潜心环境研究 做环保事业保驾护航人—— 记广东石油化工学院教授王素华

◎ 文/曹 莉

作为一名有责任感的科学家，他对环境研究情有独钟，积极投入到环境污染物分析方法与检测技术的研究上，为环境保护、实现我国碧水蓝天的国家环保战略尽着自己的一份心力。

为改善环境，找到环境污染物的种类和来源，他锁定的主要研究方向是环境化学、环境污染物分析和公共安全监测的基本理论和方法，积极发展环境中有害物质的高灵敏分析检测、生化分析与传感等应用技术，并取得一系列的研究成果，先后发表110多篇科研论文，获授权发明专利10件，研究成果获2020年安徽省科学技术奖一等奖（自然科学类）、2018年中国分析测试协会科学技术奖（CAIA奖）二等奖、2020中国发明协会发明创新奖二等奖。这些在环境污染数据分析与快速现场检测方面的研究成果推动了相关领域应用技术发展，为环境监测、国家公共安全和食品安全领域做出了重要贡献。

他就是广东石油化工学院教授、中国科学院 “百人计划”科学家王素华。

厚积薄发，在勤学中开拓纳米研究之路

作为一名努力工作的学者，王素华与大多数科学家一样，有着一条漫长的求学之路。这是一条厚积薄发、奋发进取之路。他是个平淡的人，也是个乐于分享的人。谈起学习生涯时，他清晰地讲出了自己求学经历：从沂蒙革命老区的临沂大学如何到山东师范大学、在中国科学院化学研究所初次接触科研的趣事、在香港科技大学攻读博士学位的研究课题等；学生时期的广泛阅读学习和深入探索研究，使他掌握和储备了丰富的专业知识和能力。

他于2001年获日本学术振兴会(JSPS)资助，在日本Himeji Institute of Technology (现University of Hyogo) 从事纳米技术研究，2003年加入新加坡国立大学从事纳米敏感材料分析检测研究。这段时期，他在纳米材料技术及其应用的前沿研究领域取得了丰硕的科研成果，为他回国后开展的研究工作奠定了坚实的基础。2010年初，王素华入选中国科学院引进国外杰出人才“百人计划”，加入中国科学院合肥智能机械研究所，从事环境污染检测与传感的研究。2019年，他加入广东石油化工学院，这是一所发展快速、特色鲜明、在石油炼化和环境工程应用领域领先的高水平理工科大学。他在学校支持下组建了“环境与安全检测技术”创新团队，全面推动产学研合作与创新。

科研成果丰硕的他，在产学研上也同样出色。得益于长期从事光谱分析和物理化学的基础研究，发现了纳米材料可应用于可视化荧光分析体系，并在荧光光谱分析领域取得了突破。他致力于半导体量子点及有机分子配合物的荧光光谱分析检测新原理新方法的研究，取得了一系列具有创新性的科研成果。比如，荧光量子点表面分子结构响应的比率荧光分析方法中，设计制备了具有比率荧光信号的双色纳米复合物，通过其表面分子功能化获得对爆炸物梯恩梯(TNT)的特异识别能力，并制备了纸质传感器，创造性地结合指纹提取技术实现了不同物体表面痕迹量TNT残留微粒的可视化检测。这种纸质传感器便于携带和操作，无需使用大型仪器，只需要通过特制的便携式信号采集设备，就可实现TNT的现场实时快速检测，选择性高。相关研究成果作为代表作之一荣获2020年安徽省科学技术奖一等奖（自然科学类）。

他说：“氮氧化物自由基（NOx）既是一级气态污染物，是雾霾和光化学烟雾发生的元凶，也是一种重要的细胞内信号分子，NOx自由基的跟踪与检测对于大气污染的防治和深入理解生命化学过程具有重要的科学意义，然而这种低浓度、短寿命自由基的高选择性和高灵敏度的直接检测一直是分析检测领域的重大挑战。研究团队针对NOx自由基，通过金属配合物在荧光量子点表面的分子工程，设计和构建了基于共振能量转移（FRET）机理和表面结构响应的荧光探针，实现了对NOx的直接荧光增强型检测。”这种方法既能应用于大气环境中NOx的分析检测，也能对细胞中氮氧自由基进行成像示踪。

王素华的求学科研经历，验证了一名普通的研究者要有所成必须善学善成、善作善为的朴素道理。

碧水蓝天，在梦想中致力研制雾霾克星

曾几何时，“雾霾”这个不速之客遮蔽了蓝天，侵害着人类的健康，蓝天白云成了普通大众的奢望。为了找出“雾霾”的成因和过程，掌握蕴藏其中的机理，王素华开始致力攻克雾霾检测方法的难题。

2012年初，他与新加坡国立大学的黄德健教授合作，获得了国家自然科学基金委的立项资助，开展“大气污染物氮氧化物与二氧化硫的可视化检测方法研究”，这项研究为王素华向“雾霾”开战打通了路径。

在这场没有硝烟的战斗中，他勇敢地拿起手中的科技武器，坚定着誓要拨开雾霾见碧水蓝天的梦想。他率领研究团队经过长期研究和检索文献资料发现，空气中一些气体自由基小分子，像氮氧化物（NOx）和臭氧（O3）等是雾霾诱因中的“坏蛋”，它们能直接或间接影响着人类的健康；而大气中的气态分子污染物也可以被氧化聚集成核，对PM2.5等细微颗粒物的形成具有促进作用。

他介绍道：“摸清这些‘坏蛋’的含量分布及变化，是认识这些活性物质在大气中的迁移规律、演变过程和探索雾霾形成机制的科学基础。但这些气态自由基看不见也摸不着，且具有反应活性高和多组分并存等特点，高选择性和高灵敏的检测极为困难，是环境分析化学研究领域的重大挑战。”于是，他带领团队围绕气态污染物的可视化检测研究展开了一系列重要且有价值的研究。他们通过多学科交叉思路，先后建立了对NO、NO2、SO2、O3、H2O2和 HOCl等 气态污染物高选择性的增强荧光和比率荧光分析方法，其中基于量子点的荧光开关检测NO自由基和气态NO2的增强荧光探针也可用于细胞的相关分析检测和成像分析。这些高选择性高灵敏的检测分析方法为深入探索大气中有害细微粒的形成机制与作用奠定了方法基础，对于治理大气污染具有重要的科学意义。发明的“基于荧光信号开关的有害物质检测方法”实现了几种常见农药残留的通用可视化检测方法，研究成果获得发明专利4件，并分别在高水平国际期刊发表,为大气污染分析和食品安全检测提供了新型的分析方法和技术手段，获得了国内外学者的关注与认可。所取得研究成果也受到社会广泛关注，《科学中国人》“创新之路”进行专访并刊发“向雾霾宣战”（2015.09）。相关研究成果作为主要代表分别荣获2018年中国分析测试协会“科学技术奖（CAIA）奖”和2020年度中国发明协会“发明创业奖•创新奖”。

近年来，他在产学研合作创新工作中创造了良好的经济和社会效益。据介绍，他研究发明的爆炸物等现场快速检测技术体系突破了此类检测需要大型仪器设备难题，解决了交通枢纽人流大、现场无法快速筛查的难题，推动了我国公共安全技术的发展，产生了明显的社会效益。又如，他研究取得的农药残留快速检测方法，在部分地区农贸批发市场水果农药残留含量监测中，能现场快速获得分析数据，极大地降低了人工成本和仪器耗材等成本。他发明的亚硝酸根荧光分析方法，被成功应用于华北电力大学“应用化学”专业本科生“分析化学实验”实践课程的教学，取得了良好的教学效果，并获得了教学成果奖。作为北京市侨联第十五届委员会委员和昌平区海外联谊会第二届理事会理事，他还对区域环境保护问题积极建言献策。

作为一名有责任感的科学家，王素华积极响应国家环保战略，引领和激励着团队中的青年科研人员奋勇向前，坚定地持续开展科学和应用研究，为我国环保事业保驾护航。