產(chǎn)電信號(hào) 土壤的另類語言
——記南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院副教授鄧歡

□ 劉 江

土壤作為微生物的“天然培養(yǎng)基”，是最豐富的菌種資源庫。據(jù)了解，1克的土壤內(nèi)就有數(shù)以億計(jì)的細(xì)菌，其中有一些細(xì)菌很特別，它們能在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生電子，并將其傳到胞外，從而形成電流和電壓信號(hào)。這種電信號(hào)對(duì)環(huán)境變化十分敏感，像是土壤微生物的語言，能告訴我們環(huán)境發(fā)生了什么變化。該信號(hào)可用來在線原位監(jiān)測(cè)土壤和水體污染，且在監(jiān)測(cè)過程中不消耗化學(xué)試劑，不產(chǎn)生污染。是一種潛在的綠色可持續(xù)的新型污染監(jiān)測(cè)技術(shù)。而這正是南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院副教授鄧歡及其團(tuán)隊(duì)的研究。相關(guān)成果已在多種國內(nèi)外刊物發(fā)表，并獲得多項(xiàng)授權(quán)專利。

興趣 指引人生方向

愛因斯坦曾說：“興趣是最好的老師。”生物學(xué)對(duì)于鄧歡的吸引力源于其小學(xué)二年級(jí)時(shí)，父親送給他的一本科普讀物《人類認(rèn)識(shí)的自然界》。初中時(shí)，他一直擔(dān)任生物課代表。在填報(bào)高考志愿時(shí)，他也自然而然地選擇了生物專業(yè)。

2004年9月，鄧歡成為了中國科學(xué)院南京土壤研究所的碩士研究生，從那時(shí)起，他跨入了研究的大門。其導(dǎo)師尹睿研究員分配給他的課題是土壤微生物的抵抗力和恢復(fù)力，該研究方向最早由一位英國教授提出。因此導(dǎo)師推薦他前往英國James Hutton研究所，跟隨這位教授開展研究。期間，鄧歡的工作量非常巨大，而論文的發(fā)表也經(jīng)歷了嚴(yán)格的過程。如有1篇SCI文章，經(jīng)由中國和英國老師22輪修改，用了5年的時(shí)間才發(fā)表。博士期間他延續(xù)了這一課題的研究，但發(fā)現(xiàn)發(fā)表的SCI論文與英國導(dǎo)師的相比，期刊檔次雖差不多，引用次數(shù)卻差很多。這引發(fā)了他深深的思考，“如果只是跟著別人的方向做，不會(huì)有什么大的成就”。

創(chuàng)新 科研的不竭動(dòng)力

博士后時(shí)，他開始轉(zhuǎn)向土壤產(chǎn)電微生物的研究，走上了他的創(chuàng)新之路。這一方向的研究，當(dāng)時(shí)在世界范圍內(nèi)也是剛起步。在導(dǎo)師朱永官研究員的推薦下，他來到中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所做博士后，跟隨趙峰研究員學(xué)習(xí)生物電化學(xué)理論和技術(shù)。在一次試驗(yàn)中，鄧歡意外發(fā)現(xiàn)土壤微生物的產(chǎn)電電壓和氣溫波動(dòng)有極顯著的相關(guān)性，由此打開了他探索土壤產(chǎn)電信號(hào)的大門。

博士后出站之后，鄧歡被引進(jìn)到南京師范大學(xué)工作，進(jìn)入了鐘文輝教授的實(shí)驗(yàn)室。在鐘教授的大力支持下，鄧歡得以在土壤產(chǎn)電方面深入研究下去。他主持的面上項(xiàng)目用于探索土壤產(chǎn)電信號(hào)及其指示土壤重金屬污染的微生物機(jī)制。鄧歡同時(shí)注重研究的理論價(jià)值和使用價(jià)值。他不僅研究土壤產(chǎn)電信號(hào)響應(yīng)污染的生物、化學(xué)機(jī)理，還發(fā)明了能夠進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)土壤產(chǎn)電信號(hào)的裝置。此后，又發(fā)明了采用底泥產(chǎn)電信號(hào)原位在線監(jiān)測(cè)水污染的裝置，做到重金屬廢水一旦進(jìn)入水體，產(chǎn)電信號(hào)能夠在30秒之內(nèi)迅速做出響應(yīng)，既節(jié)約人力也避免了對(duì)污染事件的滯后察覺。鄧歡已邀請(qǐng)多位同行專家和環(huán)保企業(yè)負(fù)責(zé)人進(jìn)行參觀并現(xiàn)場(chǎng)演示，希望能早日獲得應(yīng)用。

責(zé)任 科研人才的優(yōu)秀品質(zhì)

鄧歡之所以能夠在土壤微生物學(xué)領(lǐng)域潛心研究，不僅是興趣使然，更是責(zé)任心的體現(xiàn)。因其出色的表現(xiàn)，他曾多次獲國家級(jí)、省級(jí)研究基金的資助，強(qiáng)烈的使命感讓他廢寢忘食地投入研究。用他自己的話說就是：“做科研用的是國家提供的經(jīng)費(fèi)，要做出有用的成果來回報(bào)國家，這是一個(gè)責(zé)任?！?/p>

在興趣加責(zé)任的雙驅(qū)動(dòng)下，鄧歡不僅在研究領(lǐng)域取得不俗的成績，作為碩士生導(dǎo)師的他也在不斷培養(yǎng)年輕優(yōu)秀的人才。嚴(yán)師出高徒。每次面試時(shí)他都會(huì)先問“你能不能吃苦”。就如他求學(xué)時(shí)一樣，鄧歡的學(xué)生在周末、假期時(shí)，也很少休息。他要求學(xué)生做科研之前要把相關(guān)領(lǐng)域的全部文獻(xiàn)讀完，了解該領(lǐng)域的研究進(jìn)展，思考存在哪些問題，再針對(duì)這些問題開展研究，這樣才是新穎且有價(jià)值的。憑借對(duì)學(xué)生、對(duì)科研高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，他指導(dǎo)過的兩位研究生都獲得了國家獎(jiǎng)學(xué)金，他本人也榮獲了南京師范大學(xué)優(yōu)秀教師獎(jiǎng)并入選了學(xué)校百名青年領(lǐng)軍人才。

如今，環(huán)境污染已成為困擾人類的難題。鄧歡及其團(tuán)隊(duì)期待能夠利用產(chǎn)電信號(hào)對(duì)土壤及水體污染的原位監(jiān)測(cè)技術(shù)，在不久的將來可以找到與之契合的企業(yè)，使科研成果真正服務(wù)社會(huì)造福人類。