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中国科技创新人才
王文兴:让雨滴来讲述“降魔”故事
时间:2015-06-04 14:56来源:科技日报
从工业催化到环境化学,再到教育,在人生的三个阶段里,“环保”二字贯穿始终。王文兴相信,环境化学通过一滴水、一缕烟见微知著,这些年轻人一定会发现更大的世界。

一滴水能折射出太阳的光辉,也能揭示出某些领域的蛛丝马迹。63年来,在显微镜下坚守,王文兴从一滴酸雨中,发现了“另一个世界”。

从四川峨眉山到辽宁凤凰山,在广阔土地上选取271个站点,采下一滴滴降水,日复一日地摸索。这位为环保奉献了一生的老人说:“观滴水可知沧海,懂得见微知著,才能拿到打开‘空中恶魔’的钥匙。”

踏遍山川江河,揭开躲在大气光化学污染、煤烟型污染、大气酸沉降背后的运行秘密;年逾古稀,筹建山东大学环境研究院,首次将量子化学引入环境领域。在漫长而专注的科研生涯中,中国工程院院士、中国环境科学研究院学术顾问、山东大学终身教授王文兴,拿下了多把解决污染问题的“钥匙”。

88岁的先生,拒绝“卸甲归田”。他说:“留给我的时间不多了,但我还想再干几件事。”

57岁转行成为酸雨治理的拓荒者

“这些pH值甚小于5.6的降水,能毒死树根,酸化水体,腐蚀金属和建筑。它们是‘空中恶魔’。”

先生老了,但壮志不减。他总是不厌其烦地提醒自己,也提醒新一代科研人,打败酸雨。

57岁那年,王文兴转行了。之前,他历时26载写就的《工业催化》,是我国在该领域第一部专著,启迪了一批批“催化人”。但1973年一次赴英国考察,成为他转向环境化学的“催化剂”。老牌工业国家英国,两次工业革命带来了GDP,但“清澈的河水被染成灰色,白色的房屋被熏成灰色,漂浮的空气充斥着灰色”。

王文兴说,选择酸雨作为研究方向,是因为在当时我国的大气污染中,酸雨和浮尘是最主要的污染。中国成为仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。

1980年代早期的中国,老百姓并不了解酸雨为何物,但它对水体的侵蚀直观地反映到民间的“顺口溜”里:“七十年代农田灌溉,八十年代水质变坏,九十年代鱼虾绝代。”

治理酸雨,拓荒者没有先例可循。1985年,王文兴背起设备,和同事们爬上了秀美凌厉的峨眉山。

在垂直陡峭的山体上爬上探下,王文兴希望拿到解决国家酸雨研究课题的“倚天剑”。在海拔500米、900米、1914米、金顶3078米四个不同高度布点,反复观测,反复计算,几年间他们找到了解决问题的线索:在甚高于大气边界层的金顶,大气化学反应处于一种动态平衡中。

在大半个中国的土地上监测酸雨动向非常困难。第一难,在如此大的地区,如何设计监测网,真实反映酸雨状况?第二难,动辄十年八年深山大川艰苦环境的考验,在基础研究领域的坚守,并不能换来世俗的“颜如玉”和“黄金屋”——在这里摸索,只有一眼望不到头的苦。

自1986年开始,王文兴先后担任“七五”“八五”“九五”酸雨科技攻关项目组长,领导、组织、实施,并亲自参与现场观测和实验研究工作,在风餐雨宿中慢慢摸索,直至搞清楚我国东部地区降水酸度和化学组成的时空分布。

天道酬勤,他们的系列成果,成为我国出台应对酸雨政策和措施的“奠基之作”。

72岁拿到环境科技领域第一个国家科技进步一等奖

大部分时候,城市是温柔的;风生水起的工业却让城市变得狂躁——工厂和汽车排出大量的SO2、NOx和VOC气体,在空气中尘埃的催化作用和阳光照射下转变为臭氧和细颗粒,原有的化学链遭到破坏,形成煤烟型污染、光化学烟雾和霾。

1980年代的中国,人们并不富裕。如何花最小的经济代价,寻求空气中容许存在的污染物的最大浓度,成为先生和同事们的目标。但大气防治是一项规模宏大的工程,里面涉及污染监测、大气化学、区域传输、生态影响、治理对策等方面,非单枪匹马可以应对。王文兴的对策是以项目为载体,调集国内最专业的人才,组织“联合舰队”攻关。

“每一个项目,我负责组织整个计划,也负责自己的专业,然后从北京大学、中科院等科研机构协调来对口的科学家联合攻关。”王文兴说。

中国环科院承担的国家“六五”攻关项目《大气环境容量》研究中,中国环科院的25名专家,联合北京大学、中科院大气物理所、山西省环保所、山西环境监测总站组成四五十人的“豪华团队”所向披靡。

“联合舰队”运转了近20年,见证了王文兴和同事们拿下国家科技进步三等奖、二等奖直至一等奖。同事们说,作为我国环境科研开拓者之一,先生的爱国之心就包含在这一项项国家需要的成果之中。

1999年,王文兴和同事们拿下我国环境科技领域第一个,也是迄今为止第一个国家科技进步一等奖。有朋友记得,评奖要求这个项目单位第一和个人第一不能归属同一个单位。王文兴的选择是“单位一定要排前面”。“他作为第一负责人,在至高荣耀面前选择‘退让’,这要多大的胸怀啊。”

“学校每顿饭给他提供自助餐,但他嫌贵,每天与学生一起排队打饭,就喜欢一元钱一份的素炒豆芽。”山东大学环境研究院胡敬田说,学校设有院士专项科研活动费,先生不让动用,积攒下来购买仪器设备。有些制度内许可的事情,别人“规劝”,先生却撂下“狠话”:“我清清白白一辈子,你可不能让我犯错误。”

认真,让王文兴的一项项科研成果“开了花”,“结了果”——作为亚洲最大的工业区,我国至今没有发生像欧美那样大规模的酸雨危害事件。

77岁把量子化学理论与方法引入环境化学

“许多污染物在环境中的变化,很难用传统实验方法研究。比如,有的毒性很强,不便操作。用纯理论化学的方法研究环境有害物质,这是一个交叉边缘学科,在环境领域国内没有人做,更需要我带着年轻人去做。”

以77岁“高龄”创建山东大学环境研究院之后,王文兴将量子化学理论与方法引入环境化学领域。

“一般化学反应装置和光化学烟雾箱很难得到化学反应基元过程的细节,特别是在实际环境开放系统中,现有的技术条件往往难以实现。”王文兴留意到了量子化学,随着新理论、新方法的出现,特别是超级计算机的开发和应用,量子化学计算显示出巨大潜力,“它可以解决传统实验方法‘想到却做不到’的细节,还可以解决前者想不到的问题。”

他请来在环境科学领域的拔尖人物张庆竹,连同山大化学院“协同作战”。十年下来,国家基金委学科发展态势评估系列研究报告“化学十年:中国与世界”中,山东大学列为量子化学密度泛函领域论文发表总量排名中国第二位,世界第四位。

1927年出生的王文兴,成长于那个动荡复杂的时代。读书不多的父亲,教会了他“穷人家的孩子唯有读书,方能有所作为”“人要知恩图报,大了要报效祖国”的朴素道理。枪林弹雨没有阻断他的学业。他从未在士大夫经世济国的理想面前停下脚步。

从工业催化到环境化学,再到教育,在人生的三个阶段里,“环保”二字贯穿始终。王文兴说,工业催化为他进入环境科学做了铺垫,而教育延续着他的“环保梦”,自己可以老去,但年轻人才成长起来。王文兴相信,环境化学通过一滴水、一缕烟见微知著,这些年轻人一定会发现更大的世界。

与时间赛跑,王文兴不服老。老去的只是往事。

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