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扎根生态修复热土,书写绿色科研答卷

来源:  发布时间:2025-06-30

——记南开大学环境科学与工程学院副教授李田

李白薇  张锦玉  

  

  石油被誉为“黑色黄金”,深度融入生活。从汽车燃油到塑料包装、化妆品、合成纤维线缆,处处都有石油制品的身影。然而繁华背后,石油烃污染正快速威胁着我们的生存环境。十年前的《全国土壤污染状况调查公报》显示:在494个土壤样本中,石油污染物超标率高达23.6%,换算成触目惊心的数字,全国受污染土壤面积竟达4万~6万平方千米,相当于数个中等城市面积的沃土正在遭受侵蚀。更严峻的是,这些看不见的威胁已蔓延至地下水系统,约1%的地下水源遭遇石油污染,这意味着我们赖以生存的饮用水安全正面临挑战。

  从农田到山林,石油烃污染改变着土壤的结构与呼吸,让作物在无声的挣扎中减产,让附着在蔬菜瓜果上的污染悄然威胁着餐桌安全。不仅如此,当雨季来临时,污染土壤中的石油烃会随雨水迁移,将这场生态危机扩散至河流、湖泊乃至大气,形成多介质污染的恶性循环……然而这一切并非无法解决,污染土壤的修复技术可以改善这一情况。

  南开大学环境科学与工程学院副教授李田,其主要研究方向就是聚焦土壤污染与生态修复,针对修复难题,研发低碳绿色生物修复技术,重点突破原位生物修复技术瓶颈,发展植物-微生物电化学联合修复技术,在相关领域成果丰硕,成功构建的零碳源协同修复技术体系在实际场地开展应用。


情系故土,逐梦环工

  “我希望在熟悉的环境继续深耕钻研,用专业知识为社会创造价值。”

  作为南开大学本土培养的青年人才,从2010年入校至今,李田已经在南开度过了15个春秋。曾经年少的他怀着对未来的憧憬踏入大学校园,而选择环境工程专业,源于一段难忘的成长经历。

  “我的家乡矿山林立,儿时记忆里的青山绿水,在频繁的开采活动中逐渐消失,取而代之的是光秃秃的山体和被污染的土壤、废水。那时起,为家乡改善环境的念头便在我心中生根发芽。高考填报志愿时,虽然第一志愿是金融相关专业,但最终被环境工程录取。”就这样,仿佛是命运的安排,李田与环保事业结下了不解之缘。

  2014年本科毕业时,李田获得了保研资格。一方面是出于对学术深造的渴望,另一方面也是因为珍惜来之不易的机会,他选择继续攻读硕士学位。硕士升博士阶段,在导师的鼓励支持下,他坚定地踏上了读博之路。之后,李田选择留在南开大学工作,在熟悉的环境里继续钻研,希望用专业知识为社会创造价值。“对于青年科研工作者来说,学校和学院的支持至关重要。南开大学给了我一个高起点平台,这是无法估量的财富。在这里做科研,就是要牢记‘允公允能’校训,实实在在地为国家和社会做些有意义的事情。”


跨界攻坚,绿境创新

  “鲜少有人将目光投向微生物与物理的结合,我却从中看到了无限可能,决心开辟一条全新的科研道路。”

  李田的研究方向主要有3个方面:其一是以微生物为核心的生态修复,通过微生物与材料的交叉应用,利用材料特性弥补微生物自身缺陷,提升修复效能;其二是探索微生物与植物的协同作用,借助植物根系分泌的营养物质优化微生物生长环境;其三是融合前两项研究成果,结合微生物电磁学交叉学科优势,践行“一地一策”修复策略,针对不同区域土壤与水环境污染程度差异,灵活组合研究要素,实现修复效果、难度与成本的动态调控。

  在真正的科研实践中李田也遇到过令他印象深刻的项目。“微生物电磁学研究”这项前沿课题成功获得国家级项目支持,让他倍感振奋。“在这个跨界领域,土壤研究与物理学的交融亟需挖掘,大多数学者要么深耕理论物理,要么专注应用物理,鲜少有人将目光投向微生物与物理的结合。我却从中看到了无限可能,决心开辟一条全新的科研道路。”传统微生物电化学依赖电极刺激微生物生长,存在诸多局限,而无处不在的磁场给了李田灵感。他设想,若能将磁场引入土壤修复,只需一套磁设备,就能指挥微生物精准处理地下污染物,修复完成后,还能通过调整磁场强度在不同场地实现高效利用。这一创新思路,不仅充满科学趣味,更有望突破传统技术的瓶颈。

  李田的另一个项目——由他主研的“植物微生物电化学修复技术体系建立”的重点研发项目,是他工作后参与的规模最大的科研项目。这个项目历时4年,项目获批经费千万元。李田带领着几名研究生从零开始,系统梳理理论原理,在温室完成中试实验后,最终将技术推向实际应用,完成了从基础研究到成果推广的完整链条。回忆起当时的场景,李田不禁感慨:“项目落地延安的山沟沟里,艰苦的条件成为科研路上的巨大挑战。不仅如此,更大的难关在于,实验室里的理想环境与真实污染场地的复杂状况之间,横亘着一道难以逾越的鸿沟。首次将实验室方案应用到现场时,油管附近的高浓度污染区域让修复工作陷入僵局。”面对这样的情况,大家并没有气馁,而是反复往返于实验室与场地之间,根据延安的气候和土壤特性,践行“一地一策”原则,不断调整方案。经过无数次尝试,终于另辟蹊径,利用土壤中的矿物元素,让微生物在高毒性环境中依然保持活性,最终攻克了污染修复的难题。如今回望,那些在黄土高原上挥洒的汗水,那些反复调试方案的日夜,都成为科研道路上最珍贵的记忆。

  目前李田的科研小组研究成果主要聚焦于石化污染场地修复领域,技术应用成效显著。经修复后的石化污染场地已能安全用于建筑用地,土地安全利用率超过95%。而在与企业合作过程中,针对企业对降本增效的核心诉求,他们也推行“一地一策”定制化方案,并通过绘制成本对比图直观展现优势。与传统化学、物理修复技术相比,他们的交叉生态修复技术既能保留土壤功能、维持微生物活性、规避土壤板结等后期使用风险,又在成本控制上极具竞争力。

  虽然眼前依旧有需要解决的难题,但科学探索本就是在未知中寻找方向,这些难题既是横亘在科研之路上的高山,也是推动技术革新的阶梯。在攻克难题的过程中,那些尚未被发掘的机遇正悄然生长,未来必将在生态修复领域绽放出璀璨之花。


研以致用,拓路前行

  “深耕自己的研究方向,把它做精,然后做到真正落地应用。”

  展望未来两到三年,李田的科研小组锚定两大核心发展方向稳步前行。在理论研究维度,以系统性思维布局科研项目,跳出唯顶级期刊论的固有框架,深度聚焦实际应用价值。在交叉融合角度,通过开展具有前沿性与突破性的基础研究,他们致力于构建一套完善且具有实践指导意义的水、土生态修复理论体系,为后续技术创新筑牢根基,力求从源头上突破行业发展瓶颈。

  致力于科研的同时,李田深知科研的薪火传承有赖于人才培养。他始终认为,知识的根脉应当在实践的沃土中生长,因此他打破传统课堂的边界,以赛为舟托举青年智慧。他先后指导学生获得第十四届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛国家银奖、中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛天津赛区金奖等荣誉;而他的学生也在一次次实践与实战中,懂得了“把论文写在祖国的大地上”的深刻含义。

  尽管前路荆棘丛生,但李田始终坚信,每一次困境都是创新的契机,每一道难题都是突破的方向。比起跟风热点,不如深耕自己。“深耕自己的研究方向,把它做精,然后做到真正落地应用。”李田将以科研工作者的执着与韧性,在理论与实践的交织中探索前行,让创新技术从实验室走向广袤大地,为生态环境修复事业注入持久动能,书写属于他们的绿色发展答卷。
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2025年6月

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