扎根西南 继续为“土壤健康”保驾护航

——记昆明理工大学环境科学与工程学院院长潘波教授

中国科技网记者 马爱平

作为一所扎根于西南地区默默耕耘的高校，昆明理工大学从未像近两年这样备受关注。2017年，该校环境科学与工程学院院长潘波教授获得“国家杰出青年科学基金”项目的支持。据悉，这是该校首位国家杰出青年科学基金资助项目的获得者。

“土壤是人类赖以生存和发展的宝贵资源，其形成和发育都需要漫长的时间，但在人类工业化的进程中，有很多行为对土壤造成了污染，产生了诸多环境问题，迫切需要环境地学的手段去理解和应对。”潘波这样解释自己的研究领域。从1999年到北京大学攻读博士学位起，潘波就开始关注污染物，特别是有机污染物的环境地球化学行为；2006年到美国麻省大学从事博士后研究，他将研究领域扩展至人为源污染物的环境行为和风险。2008年，学成归国的他毅然选择回到母校昆明理工大学就职，在条件和资源都十分有限的情况下，组建了昆明理工大学环境土壤科学实验室，并带领实验室和团队坚守在西南边陲，围绕有机污染物环境地球化学行为领域的热点问题开展了一系列科学研究。近年来，潘波不断对新科学问题进行思考，对有机污染物归趋和风险评估形成了自己特有的新技术及新理念，并取得了系列成果。2017年，实验室成为云南省重点实验室（拟培育）。

从热带雨林破坏看“土壤固碳”

近年来，我国西南地区大规模热带雨林遭破坏的现象越来越严重，除了自然因素，这其中也不乏人为影响。比如，西双版纳经济橡胶林置换热带雨林一系列人为行为有可能加速天然有机质的周转更替。人为植被更替中天然有机质的性质变化、周转更替，与二氧化碳排放和土壤退化息息相关，产生了诸多环境问题，比如，天然有机质周转中的性质变化如何影响污染物行为还不明了。

高原富铝土区域高温多雨、生物活跃、植被更替典型，是重要的研究资源。基于此，潘波团队拟阐明该地植被更替中，降解、熟化（火烧炼山）、吸附复合等过程中天然有机质的性质变化和周转更替对重金属和有机污染物行为的影响。他们复合多种研究手段，针对无机矿物对有机碳的保护机制、有机质的组分分级、紫外线或化学氧化氛围下有机碳稳定性的变化、人工强化固碳机制等重要科学问题开展了系列研究。

土壤是控制碳循环的主体介质之一，如果能把土壤固碳的功能发挥充分，工业发展受碳排放的压力则可以大大减轻。其中，如何充分发挥农业固体废弃物中碳资源的优势，用为土壤固碳的基质，则是一个新兴的学术观点，将在碳固定方面发挥重要的功能。而土壤有机碳在全球气候和生态环境变化下的稳定性是认识土壤碳库对于全球气候变化的长期效应的基本问题，已成为土壤碳库研究的热点。

于是，潘波带领实验室团队以理解污染物的陆生环境地球化学行为作为起点，系统研究了有机碳行为与污染物行为耦合关系，以土壤固碳为切入点，旨在提高农田耕作生产力、控制农村面源污染、减少二氧化碳排放等。通过对污染物的动态风险进行深入分析，指导并构建了常规污染物和新型污染物的土壤修复方案。

从癌症村入手，扩展“持久性自由基”研究

云南省宣威地区的肺癌发病率和死亡率在中国乃至全世界都位居前列，因其明显的地区差异性，近年来引起了国内学者的高度关注和广泛研究。大量研究结果显示，当地室内烟煤燃烧产生的环境污染可能是诱发该地区肺癌高发的主要环境风险因子。

为了寻求答案，潘波团队对当地进行了长期深入观察，发现有机污染物与过渡金属元素相互作用中，中间产物自由基被稳定下来，从而形成了持久性自由基。环境持久性有机自由基是相对于短寿命自由基而提出的。它是一类新型的环境风险物质，能在环境中持久存在，可引发肺部和心血管疾病，是癌症诱因之一。

于是，潘波团队对其产生的基质条件和环境条件进行了系统研究，指出持久性自由基在生物质热解、有机污染物降解等常见过程中普遍存在，并对这些新型污染物的环境效应和生态风险进行了开拓性研究，这些过程可能是有机污染物或其他污染物环境行为和风险研究中缺失的重要环节。因此，研究环境中环境持久性有机自由基的形成过程、稳定机制、归趋规律及其效应风险具有重要的科学意义。

立足地方，做特色研究

云南省内片片看似美丽的红壤之下，却是危机重重。“由于红壤中有机质含量普遍较低，导致土壤生产力低下，再加上重金属本底值高、农业生产者大量施用农药化肥，产生了非常严重的污染问题，这让我们深感忧虑。”潘波表示，“对科研工作者来说，一方面要注重紧跟国际前沿，力图原始创新，一方面也要结合自己所在的具体地域环境做研究。”

经过不断探究在明确红壤污染的原理之后，近年来潘波团队也进一步将自己的研究拓展到土壤修复领域。目前，潘波团队承担了云南省教育厅科学研究基金产业化培育项目“红土高原地区土壤固碳及农村面源污染协同控制技术”项目，以固碳减排去污为目标，利用云南省丰富的农业固体废弃物资源制备生物炭，并对其进行土壤增肥、控制农业面源污染和修复污染土壤。这些研究将为云南省红土高原地区污染环境的有效控制与治理，建立低碳环保的绿色强省提供强有力的理论支撑，也将推动有机污染物归趋和风险评估进入新的视角。

立足云滇，扎根西南；十年坚守，不忘初心。十多年来，他从青年科学新星一路成长为昆明理工大学环境生态科学与工程创新团队首席教授、环境土壤科学昆明理工大学重点实验室主任、昆明理工大学环境科学与工程学院院长。如今，在他的带领下，在接下来的科研之路上，潘波和他的团队时刻准备着厉兵秣马、砥砺前行......

原文链接：http://www.stdaily.com/app/yunnan/2018-07/25/content_693082.shtml