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　　“生態(tài)文明建設(shè)是關(guān)系中華民族永續(xù)發(fā)展的根本大計。生態(tài)興則文明興，生態(tài)衰則文明衰。”為了保持長久的綠水青山，為了將被污染的土地從潰敗的邊緣拯救，數(shù)以萬計的環(huán)保事業(yè)和污染治理工作者發(fā)揮他們的聰明才智，像保護眼睛一樣保護生態(tài)環(huán)境，對已被污染的土地、水源進行針對性治理，以高科技的創(chuàng)新成果讓大地?zé)òl(fā)新顏。

　　土地是人類賴以生存的基礎(chǔ)，土壤是各種植物健康成長的載體，隨著迅猛發(fā)展的工業(yè)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)的興起，土壤污染已成為不可忽視的焦點。其中，重金屬污染因具有隱蔽性、不可逆性和長期性，已成為農(nóng)業(yè)環(huán)境中重要的污染物。重金屬逐漸積累在植物的根、莖、葉及果實中，不但影響了植物的生長和發(fā)育，還可能危害人和動物的機體健康。而通過自然凈化則需要漫長的過程。因此，采用人工科技干預(yù)，對土壤中的重金屬污染進行有目的的防治，已成為我國生態(tài)環(huán)保領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略需求。

　　桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授劉杰長期奮戰(zhàn)在教學(xué)科研一線，以“受損環(huán)境的生態(tài)修復(fù)”為主攻方向，實踐了一系列創(chuàng)新性科研成果，其主持完成的“土壤重金屬污染的生態(tài)效應(yīng)及植物修復(fù)”課題獲得了2019年廣西自然科學(xué)獎。

　　三大創(chuàng)新，土壤不受重金屬困擾

　　廣西地區(qū)的土壤污染有其明顯的特點——鎘/錳等重金屬較為集中。劉杰及其同事立足現(xiàn)實，采取了針對性的植物培育措施。經(jīng)過多年的科研實驗，劉杰對重金屬污染的風(fēng)險進行有效識別，他認(rèn)為，發(fā)展低成本、環(huán)境友好的植物修復(fù)技術(shù)是土壤重金屬污染防治的關(guān)鍵。為了將實驗室的成果應(yīng)用到實際環(huán)境中，劉杰開展了廣泛的實踐活動，并將近十年的成果匯集整理，先后發(fā)表在J.Hazard.Mater.、Bioresour.Technol.等環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的國際主流刊物上。8篇代表作被包括Crit.Rev.Environ.Sci.Technol.、Environ.Sci.Technol.和Environ.Int.等在內(nèi)的期刊論文他引491次，影響因子累計達37.071，已形成廣泛的學(xué)術(shù)影響力。

　　劉杰及其同事首次發(fā)現(xiàn)和報道了鎘/錳超富集植物青葙、鎘超富集植物少花龍葵和鎘富集植物雜交狼尾草等一批有應(yīng)用價值的修復(fù)植物資源，為土壤重金屬污染的植物修復(fù)和植物重金屬富集機制研究，提供了理想的新材料；發(fā)現(xiàn)了植物修復(fù)效率的關(guān)鍵調(diào)控因子，提出了多倍體誘導(dǎo)、再生調(diào)控等強化植物修復(fù)的新方法，使植物修復(fù)效率提高了80%～180%，彌補了植物修復(fù)效率低、耗時長的缺陷；他們從土壤微生物、酶活特征及目標(biāo)風(fēng)險等多角度揭示了土壤重金屬污染的生態(tài)效應(yīng)，實現(xiàn)了THQ模型參數(shù)的完整化和本土適用性，解決了修復(fù)工程生態(tài)效益綜合評價難題。

　　針對廣西地區(qū)土壤重金屬污染的特點，劉杰及其同事解決了3個比較關(guān)鍵的應(yīng)用技術(shù)難題，分別是植物修復(fù)的目標(biāo)識別、效率提升和效益評價。通過實際應(yīng)用，將植物修復(fù)效率提高了80%左右，大大縮短了修復(fù)周期，其技術(shù)處于同領(lǐng)域國際前列。目前，該成果已經(jīng)在黔江等適應(yīng)性較強的地區(qū)推廣，劉杰計劃在四川和湖南等地進行有目的性的推廣和應(yīng)用。

　　十年磨劍，多項成果獲得應(yīng)用

　　劉杰2003年畢業(yè)于武漢大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)，獲得碩士學(xué)位后，進入桂林理工大學(xué)從事教學(xué)與科研工作。在工作中，劉杰感覺到了知識的匱乏，排除多種困難繼續(xù)攻讀了云南大學(xué)生態(tài)學(xué)專業(yè)，并于2009年順利獲得博士學(xué)位。

　　從2011年開始，劉杰專注于污染土地的治理工作，開始了對治理土壤中的重金屬進行研究，最早的研究對象是李氏禾。劉杰先后獲得了廣西自然科學(xué)基金項目、教育部留學(xué)回國人員啟動基金項目的支持，對“李氏禾人工濕地群落結(jié)構(gòu)及其對Cr（VI）的還原凈化”“李氏禾在鉻污染土壤中的修復(fù)作用及生物學(xué)機制研究”“李氏禾修復(fù)環(huán)境污染的潛力與關(guān)鍵技術(shù)研究”和“李氏禾濕地系統(tǒng)凈化水體Cr（VI）的關(guān)鍵過程和微生物生態(tài)機制研究”等系列項目開展了系統(tǒng)性的研究，并且將研究成果匯集為《重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)研究——李氏禾對鉻的超富集特征、機制及修復(fù)潛力研究》一書。

　　劉杰及其同事首次在中國境內(nèi)發(fā)現(xiàn)并解密了重金屬鉻超富集植物——李氏禾，在國內(nèi)首先開展了重金屬鉻污染土壤修復(fù)技術(shù)研究，闡明了李氏禾對鉻的富集特征及相關(guān)機制；在獲得李氏禾鉻富集特征及相關(guān)機制的基礎(chǔ)上開展人工濕地的開發(fā)與應(yīng)用研究，為今后李氏禾人工濕地處理重金屬廢水的工程應(yīng)用提供了堅實的理論和技術(shù)依據(jù)，并促進了人工濕地處理電鍍廢水技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用。

　　為了驗證和推廣項目，劉杰及其同事在陽朔、灌陽和河池建立了3個修復(fù)示范工程，歷時多年，最終修復(fù)受污染的土壤1400畝，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品100%的安全達標(biāo)率。通過對李氏禾、青葙等一批土壤重金屬污染的植物修復(fù)新材料的研究，劉杰及其同事提出了多倍體誘導(dǎo)、再生調(diào)控等強化植物修復(fù)的新方法，以系列性的研究成果發(fā)表論文50余篇，被32個國家和地區(qū)的同行引用800多次，項目還獲得了廣西自然科學(xué)獎二等獎2項。

　　三尺講臺，傳道授業(yè)解惑之根本

　　參加工作十余年，劉杰收獲頗豐，憑借自己的努力和取得的成果，劉杰曾經(jīng)獲得過廣西十百千人才工程第二層次人選，廣西自然科學(xué)基金杰出青年基金獲得者、廣西青年科技獎獲得者，入選廣西高校卓越學(xué)者計劃和廣西高校優(yōu)秀人才資助計劃。盡管劉杰已經(jīng)在科研道路上取得了不俗的成績，但其更忘不掉的是對三尺講臺的依戀。劉杰講課有自己的程序，他會通過案例分析和工程實踐提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)知識的興趣。在其研究的環(huán)保領(lǐng)域，其實涉及到跨學(xué)科的專業(yè)，劉杰要求學(xué)生要具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S和求真務(wù)實的工作作風(fēng)，并且要主動積極去探索未知的世界，從工作、學(xué)習(xí)中汲取創(chuàng)新因子，以便不斷創(chuàng)新。劉杰還教導(dǎo)自己的學(xué)生要尊重他人的付出，提醒學(xué)生培養(yǎng)良好的團隊合作精神是做成事情的關(guān)鍵，單打獨斗不符合現(xiàn)代科研理念。在教學(xué)過程中，劉杰不斷向?qū)W生灌輸可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明的觀念，影響學(xué)生樹立正確的消費觀和價值觀，堅持教書和育人相統(tǒng)一。在疫情期間，作為班主任的劉杰，還遠(yuǎn)程給予學(xué)生更多的關(guān)愛，做好學(xué)生的心理疏導(dǎo)，多次講授防疫知識，將責(zé)任和擔(dān)當(dāng)進行到底，充分體現(xiàn)出“樹人為本，立德為心”的教育理念。

　　對于未來的設(shè)想，劉杰立足于科研和教學(xué)兩手抓、兩手都要硬的原則。他認(rèn)為，教學(xué)是基礎(chǔ)，是在為祖國培養(yǎng)源源不斷的后繼人才。科研是先導(dǎo)，將科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力才能促進科技進步。劉杰知道，廣西地區(qū)錳礦豐富，易于和鎘形成混合污染，超富集植物青葙對于這兩種金屬的污染治理又有明顯作用，他希望通過不斷研究，將某些細(xì)節(jié)吃透，讓廣西的生態(tài)環(huán)境進一步煥發(fā)新顏。

　　撰稿：杜浩鈞

　　本文刊發(fā)于《中國高新科技》雜志2020年第21期