□ 劉 江 李 麗
學于西安,曾遠赴德國、沙特和丹麥等海外多地深造和做研發工作,2015年放棄丹麥政府的特殊津貼和格蘭富的永久職位,全職回到西安理工大學,運用國際前沿科技為西部乃至全國水環境事業貢獻己力……作為新興一代水環境治理與水處理科研工作者的代表,西安理工大學西北旱區生態水利國家重點實驗室教授鄭興正和他的研究團隊一起致力于將所學、所研運用到實處。
水是生命之源,是人類賴以生存的基本。有人愛水,是因為它如汪洋壯闊,能載舟亦能覆舟;有人愛水,是因為它如湖泊沉靜,既包容又低調……
出身軍人家庭的鄭興早年并沒有預料過自己的一生會與水結緣,原本打算投身電力或者教育事業的他,誤打誤撞被西安理工大學水利水電學院排水專業錄取,從此開啟了他與西安理工大學、與水環境事業幾十年剪不斷的情緣。
“要說有什么樣的情感,我倒覺得現在做的是與生命健康有著緊密聯系的事業,我們試圖通過研究進一步了解水質控制的機制機理,從而為水環境和水處理提供一些支撐。我覺得挺有意義的,就這么一直堅持做下來了。”踏實做事,無問西東,成了鄭興這些年投入科研的真實寫照。這些年,他一方面致力于更多地研究物化法水處理的機理過程,進行生態環境水質控制研究,對河流水質給出健康評估等各項工作;另一方面就是在尊重自然規律的前提下進行污水深度處理。

鄭興在會議上發言
2005年,鄭興前往德國柏林工業大學攻讀博士學位,師從德國水化學協會主席、IWA國際水協顆粒去除委員會前主席Martin Jekel教授。與很多海外學子一樣,他出國早期,面臨的是語言不通、基礎薄弱等難關。很多軟件,諸如編程、數據處理和儀器操作等一些在德國已經被普遍使用的基礎研究工具,都需要從頭夯實。讀博的第一年,他整日埋頭在實驗室,學習實驗操作、數據處理、搭建試驗臺,進行測試……直至漸成系統。天道酬勤,堅持不懈克服重重困難,艱辛積累推動創新,他在人才濟濟的海外科學殿堂脫穎而出。
首次定量地證實大分子親水性胞外高聚物對膜污染的決定性作用,是鄭興在讀博期間取得的研究成果之一。他由此走向了胞外高聚物對膜污染作用這個研究熱點的國際最前沿。鄭興回憶,在拿到課題之初他曾經有過迷茫,因為作為領域里的熱點議題,已經有不少人投入到相關研究中,要怎樣才能與眾不同?鄭興費了不少心思,做過很多不同的嘗試。他在導師的指點之下將膜污染效果與特種水質檢測做關聯分析,終于有了突破性的發現,而且經過反復不同的實驗和測試證實了規律的普遍性。“我當時覺得自己挺幸運的,遇上了名師指導,雖然有不少人做過這方面的工作,但是很少有人把它放到量化的角度來討論,恰巧我做到了。”相關課題鄭興連續做了兩年時間,完成了他的第一篇英文論文,論文發表在權威期刊Water Research上,目前影響因子7.051,被引用上百次。而鄭興也成為很長一段時間以來柏林工業大學水質控制系里在top期刊里發表文章最多的博士之一。
創新有時候看似容易,它往往在思考過后的一瞬間靈光閃現;有時候又很難,難在它常常隱藏于很多看似平常的事物中不易被察覺。鄭興慶幸自己在行業名師的指導下找到了創新的鑰匙,能夠為他的科研打開一扇窗,通過這扇窗他可以看到后面更為神奇的探索世界,為他之后的科研人生做了一個堅實的鋪墊。
在德國深造期間,鄭興有幸參與了北京奧運會中心湖的水環境保護項目,他作為德方代表全權負責和中方合作伙伴清華大學及北京排水集團的協調管理工作。因為是獨立執行人的身份,從前期的實驗設計工藝路線選擇,到中期的各種實驗設備采買,再到后期帶領學生一起做實驗,參加相應的國際會議……整個過程鄭興都貫穿其中。為順利完成實驗,他克服困難,從永定河挖來了10來噸的沙子,利用沙子里的生物來過濾水……雖然歷經不少磨煉,但鄭興積累了系統的項目實施經驗,錘煉了科研韌性,同樣為他之后的科研打下了堅實基礎。
在德國的5年時間,鄭興的羽翼漸豐。之后他又到沙特從事博士后研究工作,還獲得了丹麥在全球最大的泵公司格蘭富研發部的永久職位。在丹麥,鄭興積累了豐富的項目實踐經驗,而且作為格蘭富膜技術專家,他拿到了丹麥政府的特殊津貼,收入在丹麥排名靠前。雖然很喜歡這個“幸福的國度”,但鄭興總感覺不踏實,一方面,覺得科研落到實處尚有一定距離,而這是他作為一名科研人最樸素的情懷;另一方面,在他的內心深處,總有一個“繞不過的結”,“科學可以是無國界的,但是科學家是有國界的”。那片最初給予他快樂成長的故土成了他再次啟航的選擇地。
2015年7月,鄭興接受西安理工大學的邀請,全職回國,通過全國盲審獲批博士生導師,受聘為水利水電學院教授。大雁塔旁,西安理工大學這所曾經哺育鄭興成長的巍巍學府給他留下了太多的成長烙印。身居海外時,鄭興一直感念著恩師們的栽培。
母校給予學成歸來的鄭興大力的支持,斥巨資提升水質實驗室的配置,為他提供更大的平臺,以更好地服務于西部地區乃至全國對水環境生態控制和水處理研究的需求。心懷感恩,向著目標,躊躇滿志的鄭興再次出發。
經過幾年建設,鄭興所在的課題組已經具有全國唯一的凝膠色譜—有機碳—有機氮—紫外吸收—熒光發射和吸收探頭儀器(LC-OCD-ND-UVD),可完成有機氮分子量的測定,在全國率先具備了利用毒理基因組學進行毒理測試與機理分析的能力,還裝備了原子力顯微鏡、石英晶體微天平、紅外光譜測試、全自動移液工作站、倒置顯微鏡帶成像系統等一大批檢測儀器與相關裝備。有了這些儀器設備配合國際前沿的科研、技術和創新理念,鄭興所在的課題組如虎添翼,共同的科研夢讓他們扎根西部,奮發圖強。回國第二年鄭興教授榮獲“陜西百人”稱號。
膜技術是21世紀水處理的核心技術,鄭興的研究領域首先集中于膜技術應用。當前,應用超濾膜技術處理生活污水廠二級出水達到地表水準四類標準是大勢所趨。而作為關鍵膜污染指標物,亞微米有機顆粒(sub-micro size biopolymers,SMO)對膜污染有決定性影響已經得到證實。然而,當前對SMO來源分布缺乏認知,對其受污水廠工藝與運行影響的變化規律是什么,相應的釋放機制又怎樣等重要科學問題缺乏系統研究。與此同時,二級出水SMO特性的變化會在多大程度上影響膜污染進程,其機理又是什么,這也是亟待研究的科學問題。
為弄清這些科學問題,鄭興先后主持國家基金面上項目“二級出水亞微米有機顆粒生成機制及其膜污染過程研究”等課題的研究,利用諸如酶活測定、DNA毒理檢測等先進技術手段,從分子生物學層面探究影響SMO生成的機理,研究的結果為調控二級出水SMO提供了理論依據與技術支持,也為理解相應條件下的膜污染形成與控制提供了科學依據。
同步于微觀機理研究,鄭興課題組也關注對國計民生影響重大的自然水體水質,例如黃河。近年來,受氣候變化和人類活動干擾的影響,黃河水文情勢和生態環境發生了劇烈變化,其相關科學問題成為國內水環境和水生態領域的研究前沿。針對黃河流域泥沙變化、水資源短缺、生態環境惡化和生物多樣性銳減等生態系統退化問題,鄭興與研究同伴一起共同主持了國家重點實驗室重點支持項目“人類活動干擾下的黃河新型污染物遷移轉化規律及生態風險評估”等課題,深化水生態及其修復方面的研究。
注重團隊建設,鄭興強調團隊合作。正是得益于團隊的凝聚力,他們的科研才越走越遠……
目前,鄭興所在的團隊共有20余名老師和學生,年輕教師中包括研究催化氧化與水質監測的曹昕博士,研究膜的功能化與膜污染的張耀中博士,研究水質監測與膜污染控制的邱曉鵬博士和研究電化學催化與工業廢水處理的李曉良博士等。讓鄭興感到自豪的是,這是一支充滿朝氣、踏實協作的團體。
“團隊從組建開始,從實驗室設備的引進、組裝試運行到學生培養,這幾位老師就和我一起合作,90%的功勞是他們的,我大多數是起到了穿針引線,提供建議想法的作用。帶領團隊做科研最重要的是自己能清楚在其中能做怎樣的貢獻,別人能和你一起做什么,合作的目標是什么。目標一致,齊心協力,是團隊發展的長足動力”。或許是因為多年海外的經歷,讓鄭興覺得無論是教學還是科研都應該尊重個體的自由,而他所要做的,就是發現他們的專長,同時給他們一個自由施展才能的舞臺。
“不患寡而患不均”,自團隊建立之始,鄭興就篤定要建立一個公平、透明的機制環境,資源分配、團隊運作都有相應的制度規定,“這樣可以讓大家心里感到踏實,有就是有,沒有就是沒有,大家一起齊頭往前奔,不為其他的事情分心干擾”。“知行合一”是他們為自己的微信群起的名字,彰顯了團隊的文化。
在西安理工大學,很多同學都喜歡鄭興講的《給排水概論》,是因為他傳授給學生的不是一些條條框框,而是重在機理,結合實際案例,講究關鍵細節、活泛、有血有肉。身在西部地區,條件相對北上廣較為艱苦,為留住學生,鄭興也是想盡各種辦法帶給他們不一樣的感受,用情感留人,用事業留人。今年暑假,鄭興采納意見,召集部分本科生辦起了一期“別具匠心”的暑期夏令營活動。他們制定了16個小課題,讓學生自由選題,在研究生或者老師的指導下,獨立完成,意在讓他們體會一下科研的樂趣以及實際操作過程中會遇到的各種問題。這樣效果出人意料的好,學生反響強烈,收效顯著。“雖然犧牲了暑假時間,但明年我還會繼續堅持,為熱愛科研的學子提供樂土!”鄭興高興地說。
在西安理工大學師生眼里,鄭興是個愛自然、愛生活、愛運動的“活力派”,他臉上常漾著陽光而溫和的笑容。喜歡做科研的他,也喜歡帶著團隊和家人走進大自然,開展戶外拓展。組織師生和家人一起運動,組建聯誼球隊,每周進行二次氣排球比賽。球場上生龍活虎的他,更像是學生們的大師兄。
對未來,鄭興有著明確的規劃:抓重點、凸特色、出成果。除了繼續在關注的污水深度處理與回用和水環境及生態修復這兩個科研領域深耕細作之外,他還想發揮自己多年在海外積累的國際經驗和資源,培養一批具有國際視野,掌握國際語言的國際化專業人才,從而把團隊帶上國際化的跑道,滿懷信心,奔向世界前沿。
發揮自己所長,做有用的科研,心懷目標,鄭興和團隊一直奔跑在科研逐夢的路上。

團隊合影