《科技创新与品牌》杂志社人物志

盖鑫磊:我的蓝天白云梦

  

  2013年1月,一场严重的空气污染侵袭了北京,紧接着大半个中国都未能幸免于难,持续时间长,波及范围广。自此之后,“雾霾”一词开始频繁地出现在人们视野中,也是从那时起,蓝天白云似乎成了一种屈指可数的奢望。
  这场空气污染引发的不仅是人们对大气环境的空前关注,与此同时也给科学界出了一道难题—面对灰蒙蒙的天空,以及大众对健康的担忧,如何才能扫除“霾”伏,让蓝天白云得以重现。
  近年来,从PM2.5实时监测公布,到“煤改气”的开展,再到建设“美丽中国”口号的提出,国家在改善环境方面下了很大力气。科研人员们也纷纷献计献策,试图从不同角度寻找解决空气污染的科学途径和方案。
  2014年6月,盖鑫磊博士回国,执教南京信息工程大学环境科学与工程学院。这位有着北京科技大学和瑞典皇家工学院双博士学位的80后教授,虽然身在海外,却对祖国空气状况十分关心。2013年重霾期间,通过新闻了解到北京观测出空气中的含氮有机污染物与当年洛杉矶光化学污染的成分类似之后,盖鑫磊十分揪心,他无比清楚这种成分对人体的危害有多大。早在2011年,盖鑫磊便开始对空气中的有机氮化物进行了详细研究,他试图弄清楚这些有机氮来自哪里,在空气中如何变化,究竟会给人体带来哪些危害,希望能够帮助人们更清楚深入地了解雾霾的成因,寻找到对应的解决方案。
  中国正在经历的这场空气污染,无疑是盖鑫磊博士科技报国的最好契机,他也希望能够充分利用自己所学,在国内雾霾研究以及大气污染防治的道路上,为自己的科研生涯留下一份有价值的回忆。

   

     2009年1月,盖鑫磊参加智利国际会议

  一切都是最好的安排

  在国际上首次总结大气有机胺的排放源、转化路径、浓度水平、沉降通量及其对人体健康的影响,创建大气有机胺热力学数据库,成果发表后被《自然》、《科学》、《美国科学院院刊》等多家世界权威期刊引用200余次……
  这些成绩和描述给人的第一感受是—这位研究者一定是科班出身,并且在大气环境研究领域浸淫多年。然而事实却是盖鑫磊并非科班出身,严格算起来他从事大气环境相关研究也才不到七年。
1982年11月,盖鑫磊出生于山东莱阳一个普通家庭,从小到大成绩一直名列前茅。幼年的他也许曾有意无意地仰望过头上的蓝天,却没想过有一天竟会从事与它有关的工作。
  1999年7月,盖鑫磊考入为我国培养了大量材料、冶金方面人才的素有钢铁强校之称的北京科技大学冶金工程系。2003年9月,他又考取该校公费研究生,跟随国家杰出青年基金获得者王习东教授从事物理化学方面的研究,并于2005年免试获得提前攻读博士学位的资格,随后又得到世界知名冶金专家Seetharaman教授赏识,前往瑞典皇家工学院深造。
  攻读博士期间,盖鑫磊主要负责研发一种新型电化学方法并用于固体废弃物处理,提取其中有价值的组分进行回收再利用,同时还进行了化学热力学模型研究,并将其应用于溶液相平衡计算及化工工艺中。因表现突出,他获得了2008年国家留学基金委颁发的优秀自费留学生奖金,2012年又因电化学方法处理固体废弃物、低品位矿的研究获得英国材料、矿物和采矿学会颁发的Mann Redmayne奖章。
  2009年,盖鑫磊分别获得北京科技大学和瑞典皇家工学院的博士学位,彼时他还未满27岁。按照常规逻辑,他应该会成为一名材料工程或者物理化学领域的专家。
  事实却是,博士毕业后,盖鑫磊同时收到了剑桥大学和加州大学戴维斯分校的博士后研究邀请,而他最终选择了后者。“美国的工作虽然也是热力学相关研究,但针对的却是大气环境与大气化学方向。”对盖鑫磊而言,这是与以往研究背景和经历都不一样的陌生领域,这样的选择不仅意味着他将面对未知的挑战,也意味着从此他与蓝天有了千丝万缕的联系。
  对于研究方向的改变,盖鑫磊欣然接受,在他看来,没有一帆风顺,这才是科研。上天不会无缘无故做出莫名其妙的决定,它让你放弃和等待,一定是为了给你最好的。他相信,这一切都是最好的安排。

    

     2009年6月,盖鑫磊(左)获得国家留学生奖学金与导师合影

  融合、创新,这是做科研的技巧

  盖鑫磊是一个聪明的研究者,面对不熟悉的领域,他既没有“硬碰硬”,也没有完全摒弃之前的专业知识,而是寻找两者之间的联系,将其融合在一起,碰撞出了不一样的火花。
  正是这种善于变通的能力,在加州大学戴维斯分校空气质量研究中心的这几年,盖鑫磊以极其出色的能力迅速掌握相关核心技术,并将应用于湿法冶金及清洁化工方面的热力学理论用于大气细粒子(PM2.5)的吸湿增长模拟及相关气候影响研究,发表了多篇高水平论文。前文所提到的在国际上影响广泛的关于大气有机胺的相关成果也是出自这一时期。
  2011年7月,盖鑫磊从空气质量研究中心转到环境毒理系,跟随张琦教授从事研究,这一次他的研究方向从气溶胶理论模拟变成了气溶胶检测分析。他很快适应新的研究环境和方向,以饱满的热情和专业的素养投入新的研究工作,参与了多次空气质量观测活动,对大气细粒子污染特征、来源及形成机制进行细致研究,取得了多项创新性成果。其中部分成果还被国内研究机构借鉴,用到了我国雾霾研究中。

    

      2015年,盖鑫磊(左三)与西藏实验团队合影


  为了更好地开展工作,盖鑫磊还专门对美国Aerodyne公司生产的一款高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪进行了仔细研究,充分掌握了该仪器的操作技巧,为相关科研工作的进行提供了有力的辅助。据了解,这种仪器是目前世界上唯一一类能够对大气自离子浓度、成分和粒径进行同步在线快速分析的仪器。因获取到的数据量巨大,仪器操作和数据处理十分复杂。
  出色的技能,专业的水平,让盖鑫磊得到了同行的广泛认可和赞誉,受邀担任20余种国际知名期刊审稿人。同时他还是美国NOAA基金外审专家,是美国气溶胶学会(AAAR)、地球物理学会(AGU)、国际电化学学会(ISE)以及美国化学会(ACS)会员。
  尽管大部分时间盖鑫磊都在做着与大气环境有关的研究,但对于“老本行”—清洁化工和固废处理,他也从没有丢下。他开发的一种利用熔盐电解提取废弃炉渣及低品位矿中有价元素的方法,不仅让他获得了Mann Redmayne奖章,同时也获得了一项国际专利授权。在瑞典一家不锈钢公司的炉渣提铬、提钒工艺中,该方法得到了成功应用。不仅如此,盖鑫磊后来又对此方法进行了完善和改进,在铜硫矿中提铜,铬铁原矿中提铬等工艺方面申请了两项国内专利,并获得了授权。
  专业和研究方向的不同,并没有成为阻碍盖鑫磊的壁垒,他巧妙的将两者融合、创新,碰撞出了不一样的思想火花,带来了让人意想不到的结果。他认为,这是做科研的技巧。

  和祖国蓝天的约定

  老一辈科学家在祖国危难之际,挣脱一切枷锁回国报效。这种崇高的使命感和责任感,影响着一代又一代科研人员,盖鑫磊也深受感染。于是,在中国遭受空气污染之际,他也毅然举家归国。
依托南京信息工程大学提供的优质科研条件,盖鑫磊将主要研究方向锁定在大气环境领域,并紧跟国家需求,在大气细颗粒物外场观测及形成演化机制、气溶胶热力学模拟等方面开展研究,致力于寻找解决我国空气污染的有效手段。
  2014年8月,青奥会在南京举行。为实现“绿色青奥”的目标,主办方对空气质量提出了严苛要求。盖鑫磊利用新到位的Aerodyne黑碳气溶胶质谱仪(目前中国乃至亚洲地区投入使用的唯一一台),参与了此次空气监测保障工作,为青奥会期间南京地区空气污染会商、应急保障措施的实施提供了关键数据支撑。会后,盖鑫磊所在团队收到了南京青奥会环境保障与应急指挥中心的特别感谢信。
  此后不久,盖鑫磊又带领研究人员在南京北郊工业区附近站点开展了为期5周的冬季观测实验,掌握了污染特征及细颗粒物的来源,尤其是黑碳的变化规律,为研究南京地区空气污染提供了有效参考。
  2015年5月至7月期间,盖鑫磊与兰州大学、中科院寒区旱区环境与工程研究所通力合作,首次在我国西藏纳木错地区开展了高时间分辨率的气溶胶观测,特别针对黑碳的分布、浓度水平、迁移变化规律及其对冰川、气候系统的影响进行了深入研究,取得了一些重要的珍贵数据。
  2015年5月,盖鑫磊成为南京信息工程大学第一个自主引进的入选该计划的人才。他说:“这是荣誉,更是压力。当初回国是因为国家需要大气环境方面的人才。如今获得这份荣誉,更要加倍努力,拿出真本事让别人信服。”
  盖鑫磊还是江苏省大气环境监测与污染控制高技术重点实验室,以及“环境科学与工程”优势学科平台的学术带头人之一,并入选了第五批“江苏特聘教授”,获得江苏省杰出青年基金和“双创人才”计划的资助,已发表SCI论文近40篇。这些成绩在我国80后青年科技工作者中十分突出。
  但他并没有因为这些成绩和荣誉而沾沾自喜,相反,他对未来的发展有着十分明确的认识与规划。他希望能以自己获得的人才计划资助为契机,开展大气环境检测的快速化、数据可视化、信息快捷化、产业化研究工作。他还计划组建大气颗粒污染物检测溯源(主要针对长三角地区)及气溶胶热力学理论研究与应用为特色的研究团队,积极与同行进行交流合作,共同提升我国大气环境和大气化学的研究水平,为我国大气污染治理提供重要的科学依据和数据支撑。在此过程中,他还将关注研究生的培养,力争为我国空气污染治理培养高端人才。
  盖鑫磊说,他一直铭记着回国的目标,那是他和祖国蓝天的约定。他希望通过与同行们的共同努力,让老百姓抬头就能看到蓝天白云,那时候他可以骄傲地对自己说:“这里面有我的一份贡献!”