lǐng)研究團隊經(jīng)過長期研究和檢索文獻資料發(fā)現(xiàn)，空氣中一些氣體自由基小分子，像氮氧化物（NOx）和臭氧（O3）等是霧霾誘因中的“壞蛋”，它們能直接或間接影響著人類的健康；而大氣中的氣態(tài)分子污染物也可以被氧化聚集成核，對PM2.5等細微顆粒物的形成具有促進作用。

他介紹道：“摸清這些‘壞蛋’的含量分布及變化，是認識這些活性物質(zhì)在大氣中的遷移規(guī)律、演變過程和探索霧霾形成機制的科學基礎(chǔ)。但這些氣態(tài)自由基看不見也摸不著，且具有反應(yīng)活性高和多組分并存等特點，高選擇性和高靈敏的檢測極為困難，是環(huán)境分析化學研究領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)?！庇谑?，他帶領(lǐng)團隊圍繞氣態(tài)污染物的可視化檢測研究展開了一系列重要且有價值的研究。他們通過多學科交叉思路，先后建立了對NO、NO2、SO2、O3、H2O2和 HOCl等 氣態(tài)污染物高選擇性的增強熒光和比率熒光分析方法，其中基于量子點的熒光開關(guān)檢測NO自由基和氣態(tài)NO2的增強熒光探針也可用于細胞的相關(guān)分析檢測和成像分析。這些高選擇性高靈敏的檢測分析方法為深入探索大氣中有害細微粒的形成機制與作用奠定了方法基礎(chǔ)，對于治理大氣污染具有重要的科學意義。發(fā)明的“基于熒光信號開關(guān)的有害物質(zhì)檢測方法”實現(xiàn)了幾種常見農(nóng)藥殘留的通用可視化檢測方法，研究成果獲得發(fā)明專利4件，并分別在高水平國際期刊發(fā)表,為大氣污染分析和食品安全檢測提供了新型的分析方法和技術(shù)手段，獲得了國內(nèi)外學者的關(guān)注與認可。所取得研究成果也受到社會廣泛關(guān)注，《科學中國人》“創(chuàng)新之路”進行專訪并刊發(fā)“向霧霾宣戰(zhàn)”（2015.09）。相關(guān)研究成果作為主要代表分別榮獲2018年中國分析測試協(xié)會“科學技術(shù)獎（CAIA）獎”和2020年度中國發(fā)明協(xié)會“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎?創(chuàng)新獎”。

近年來，他在產(chǎn)學研合作創(chuàng)新工作中創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟和社會效益。據(jù)介紹，他研究發(fā)明的爆炸物等現(xiàn)場快速檢測技術(shù)體系突破了此類檢測需要大型儀器設(shè)備難題，解決了交通樞紐人流大、現(xiàn)場無法快速篩查的難題，推動了我國公共安全技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了明顯的社會效益。又如，他研究取得的農(nóng)藥殘留快速檢測方法，在部分地區(qū)農(nóng)貿(mào)批發(fā)市場水果農(nóng)藥殘留含量監(jiān)測中，能現(xiàn)場快速獲得分析數(shù)據(jù)，極大地降低了人工成本和儀器耗材等成本。他發(fā)明的亞硝酸根熒光分析方法，被成功應(yīng)用于華北電力大學“應(yīng)用化學”專業(yè)本科生“分析化學實驗”實踐課程的教學，取得了良好的教學效果，并獲得了教學成果獎。作為北京市僑聯(lián)第十五屆委員會委員和昌平區(qū)海外聯(lián)誼會第二屆理事會理事，他還對區(qū)域環(huán)境保護問題積極建言獻策。

作為一名有責任感的科學家，王素華積極響應(yīng)國家環(huán)保戰(zhàn)略，引領(lǐng)和激勵著團隊中的青年科研人員奮勇向前，堅定地持續(xù)開展科學和應(yīng)用研究，為我國環(huán)保事業(yè)保駕護航。