新(xīn)聞中(zhōng)心

“吹哨人”（Whistleblower）起源于英國(guó)警察發現有(yǒu)罪案發生時吹哨子以引起同僚和民(mín)衆注意。由此延伸，當前“吹哨人”概念，往往是指發現危機預兆後，第一時間發出預警信号，以期待引起政府、社會或者他(tā)人迅速警惕，并采取積極應對行動。因為(wèi)吹哨人的存在，人們得以在危機發生前采取措施，從而規避或者最大限度減少傷害和損失。

在中(zhōng)國(guó)的環境安(ān)全領域，張大奕教授便是這樣一位“吹哨人”。少年求學(xué)、海外深造、歸國(guó)報效，過往20餘年裏，他(tā)始終緻力于環境污染物(wù)與生物(wù)風險的快速檢測技(jì )術開發和在線(xiàn)監測設備的研制工(gōng)作(zuò)。

生态環境是關系民(mín)生的重大社會問題，環境風險評估是生态環境管理(lǐ)的重要環節，也一直是國(guó)際科(kē)學(xué)前沿和研究熱點。在這條艱苦卓絕的科(kē)研道路上，張大奕總是沖在最前面的人。然而，沖在前面同時便意味着——他(tā)需要吃更多(duō)的苦，突破更多(duō)的技(jì )術壁壘，遭遇更多(duō)的艱難險阻，解決前人沒有(yǒu)能(néng)解決的“疑難雜症”。

——題記

科(kē)研報國(guó)正當時

——“科(kē)技(jì )工(gōng)作(zuò)者一定要勇做突破學(xué)科(kē)前沿的奮進者、敢做面向國(guó)家重大需求的實踐者、甘做為(wèi)人民(mín)服務(wù)的奉獻者。”

45歲的張大奕身上貼着若幹個獨具(jù)個性的“标簽”：能(néng)寫出一手精(jīng)巧合律古詩詞的“文(wén)藝青年”，清華園裏攻讀十載完成本碩博連讀的清華博士，曆經9年英倫深造時光、得到世界名(míng)校熏陶與磨砺的“海歸”，在環境事故突發時經常第一時間出現在第一現場的“逆行者”……

張大奕（1998級本、2002級博，環境）

這是一位拒絕平庸的中(zhōng)年人，他(tā)堅信唯有(yǒu)激流勇進、不畏艱險，方能(néng)中(zhōng)流擊水、抵達目标。多(duō)年海外留學(xué)與工(gōng)作(zuò)經曆的浸染，讓他(tā)具(jù)有(yǒu)了幾分(fēn)西方式的直率與坦誠，但在舉手投足間，依然不難發現，刻在他(tā)内心深處的那種屬于中(zhōng)國(guó)傳統知識分(fēn)子的風骨與擔當。

28年前，中(zhōng)國(guó)正在改革開放經濟增長(cháng)的快車(chē)道上疾馳。彼時，在經濟大發展的背景下，環境科(kē)學(xué)還不是一門顯學(xué)，沒有(yǒu)引起國(guó)人足夠的重視。但是張大奕的父親敏銳地意識到，世界上任何一個國(guó)家在加速工(gōng)業化和城市化的進程中(zhōng)，難免要以犧牲環境為(wèi)代價。自然資源的過度開發、環境惡化和生态破壞，加之13億基數之上人口的不斷增長(cháng)，未來會讓中(zhōng)國(guó)面臨日益沉重的壓力。到那個時候，解決環境污染等問題就會成為(wèi)國(guó)家可(kě)持續發展的關鍵。為(wèi)此，在父親的建議下，“文(wén)藝青年”張大奕放棄了對文(wén)學(xué)的追求，考取清華大學(xué)環境學(xué)院，後來師從我國(guó)知名(míng)環境學(xué)家李廣賀教授，研究地下水中(zhōng)污染物(wù)的遷移轉化規律。

2009年，博士畢業後的張大奕開啓了英倫深造的生涯，先後在謝(xiè)菲爾德(dé)大學(xué)、蘭卡斯特大學(xué)學(xué)習與工(gōng)作(zuò)，一頭紮進了世界尖端科(kē)技(jì )的海洋，争分(fēn)奪秒(miǎo)地汲取着營養。這段經曆讓他(tā)獲益匪淺，如同為(wèi)他(tā)的科(kē)研世界打開了一扇窗，讓他(tā)呼吸到新(xīn)鮮的空氣，欣賞到了别樣的風景。

也正是在英國(guó)，張大奕意識到自己從前所研究的水文(wén)地質(zhì)方向有(yǒu)點“傳統”，因為(wèi)“能(néng)解決的問題基本都已經解決了，國(guó)家層面和專業層面的需求似乎沒有(yǒu)那麽迫切”。通過對國(guó)家未來5～10年的發展需求進行調研，張大奕認為(wèi)土壤和地下水污染防治将是一個與時俱進的新(xīn)課題。作(zuò)為(wèi)世界上最大的發展中(zhōng)國(guó)家，中(zhōng)國(guó)需要先進的土壤和地下水污染監測和管控技(jì )術，與之相關的人才一定會成為(wèi)社會亟需。

擇己所長(cháng)，擇世所需。國(guó)家的需求就是科(kē)技(jì )工(gōng)作(zuò)者沖鋒的方向。于是，張大奕做出了一個大膽的決定，将自己的研究内容從原來偏向傳統水文(wén)地質(zhì)的污染物(wù)遷移轉化機制轉變為(wèi)環境污染物(wù)的在線(xiàn)檢測和風險評估。張大奕明白，作(zuò)為(wèi)環境健康風險的評估者，最大的職責就是争取在那些潛在的風險還沒有(yǒu)造成大規模破壞之前認識其可(kě)能(néng)的危害，并尋找出對策。

當然，困難總是時時刻刻存在的，張大奕當時遭遇的最大瓶頸便是跨方向帶來的知識鴻溝。“雖然都屬于環境科(kē)學(xué)，但是從水文(wén)地質(zhì)到環境檢測，還是有(yǒu)着很(hěn)大不同，需要惡補的功課非常多(duō)。首要的就是分(fēn)子生物(wù)學(xué)。”張大奕解釋道，水文(wén)地質(zhì)涉及更多(duō)的是模型計算，而環境污染物(wù)的在線(xiàn)檢測和風險評估，則是以分(fēn)子生物(wù)學(xué)為(wèi)核心，“我的生物(wù)學(xué)儲備幾乎是一張白紙，必須抓緊時間把這塊内容從零開始補上來。”

做學(xué)問沒有(yǒu)捷徑，張大奕選擇了最“笨”的方式。在最初的兩年時間裏，他(tā)将博士後工(gōng)作(zuò)之餘的所有(yǒu)時間都用(yòng)在了圖書館裏面自習，鑽研國(guó)外的生物(wù)學(xué)專著，從生物(wù)學(xué)基礎一直到最新(xīn)的前沿生物(wù)技(jì )術，他(tā)一年啃完了20多(duō)本“大部頭”。這讓張大奕在不知不覺中(zhōng)完成了從“業餘”到專家的華麗轉身。

經過兩年的痛苦“折磨”，張大奕迎來了在英國(guó)的第一個突破。2011年，他(tā)設計并制作(zuò)出一款全細胞生物(wù)傳感器，用(yòng)以評估環境中(zhōng)石油烴的風險，獲得業内的良好反響。之後的兩年間，張大奕每天泡在實驗室裏将近20個小(xiǎo)時，沉浸在做不同的分(fēn)子生物(wù)學(xué)實驗中(zhōng)，制作(zuò)多(duō)種類型的生物(wù)傳感器，用(yòng)來檢測不同的污染物(wù)及其毒性。

2013年，張大奕來到蘭卡斯特大學(xué)任教。成為(wèi)一個獨立項目負責人，他(tā)有(yǒu)了更多(duō)根據自己的想法開展研究的自由。“回顧之前在英國(guó)的工(gōng)作(zuò)，我反思最初考慮得還不夠全面。生物(wù)傳感器隻是一個檢測設備的元件，并不是檢測設備全部。隻把目光停留在傳感器上是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。”因此，張大奕在蘭卡斯特大學(xué)期間，除了繼續開發新(xīn)型生物(wù)傳感器外，還做了比較多(duō)轉型于設備化的工(gōng)作(zuò)。

機會總是留給有(yǒu)準備的人。在環境科(kē)學(xué)的探索領域裏，張大奕正是這樣一個時刻準備着的人。他(tā)在研究上一直保持着活躍，源源不斷做出了一系列傑出的原創性工(gōng)作(zuò)，不僅跻身于國(guó)際研究的前沿行列，同時也用(yòng)他(tā)的表現赢得了國(guó)外同行對于中(zhōng)國(guó)科(kē)研工(gōng)作(zuò)者的尊重。

與此同時，一腔赤子情懷的張大奕時刻關注着國(guó)内環境科(kē)學(xué)技(jì )術的發展。正如當初他(tā)所判斷的，随着中(zhōng)國(guó)經濟的持續快速發展，城市化和工(gōng)業化進程不斷加快，環境污染日益嚴重，國(guó)家對環保的重視程度也越來越高，正積極探索代價小(xiǎo)、效益好、可(kě)持續的環境保護新(xīn)技(jì )術與新(xīn)道路。

2016年，國(guó)家針對土壤和地下水的污染問題出台了《土壤污染防治行動計劃》。這個計劃的出發點是保障農産(chǎn)品質(zhì)量和人居環境安(ān)全，核心是改善土壤環境質(zhì)量，促進土壤資源永續利用(yòng)。土壤與地下水的污染檢測與治理(lǐ)一向是全球性的難題，不過歐美國(guó)家已經走過近百年的研究道路，有(yǒu)了較成熟的應對模式，而中(zhōng)國(guó)的土壤與地下水環境研究才剛剛起步，“一窮二白”。

在海外的幾年時光，張大奕明顯感受到了西方發達國(guó)家對中(zhōng)國(guó)的科(kē)技(jì )封鎖與圍剿，同時也目睹了中(zhōng)國(guó)科(kē)技(jì )界對于人才的渴求和招募。越來越多(duō)重量級的海外人才紛紛回國(guó)發展，這些戰鬥在科(kē)研第一線(xiàn)的人才在歸國(guó)的同時也把國(guó)際标準和國(guó)際前沿思想帶回了國(guó)内。盡管身在國(guó)外多(duō)年，但是張大奕和國(guó)内一直保持着聯系與合作(zuò)，也一直密切關注着國(guó)内環境科(kē)學(xué)領域的發展。

2017年年初，恩師的一個越洋電(diàn)話令張大奕的似箭歸心更加堅定。“當時老師的話并不多(duō)，但那一句‘祖國(guó)現在需要你’就足夠了！”張大奕表示，“我在清華是環境工(gōng)程專業出身，一直接觸水文(wén)地質(zhì)領域，對土壤比較了解。在英國(guó)做的工(gōng)作(zuò)，又(yòu)以環境污染物(wù)的檢測和風險評估為(wèi)主。我希望能(néng)夠利用(yòng)對國(guó)外前沿技(jì )術的了解，再結合我在國(guó)内的研究基礎，針對中(zhōng)國(guó)現階段發展中(zhōng)土壤和地下水污染的特性，開發出适合中(zhōng)國(guó)的、具(jù)有(yǒu)自主知識産(chǎn)權的檢測設備和風險評估方法，能(néng)夠早一天走到國(guó)際的前列”。

2018年6月，張大奕毅然放棄了國(guó)外的優厚待遇全職回國(guó)從零開始。多(duō)年的海外經曆讓他(tā)養成從更長(cháng)遠(yuǎn)的方向考慮問題的思維習慣，從未來的角度來判斷今天的決策是否正确，但在張大奕内心，科(kē)研報國(guó)這件事沒有(yǒu)第二個選項。

張大奕（左五）作(zuò)為(wèi)聯絡組組長(cháng)，帶領成員在華南海鮮市場采樣

用(yòng)平生所學(xué)報效家國(guó)——正是張大奕年少時的志(zhì)向。他(tā)說：“在這樣一個偉大的時代，如果國(guó)家需要我時，我卻沒能(néng)為(wèi)祖國(guó)偉大複興的進程盡一份力，這才是人生無可(kě)彌補的遺憾！”

破解新(xīn)時代環境難題

——“我們創造了很(hěn)高的GDP，但怎樣才能(néng)把經濟上的繁榮轉化為(wèi)幸福感，造就一個和諧、安(ān)全、健康的社會？”時代在與時俱進，問題也在随之不斷地叠代更新(xīn)，擺在以張大奕為(wèi)代表的環境科(kē)技(jì )工(gōng)作(zuò)者面前。

“綠水青山(shān)就是金山(shān)銀山(shān)！”随着經濟水平的飛速提升，山(shān)清水秀、安(ān)全健康的生态環境，承載着人民(mín)群衆對于美好生活的向往，提振着人民(mín)群衆的獲得感和幸福感。這既需要國(guó)家從法律法規層面搭建整體(tǐ)框架，更需要千千萬萬名(míng)從業者盡快提升科(kē)學(xué)技(jì )術水平，積極地投身到環境生态建設的領域中(zhōng)去。

土壤與地下水污染具(jù)有(yǒu)隐蔽性、長(cháng)期性和難恢複性的特點，相關問題的解決面臨着衆多(duō)挑戰，包括污染物(wù)的分(fēn)析與識别、毒性的診斷與表征、微生物(wù)群落與響應的解析，以及科(kē)學(xué)有(yǒu)效的修複等。張大奕認識到如果隻是簡單地做些理(lǐ)論研究是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要将科(kē)研成果有(yǒu)效地轉化為(wèi)“工(gōng)具(jù)”，以應對國(guó)家發展中(zhōng)亟待解決的環境問題。

時代的考題常考常新(xīn)。張大奕回國(guó)之後，首先厘清了中(zhōng)國(guó)環境污染物(wù)檢測和風險評估的技(jì )術痛點。在他(tā)看來，之前傳統的檢測手段都是在實驗室裏完成的，但實際上污染是個動态過程，需要在線(xiàn)監測設備在現場對污染物(wù)的實時變化，以及對可(kě)能(néng)出現的突發性污染事件做出及時反饋。這種在線(xiàn)監測設備對于智能(néng)化、自動化、集成化水平的要求非常高。另外，高端檢測設備的先進技(jì )術和核心部件大多(duō)數依賴于國(guó)外，不可(kě)避免地會遇到“卡脖子”的風險，而土壤和地下水的數據均屬于國(guó)家機密，如果使用(yòng)國(guó)外芯片或者國(guó)外的數據傳輸模式的話，很(hěn)有(yǒu)可(kě)能(néng)會造成資料洩露，帶來國(guó)家安(ān)全方面的隐患。

考題既出，張大奕下筆(bǐ)破卷。他(tā)将在英國(guó)學(xué)到的新(xīn)知識、新(xīn)技(jì )術和新(xīn)工(gōng)藝，有(yǒu)針對性地同中(zhōng)國(guó)的實際情況進行了深入融合，随之提出了新(xīn)的檢測技(jì )術理(lǐ)念和解決在線(xiàn)檢測問題的技(jì )術方案，形成具(jù)有(yǒu)自主知識産(chǎn)權和自主生産(chǎn)能(néng)力的核心部件，一舉打破國(guó)外的壟斷。

“我們檢測的核心目的是要識别出環境當中(zhōng)污染物(wù)的種類、數量、含量、危害，傳統環境風險監控與評估技(jì )術大多(duō)針對單一介質(zhì)中(zhōng)的單一環境風險因子，現在我們國(guó)家面臨着嚴峻的環境污染問題，出現很(hěn)多(duō)新(xīn)污染物(wù)及特征性污染物(wù)，已有(yǒu)檢測技(jì )術具(jù)有(yǒu)操作(zuò)複雜、成本高、周期長(cháng)等局限性，難以準确評估複合污染風險，無法精(jīng)準追溯風險來源。”張大奕解釋道。

針對現有(yǒu)生物(wù)傳感器檢測目标污染物(wù)數量少、特異性和靈敏度不足的問題，張大奕提出了調控子基因堿基修飾和調控蛋白三維空間構型優化的生物(wù)傳感器構建新(xīn)方法，通過基因工(gōng)程修飾和調控蛋白定向進化的方式，成功構建了多(duō)環芳烴、石油烴和生态毒性生物(wù)傳感器，拓展了生物(wù)傳感器的應用(yòng)範圍，并将檢測靈敏度由2～5mg/L提升到0.1mg/L，檢測時間由24～48小(xiǎo)時減少到2小(xiǎo)時，實現了污染物(wù)含量和毒性的快速精(jīng)準測定。

針對單獨使用(yòng)生物(wù)傳感器或生物(wù)光譜技(jì )術無法識别複合污染條件下的生态風險來源這一技(jì )術局限，張大奕提出了“生物(wù)傳感-生物(wù)光譜”耦合的環境風險因子溯源技(jì )術理(lǐ)念，并開發了系統性解決方案。他(tā)帶領團隊通過開發正則化分(fēn)析和人工(gōng)神經網絡回歸算法，解決了傅立葉紅外（FTIR）和拉曼（Raman）光譜大數據處理(lǐ)難題，建立了可(kě)以全譜分(fēn)析和自動分(fēn)類的光譜解析支持向量機（SVM）模型，實現了基于生物(wù)光譜學(xué)的典型污染物(wù)快速自動識别。這一技(jì )術成功用(yòng)于環境樣本中(zhōng)不同類型微塑料的自動檢測與分(fēn)類。通過開發深度卷積神經網絡算法，張大奕解決了生物(wù)傳感細胞複雜光譜特征峰深度解析難題，不僅可(kě)以甄别典型污染物(wù)造成的生物(wù)傳感細胞光譜變化，還可(kě)以準确識别出活性氧生成、DNA損傷、蛋白活性抑制和細胞膜損傷4種典型毒性機制造成的細胞損傷特征，區(qū)分(fēn)六價鉻、銅等重金屬和多(duō)環芳烴、農藥等有(yǒu)機污染物(wù)的毒性機制，在複合污染物(wù)條件下精(jīng)準識别毒性來源（風險溯源準确率88.5%），具(jù)有(yǒu)通量高（同時檢測96～384個樣品）和速度快（<10秒(miǎo)/樣品）等特點，适用(yòng)于複雜環境樣本中(zhōng)多(duō)種污染物(wù)生态毒性的快速甄别和風險精(jīng)準溯源。

針對現有(yǒu)環境風險監控預警設備對國(guó)外技(jì )術依賴度較高、核心元器件國(guó)産(chǎn)化水平亟須提高、靈敏度和可(kě)靠性亟盼增強等應用(yòng)難點，張大奕創新(xīn)性地提出了生物(wù)梯度擴散薄膜理(lǐ)念，采用(yòng)細胞印刷技(jì )術将生物(wù)傳感細胞固定于梯度擴散薄膜中(zhōng)，利用(yòng)梯度擴散薄膜測定可(kě)溶态污染物(wù)含量、生物(wù)傳感細胞信号測定污染物(wù)毒性水平、拉曼生物(wù)光譜信号甄别毒性機制，構建了商(shāng)用(yòng)化的生物(wù)梯度擴散薄膜芯片，解決了拉曼光譜儀光栅國(guó)産(chǎn)化技(jì )術難題，優化了光纖光子檢測器和光纖拉曼光譜儀的檢測靈敏度和精(jīng)确度，研制出模塊化的生物(wù)熒光與光譜檢測元器件、環境樣本自動采集系統，開發出“生物(wù)傳感-生物(wù)光譜”耦合的“污染物(wù)生态毒性在線(xiàn)檢測設備”。這一設備的關鍵模塊均為(wèi)自主研發，實現了土壤和地下水修複過程中(zhōng)污染物(wù)實時在線(xiàn)監控，有(yǒu)效支撐地下水水質(zhì)長(cháng)期監控、河流監測斷面重金屬水質(zhì)在線(xiàn)監測、污染場地修複工(gōng)程過程中(zhōng)地下水質(zhì)量動态監控等工(gōng)作(zuò)，避免了被西方國(guó)家“卡脖子”的隐患。

自古至今，耕地涉及天下溫飽和國(guó)家穩定。土壤安(ān)全便是保障國(guó)家糧食安(ān)全與生态環境安(ān)全的重要基礎。但當前，中(zhōng)國(guó)土壤污染的區(qū)域性、流域性問題對食品安(ān)全、人居環境和人體(tǐ)健康構成嚴重威脅。土壤修複成為(wèi)打好“淨土保衛戰”的核心任務(wù)，也是實現農産(chǎn)品安(ān)全生産(chǎn)和美好人居環境、促進農業可(kě)持續發展和生态文(wén)明建設的基礎性工(gōng)作(zuò)。

在張大奕看來，土壤退化是自然環境變化與人為(wèi)因素共同作(zuò)用(yòng)的結果，但退化土壤地區(qū)極端惡劣的自然環境，是土壤退化的決定性因素和生态修複的關鍵性掣肘。“所謂極端環境指的就是不适合人類和動植物(wù)生存的環境，比如說西北地區(qū)的沙漠、青藏高原、東北地區(qū)鹽堿地等。針對極端環境地區(qū)的生物(wù)修複，我們國(guó)家也有(yǒu)着巨大的需求。”張大奕介紹，“在這種極端環境下，土壤、動植物(wù)和微生物(wù)面臨嚴酷的生存挑戰。自然土壤缺乏微生物(wù)支持的生态系統，如同‘無根之木(mù)、無源之水’，不具(jù)備草(cǎo)本和木(mù)本植物(wù)生存所必需的營養條件，導緻傳統生态修複技(jì )術成本居高不下，且草(cǎo)木(mù)成活率低。”

張大奕認為(wèi)，國(guó)内外傳統的以植樹造林為(wèi)主要手段的生态修複技(jì )術，從原理(lǐ)上并不适宜于可(kě)持續性進行退化土壤的生态修複。退化土壤生态修複行業需要具(jù)有(yǒu)革命性和創新(xīn)性的技(jì )術，即通過評估生态系統自然承載能(néng)力，設計符合自然規律的修複目标，從生态底層開始修複，逐步恢複生态系統成員、功能(néng)與景觀，輔以适當的短期人工(gōng)養護，形成具(jù)有(yǒu)自我恢複能(néng)力和自然平衡的人工(gōng)生态系統。

張大奕在行業會議上發言

在過去的幾年裏，張大奕和團隊一起利用(yòng)荒漠藻為(wèi)先鋒拓殖生物(wù)，以人工(gōng)誘導藻類土壤生物(wù)結皮技(jì )術為(wèi)核心，以藻草(cǎo)灌（-喬）三元或藻藓草(cǎo)灌（四元）組合為(wèi)基礎工(gōng)藝，因時因地運用(yòng)環境生态工(gōng)程手段或措施，快速恢複生态系統基礎功能(néng)，達到改良土壤和恢複景觀功能(néng)的目的。為(wèi)了實現這個目的，張大奕帶領團隊成員奔赴西北、西藏等極端環境地區(qū)，曆經兩年時間采集了大量的自然生物(wù)土壤結皮樣本，從中(zhōng)篩選出了一批适合于青藏高原等地區(qū)土壤生态修複的荒漠藻種，并在拉薩地區(qū)開展了一系列荒漠藻種大規模人工(gōng)培育養殖、現場噴播營造、長(cháng)期監測運維的工(gōng)程示範與驗證性工(gōng)作(zuò)，取得了關鍵技(jì )術突破，讓生物(wù)結皮快速穩定地浮現在茫茫沙海之上，發揮了固沙、成土、培肥、育草(cǎo)、固碳、修複生态系統的作(zuò)用(yòng)。這種神奇的技(jì )術遵循退化土壤生态系統的環境現狀和自然演替規律，通過人工(gōng)篩選、優化、擴繁、定植和養護等工(gōng)程手段，強化自然恢複過程，可(kě)将自然環境下數十年，甚至上百年才能(néng)完成的自然恢複過程縮短至數月之内。

“這是一個有(yǒu)效的、原創性的退化土壤修複新(xīn)思路，為(wèi)我國(guó)土地整治事業的發展提供了新(xīn)的手段和方法。”說到這項成果，張大奕難掩興奮之情，“未來我們要向全國(guó)的極端環境地區(qū)進軍，把一些原本廢棄的土地變成耕地，這将有(yǒu)助于解決我們國(guó)家的糧食安(ān)全問題，是一個利國(guó)利民(mín)的大事！”同時，因為(wèi)極端環境下土壤退化的問題不光是中(zhōng)國(guó)的問題，也是當今全球共同的難題，張大奕和他(tā)的同事們在這份沉甸甸的試卷上，給出了獨樹一幟的中(zhōng)國(guó)答(dá)案，讓全世界認識到了中(zhōng)國(guó)人的“解題”能(néng)力。

把環境科(kē)學(xué)的論文(wén)寫在大地上

——“我們的目标是一邊做最尖端的科(kē)研，一邊解決最實際的問題。”

環境污染物(wù)檢測和風險評估，是新(xīn)時代面前一個充滿挑戰的大命題。習近平總書記一直鼓勵科(kē)研人員要把“論文(wén)寫在祖國(guó)的大地上”，張大奕對此深以為(wèi)然。正所謂“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，實幹興國(guó)是張大奕一以貫之的主張。

“我們環境領域和其他(tā)基礎學(xué)科(kē)不太一樣，搞化學(xué)或者物(wù)理(lǐ)學(xué)的科(kē)學(xué)家，可(kě)能(néng)在實驗室裏面就能(néng)把工(gōng)作(zuò)做好，但是環境學(xué)科(kē)是一個應用(yòng)型學(xué)科(kē)，最核心的任務(wù)是解決國(guó)家面臨的實際問題，隻是在實驗室裏悶頭做科(kē)研，對于解決環境問題的幫助是有(yǒu)限的。”在張大奕看來，環境科(kē)技(jì )工(gōng)作(zuò)者的實驗室應該建在田間地頭、山(shān)水之間，建在環境事故發生的第一現場。

為(wèi)了科(kē)研，張大奕經常天一亮就跑到野外去采樣，一直到天黑了才回來。野外的環境條件艱苦，交通尤為(wèi)不便，“我們往往要負重徒步很(hěn)長(cháng)的路，因為(wèi)既要攜帶采樣設備，還需要搜集土壤和水體(tǐ)樣品，可(kě)能(néng)出門時候的背包是10公(gōng)斤，回來就變成30公(gōng)斤了”。

由于工(gōng)作(zuò)的特殊性質(zhì)，遭遇突發的應急性環境事故時，哪怕是半夜三更，一個電(diàn)話，張大奕和同事們也總要在第一時間趕到現場，根本不會考慮是不是下班時間或者正在休息。“因為(wèi)突發性事故之後，我們如果不能(néng)第一時間到現場檢測的話，就會讓事态發展産(chǎn)生很(hěn)大的不确定性”。

4年前，一場新(xīn)冠疫情席卷而來，成為(wèi)中(zhōng)華人民(mín)共和國(guó)成立後傳播速度最快、感染範圍最廣、防控難度最大的一次重大突發公(gōng)共衛生事件。黨中(zhōng)央和國(guó)務(wù)院高度重視，于疫情暴發後不久即緊急啓動“新(xīn)型冠狀病毒傳播與環境的關系及風險防控”重大攻關專項，由中(zhōng)國(guó)工(gōng)程院直接領導，多(duō)達20餘位相關領域院士參與其中(zhōng)。張大奕主動承擔起項目前方聯絡組組長(cháng)的任務(wù)，不懼風險，奔赴武漢市疫情最前線(xiàn)開展工(gōng)作(zuò)，多(duō)次深入火神山(shān)、雷神山(shān)等收治重症患者的定點醫(yī)院和方艙醫(yī)院等高風險區(qū)域，了解疫情現狀，獲取大量疫情防控一線(xiàn)的第一手重要資料，并制定了污水、大氣、醫(yī)療垃圾等環境監測采樣現場工(gōng)作(zuò)方案。

由于事發突然，當時人們對新(xīn)冠病毒的特點還不了解，沒有(yǒu)經驗可(kě)循，全國(guó)上下都處于十分(fēn)恐慌的狀态，前線(xiàn)工(gōng)作(zuò)更是面臨着巨大的技(jì )術挑戰和心理(lǐ)壓力。看似簡單的采樣并不容易，“臃腫”的防護服給工(gōng)作(zuò)造成了極大不便。平常兩個小(xiǎo)時能(néng)完成的采樣工(gōng)作(zuò)，那時至少需要五六個小(xiǎo)時。在第一線(xiàn)忙碌還會遇到一些緊急的突發情況，例如防護破損、樣品噴濺、設備故障等。但就是在這樣艱難而又(yòu)危險的條件下，張大奕帶領前線(xiàn)科(kē)研人員逐步建立起環境樣品病毒富集與分(fēn)析的标準方法，在武漢一線(xiàn)醫(yī)院、方艙等高風險區(qū)域采集氣、水、土、固表等各類環境樣品1000餘份，進而為(wèi)新(xīn)冠病毒的環境檢測和消殺策略提出建議。

張大奕（右）在武漢方艙醫(yī)院與醫(yī)務(wù)人員交流

在第一線(xiàn)的工(gōng)作(zuò)過程中(zhōng)，張大奕針對現有(yǒu)新(xīn)冠病毒生物(wù)安(ān)全監控預警技(jì )術依賴于操作(zuò)煩瑣的人工(gōng)樣本采集，難以滿足疫情防控常态化形勢下高密度監控預警網絡的技(jì )術需求這一問題，結合自己的技(jì )術積累與創新(xīn)，自主開發出國(guó)際首台“智能(néng)一體(tǐ)化環境病毒在線(xiàn)監控設備”和首套“新(xīn)冠病毒在線(xiàn)監控預警網絡”，為(wèi)常态化疫情防控工(gōng)作(zuò)提供裝(zhuāng)備支撐。此外，他(tā)在國(guó)際上首次發現醫(yī)院室外和排水系統周邊土壤中(zhōng)的新(xīn)冠病毒RNA殘留現象，率先揭示了疫情聚集區(qū)氣溶膠、污水和土壤等外環境介質(zhì)的新(xīn)冠病毒來源與分(fēn)布特征；針對新(xīn)冠病毒環境溯源問題，張大奕協助編寫了科(kē)技(jì )部《新(xīn)型冠狀病毒溯源進展》藍皮書中(zhōng)“環境溯源”的相關章節，提出了“自然宿主—帶病毒環境介質(zhì)—人類”的新(xīn)冠病毒起源傳播途徑，提交了《關于新(xīn)冠病毒來源及環境傳播可(kě)能(néng)路徑假設的情況彙報》專報，明确提出了“新(xīn)冠病毒來源地未定，可(kě)能(néng)來源于地球上任一野生動物(wù)或野生動物(wù)栖息地環境顯著改變地區(qū)”和“人類活動破壞生态環境是新(xīn)冠病毒感染等新(xīn)興傳染病暴發與傳播的關鍵因素”等學(xué)術觀點；定量分(fēn)析了病原體(tǐ)生理(lǐ)因子與環境地質(zhì)水文(wén)參數對地下水系統中(zhōng)病原體(tǐ)遷移傳播的影響，評估了以新(xīn)冠病毒為(wèi)代表的30餘種病原體(tǐ)在地下水系統中(zhōng)的傳播風險。

張大奕的出色表現有(yǒu)力地支撐了疫情期間新(xīn)冠病毒風險評估與應急防控工(gōng)作(zuò)，也赢得了國(guó)内外同行的稱贊與尊重。“真正要把一項技(jì )術，從實驗室最後成功做成一個成熟的設備或者一個可(kě)行的方案。這個過程要經曆千辛萬苦，能(néng)夠堅持下來，确實很(hěn)不容易！”一向不言辛苦的張大奕在回顧疫情期間的曆曆往事時也禁不住感慨，“但項目成果的取得，從來不是一個人的智慧所能(néng)推動的，是凝結了團隊所有(yǒu)人心血的結晶。整個團隊的共同努力才是成功的關鍵。”

張大奕不僅是位出色的科(kē)研學(xué)術帶頭人，更是一個優秀的管理(lǐ)者。自2018年回國(guó)到今天已經是第6個年頭了，這也是中(zhōng)國(guó)環境科(kē)學(xué)研究快速發展的6年，從最初的單槍匹馬、一窮二白到如今的兵強馬壯、意氣風發，張大奕帶領着自己的團隊，駛入了科(kē)研高速路。

“團隊一方面要有(yǒu)能(néng)力，一方面還要有(yǒu)沖勁。”張大奕時常和團隊裏的年輕人們談理(lǐ)想和抱負，“既然選擇了環境科(kē)學(xué)領域，就要做好吃苦的準備。肯定有(yǒu)很(hěn)多(duō)的困難和坎坷，等着我們去突破。但同樣，誰最先經曆了風雨，就一定會最先看到彩虹。”

在年輕人眼中(zhōng)，張大奕是團隊的“定海神針”，多(duō)少“難啃的骨頭”在他(tā)的思路想法面前都會迎刃而解。而在張大奕自己看來，創新(xīn)不是心血來潮，更不是高大上的口号，而是憑借積澱，結合具(jù)體(tǐ)科(kē)研項目的需求，在工(gōng)作(zuò)中(zhōng)紮紮實實，遇到問題，解決問題。

張大奕認為(wèi)，身為(wèi)帶頭人要敢為(wèi)天下先，在遇到瓶頸的時候能(néng)頂住壓力，知道帶領團隊往哪個方向走。“科(kē)研的過程就是不斷積累和突破，我們面對的每一個課題都有(yǒu)各自的特點和難點，所處的地理(lǐ)位置不一樣，地質(zhì)條件不一樣，甚至人文(wén)環境不一樣，所以每個方案都有(yǒu)各自的挑戰性。我們的工(gōng)作(zuò)就是這樣一個不斷摸索不斷創新(xīn)的過程，往往這個過程也最磨煉人的意志(zhì)！”張大奕如是說。

從20世紀90年代，到進入21世紀的前20年，随着中(zhōng)國(guó)科(kē)技(jì )水平從“望塵莫及”走到與西方強國(guó)的“同台競技(jì )”，作(zuò)為(wèi)年輕的科(kē)技(jì )突圍者，張大奕見證并親曆了中(zhōng)國(guó)科(kē)技(jì )界自立自強的加速度，尤其是在新(xīn)冠疫情的危難之中(zhōng)，看到“有(yǒu)那麽多(duō)人不顧自己的安(ān)危，為(wèi)這個國(guó)家和民(mín)族拼命”，讓他(tā)對于中(zhōng)華民(mín)族的偉大複興充滿了信心，“我們中(zhōng)國(guó)人勤奮堅韌又(yòu)聰明，隻要樹立起強大民(mín)族自信，在科(kē)研道路上堅持不懈地奮鬥下去，一定可(kě)以成為(wèi)世界科(kē)技(jì )的領跑者！”

專家簡介

張大奕，吉林大學(xué)新(xīn)能(néng)源與環境學(xué)院教授，國(guó)家級海外人才計劃獲得者。長(cháng)期從事環境污染物(wù)毒性與生物(wù)安(ān)全的快速檢測技(jì )術開發和在線(xiàn)監測設備研制工(gōng)作(zuò)。主要理(lǐ)論創新(xīn)包括污染物(wù)誘導毒性應激響應的調控機制、基于全細胞生物(wù)傳感器-生物(wù)拉曼光譜耦合的環境風險溯源原理(lǐ)、病原體(tǐ)生物(wù)風險跨生态屏障機制與溯源原理(lǐ)等；主要技(jì )術創新(xīn)包括基于染色體(tǐ)修飾的全細胞生物(wù)傳感器構建方法、基于傅立葉紅外（FTIR）和拉曼（Raman）光譜的污染物(wù)快速檢測技(jì )術、快速甄别環境污染物(wù)濃度/毒性/人體(tǐ)健康風險的在線(xiàn)檢測技(jì )術、病原體(tǐ)超快速光譜檢測技(jì )術等；主要應用(yòng)創新(xīn)包括多(duō)種商(shāng)業化全細胞生物(wù)傳感器、在線(xiàn)式有(yǒu)機污染物(wù)微萃取檢測儀、智能(néng)一體(tǐ)化環境病毒在線(xiàn)檢測儀等。