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破浪于科学的海疆


王文雄教授在实验室工作

王文雄教授在实验室工作


        有这样一位学者,他钟情于大海,致力于环境生物学和海洋生态学的研究工作,在解决水体污染问题方面破浪前行。他就是香港科技大学的王文雄教授。
2010年3月30日,“国家教育部2009年度高等学校科学研究优秀成果奖香港颁奖典礼”在香港理工大学举行,王文雄教授以“海洋生态系统重金属的食物链传递和生物可利用性”项目,勇夺“成果奖”的自然科学奖一等奖。
        此次获得教育部优秀成果奖的这项研究,是关于重金属如何通过海洋生态系统中的食物链得以传递,它有助于保护水生生物及管理海洋环境,并确保食品安全。在此之前,科学家都知道汞(水银)等重金属会在海洋生态系统中通过大鱼吃小鱼、人类吃鱼的食物链,最终被人类吸收,从而对人类造成不同程度的危害。譬如,汞中毒可引发男性不育和神经发育疾病,在喜吃海鲜的香港尤为常见;又如铅中毒在国内情况严重等。虽然如此,以往科学界却缺乏系统性的方法将重金属在海洋生态系统传递的情况评价及量化,王文雄教授的研究使科学界首次可以对金属食物链传递的重要性进行定量(不仅仅是定性)评价。
        研究的另一突破,是它摆脱了传统观点的束缚。传统观点认为,水相暴露是水生动物金属暴露的唯一途径,其实,目前各国所制订的水质品质标准和沉积物标准,都假定水相是水生动物金属暴露的唯一途径。王文雄教授的研究成果令国际科学界充分认识到,海洋动物摄食是累积金属的主要途径,水相吸收在众多生物中所占的重要性往往很小。因此,这项研究彻底改变了传统的观点。如果食物相暴露(或食物链传递)成为金属吸收的一个主要途径,那么相关机构或政府部门就必须对水质标准进行重新评估和修订。这项研究已经日益受到国际学术界的认可和重视,例如美国环保部门已经开始考虑将食物相金属的毒性结合进水质标准。越来越多的人也逐渐认识到新的水质和沉积物质量标准的建立,应充分考虑到食物相金属的毒性效应,以更有效地保护水生生物和确保食品安全。
        除此之外,这项研究还运用了新建立的技术,如切向超滤、化学形态分析模型和同位素示踪等,揭示了不同环境介质(胶体、水和沉积物)中,可被不同水生生物吸收的各种金属形态。这样,它提供了金属生物可利用性的新认识,有助于环境管理部门重新修订水质和沉积物的质量标准,从而更有效地管理海洋环境。

王文雄教授获教育部高等学校自然科学奖一等奖


        在长达12年的时间里,王文雄教授带领他的研究团队,在有毒金属水生食物链传递的控制过程方面开展了广泛、深入的研究,提出了基于生物能量学的动力学模型。王教授建立的生物动力学模型,可用于预测水生生物体内金属浓度。这个动力学模型同时考虑金属的地球化学性质(如金属的形态组成和金属的环境浓度)和生物学(如摄食和同化)过程,实现了对生物累积过程的全面计算。于是,科学界现在可以有系统地研究控制金属累积的所有地球化学和生物学过程,为近年来生物累积的研究奠定了重要的科学基础。在这以前,生物累积的研究常常只是片面地考虑金属的化学过程或生物学过程,很少可以在一个大的框架下进行。最近几年来,动力学模型的框架越见普遍,亦与这项研究有关。
        这一项目获得了大量创新性研究成果,填补了国内外该研究领域的多项空白,特别是在关于有毒金属生物可利用性及生物体内金属浓度的模型构建,开拓了国际上食物链金属传递研究的新方向,完善了金属生物地球化学的相关理论,有力推动了国际海洋科学和环境科学的发展。他的研究成果为今后开展海洋生态系统有毒金属的行为研究奠定了基础,对当前海洋环境保护,水体和沉积物环境标准的修订,以及水产品质量安全追溯体系的建立也具有重大的指导价值。
        上面提到的“成果奖”只是他众多获奖成果中的一项,2002年,王文雄教曾授获中国国家自然科学基金委员会海外杰出青年基金。2003年,王文雄教授因为在海洋重金属研究领域的突出成绩和对环境科学的重大贡献被授予国际生态学领域的著名日本琵琶湖生态学奖,并成为该奖历史上最年轻的获奖者之一,评奖委员会认为其研究成果“对生态学研究的发展,尤其是在必需金属的生物吸收和清除及其在食物链上的传递方面作出贡献,并在从生物学角度阐明水体金属的转化方面取得了卓越成就”。2006年,王文雄教授又获教育部和李嘉诚基金会授予的长江学者讲座教授,与厦门大学海洋与环境学院和近海海洋环境国家重点实验室开展全面的合作研究。 
        其实,王文雄与大海结缘要追溯到他的少年时期。1965年7月,王文雄生于中国东南沿海福建惠安。1980年,年仅15岁的王文雄成为厦门大学海洋系的一名学生。1989年至1991年,他前往英国普利茅斯海洋研究所进修。此后五年里,他就读于美国纽约州立大学Stony Brook分校,攻读博士研究生,并获海洋学博士学位。1997年底,王文雄应聘香港科技大学助理教授,回到阔别已久的祖国大地,后分别于2003年晋升副教授,2007年晋升教授。
        20年来,他已发表了近250篇同行评审论文。其中SCI论文230篇,并且大多数发表在排名前15%的环境科学和水生科学杂志上。其中自1997年就职于香港科技大学以来,从他自己的实验室发表SCI论文210篇,已发表论文的SCI总引用数大约为3500次。自2000年到现今,在海洋学国际最顶尖杂志Limnology and Oceanography上发表来自中国的文章(以第一作者或通讯作者计),有近70%是出自王教授实验室的工作,其H-指数已经高达32。

英国自然历史博物馆动物系主任Rainbow教授来香港科大开展合作工作

英国自然历史博物馆动物系主任Rainbow教授来香港科大开展合作工作


        在取得这些成果和荣誉的同时,王文雄教授并没有将目光局限在自己的研究上,他还将精力放在学术成果的传播和交流上。目前,他担任1个国际期刊的主编,3个国际期刊的副主编,以及其他5个国际期刊的编委,他也是国内两个学术期刊的编委。他还曾对超过56个国际刊物的大量论文以及许多国家的项目申请进行评审。此外,他已培养5位硕士研究生和10位博士研究生,目前正在指导7位博士研究生。他的许多学生毕业后前往北美著名大学和实验室继续他们的研究工作。在过去几年,他的实验室还接纳了近15名来自大陆的访问学者前来进修,这些学者在回归各自单位后,均发挥着骨干作用。同时,他还与国内的一些单位包括北京大学、南京大学、厦门大学和中国科学院的学者开展密切的合作。目前,王教授又将他的一个研究兴趣放在国内的重金属污染和海产品的食品安全方面。他感到国内对环境污染的研究常常较偏重于有机污染物,而对重金属的重视相对较弱,这与国际上目前的研究现状是不太一致的,而其实我们国内的重金属污染情况相当严重,但在这方面我们的基础研究还很不够,从而也限制我们对重金属的风险评估。
        作为王文雄教授研究对象的海洋是无限博大的,科学的海洋也同样烟波浩渺,但是每一个科学家的心里一定都有一个归属。那最深切的归属感将告诉他,他的生命之河将流向何方。