楊穎
編者按:“翱翔計劃”是北京高中課程改革的一部分,它將中學生的學習空間延伸到高校、科研院所的實驗室,讓學有余力、具有創(chuàng)新潛質(zhì)的高中學生經(jīng)歷較為完整的科學研究過程。它的目的是使中學生“在科學家身邊成長”,從而讓這些有濃厚科研興趣的孩子有機會進行科研實踐,獲得綜合能力的培養(yǎng),為他們未來的“翱翔”奠定基礎(chǔ)。本期刊載的是翱翔學員田晨浩的成長經(jīng)歷。
翱翔計劃改變了田晨浩的志向。
從小,就對汽車有濃厚興趣的他原打算高中畢業(yè)后,去北京理工大學求學,“就學車輛工程”。如今,他卻已是北京師范大學大三的學生,他戲稱自己的專業(yè)——環(huán)境工程是“修地球”的,但言談間難掩自豪和熱愛:“我是在翱翔計劃中發(fā)覺自己對自然的好奇心的?!?/p>
一
一切得從2009年的夏天說起。
來自北京八十中高一年級的田晨浩經(jīng)過幾輪篩選進入翱翔計劃。經(jīng)過基地校北京二中的過渡培養(yǎng),7月初,他來到中國科學院地理科學與資源研究所。高不可攀的科研突然與他發(fā)生了聯(lián)系,他說:“心情很激動,但也不知道接下來要干嗎,既興奮又茫然”。
簡短的會面和對話后,導師閆秀蘭摸清了田晨浩的學術(shù)傾向——“有機化學方面、環(huán)境方面”,沒過多久,她就給田晨浩發(fā)了短信,通知他去北京焦化廠看看。
“環(huán)境很糟糕,地是黑乎乎的、油泥混合,夏天,一腳踩下去,再抬起來,鞋底會有拉絲?!碧锍亢苹貞?,“第一印象是太臟了,植物很少,空氣中散發(fā)著刺鼻的氣味……”他搖搖頭,時隔4年,仍記憶猶新。
第一次面對如此嚴重的污染地,田晨浩的內(nèi)心受到巨大沖擊。
“我能干什么?”“需要做什么?”“怎么做?”烈日下,他一邊擦汗,拍打圍繞著他的蚊蟲,一邊苦苦思索。
是啊,污染,這個本世紀越來越嚴重的問題,現(xiàn)在給這個十多歲的少年最直觀的感覺。
回去后,他查閱了許多文獻,每天都和導師進行郵件交流,至7月中旬,他最終確定了課題方向:焦化類污染場地多環(huán)芳烴高效富集原生植物篩選。
日后,他在結(jié)業(yè)論文中這樣敘述研究初衷:
“煉焦是我國重要的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè),焦化類工業(yè)場地分布廣泛,數(shù)量有百余座之多……場地搬遷后,大片土壤被廢棄,大部分土地植被變得稀少,處于裸露廢棄狀態(tài),因此,焦化類工業(yè)搬遷場地的土壤修復對土地的循環(huán)利用具有重要意義……”
簡而言之,田晨浩的研究就是借助焦化廠地的原生植物,如狗尾草、柳樹、楊樹等自身對污染的處理能力,作為解決焦化類場地污染的途徑。
二
那年夏天,氣溫異常高。
再去焦化廠,田晨浩準備充分——為防曬傷,兼防蚊蟲叮咬,他戴上口罩、手套,武裝到眼睛。去之前,實驗室的師兄、師姐們已一再叮囑過他采樣時該注意什么?!耙婚_始啥都不懂,連根際土就是植物根部周圍的土都不懂。”田晨浩至今感激他們的幫助,“一個師兄專門告訴我,把植物刨出來,要先抖抖土。”
取樣是田晨浩實驗的重要環(huán)節(jié)。
一個月前,他還是一個在課堂上揚起頭看黑板的普通中學生,現(xiàn)在就要單槍匹馬在一片荒涼的廢棄工廠的土地上,全憑自己用鏟子鏟土,刨周圍的植物,歸類和裝袋,做最基本的科研準備。
一次,他挎著相機,背著大包,扛著鏟子,拎著標本箱,在污染區(qū)采樣。休息時,摘掉手套,他發(fā)現(xiàn)從手套里直接倒出了水,是的,那都是汗。
只有吃飯、喝水時,他才有一個小時的休息時間,“一天的成果就是十幾個袋子里裝的十幾個樣品”。
采樣的間隙,他向焦化廠留守的老工人、附近的消防隊員了解該廠的情況,“了解既往的歷史,對實驗會有幫助”。
“根據(jù)植物外觀的不同,我采集了污染場地內(nèi)的原生植物,如馬齒莧、側(cè)柏等一共24個種類,然后編號,”田晨浩翻翻當年的論文筆記,“我又將它們分別對應(yīng)的土壤進行編號?!?/p>
實驗是繁瑣的,比如,植物樣、土壤樣都要經(jīng)過兩天-80℃的冷凍,取出后還要進四環(huán)凍干機中冷凍干燥,再進行處理……
“分析數(shù)據(jù),我用了一個月時間。”田晨浩不由得提起最難忘的實驗環(huán)節(jié),即蒸發(fā)至0.5ml的操作——將200ml的液體蒸到只剩下0.5ml?!耙欢ㄒ屑?。一開始,我總是粗心大意,好幾次都將瓶子里的液體蒸干了,那就只好重來,每重來一次,又是20分鐘。后來沒事的時候我就練,又用兩臺機器一起蒸”。
2009年11月,實驗到了攻堅環(huán)節(jié),田晨浩甚至還記得具體的日期,他說:“23號那天,我從下午做實驗到深夜,偌大的實驗室里,只有我一個人,透過窗子,我看到萬家燈火,有點餓,還有點怕,我想回家,可是想到已經(jīng)對師姐保證過我一定會堅持把實驗做完,心里念著‘不放棄,手就一直沒有?!?/p>
那天,他昂首走出實驗室時,不僅帶著完成任務(wù)的如釋重負,還有些戰(zhàn)勝自我的快樂。
三
今天,田晨浩回顧在翱翔計劃中的研究和最后的論文,有很多遺憾:“不夠細化,可以再深入,但當時當?shù)匚乙炎龅轿夷芰Φ臉O限?!彼恼撐摹督够愇廴緢龅囟喹h(huán)芳烴高效富集原生植物篩選》,論證了原生植物對多環(huán)芳烴具有很好的富集作用,原生植物是修復焦化類場地污染的有效途徑——在此之前,有限的研究成果大多集中在用外來植物修復污染土壤,費時、費力更費錢。
這篇論文,也幫他贏得北京師范大學自主招生考試的面試資格。他說:“更重要的是,它讓我認真思考環(huán)境與人類的關(guān)系、我能做什么等問題,最終我選擇了環(huán)境工程專業(yè)?!?/p>
實驗過程中,他除了和導師溝通,在實驗室、焦化廠具體采樣、操作,還專門去中科院植物所鑒定植物樣品,向生物老師請教北京常見植物的相關(guān)信息,“可以說,同時進行了環(huán)境、有機化學和生物學等幾方面的學習”。
這也是他在翱翔計劃中的重大收獲之一。
正如在2010年10月9日翱翔計劃化學論壇的匯報演講中他陳述的那樣:“我選擇的是化學領(lǐng)域,在中科院地理所做的課題,選擇的是植物方面的研究,這看似關(guān)聯(lián)很小,可是正體現(xiàn)了現(xiàn)在科研發(fā)展的大方向,在交叉領(lǐng)域中謀發(fā)展……我也體驗到團隊協(xié)作精神的重要性,就像‘嫦娥二號升空,需要各個領(lǐng)域的科學家共同完成一樣?!?/p>