趙娜

隨著人類文明的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日益進(jìn)步，人類對地球資源的開發(fā)利用越來越導(dǎo)致眾多環(huán)境問題的出現(xiàn)，氣候變暖，生態(tài)破壞，以及土地、水和大氣污染等。二十年前，隨著生態(tài)環(huán)境問題的日益突出，產(chǎn)生了一門新興學(xué)科，那就是生態(tài)毒理學(xué)。生態(tài)毒理學(xué)用多學(xué)科理論包括生理、生態(tài)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、毒理學(xué)和數(shù)學(xué)等來解釋自然界中污染物的暴露風(fēng)險。因此，生態(tài)毒理學(xué)不僅是一門科學(xué)，而且是環(huán)境基準(zhǔn)推導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)制定以及污染防治中應(yīng)用性很強(qiáng)的工具，已成為上世紀(jì)九十年代至今最有生命力的新興學(xué)科之一。

周啟星，1963年5月23日出生于浙江，現(xiàn)任南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長，教授，博士生導(dǎo)師。他在環(huán)境學(xué)科領(lǐng)域孜孜不倦、忘我工作，建樹頗豐。作為我國環(huán)境學(xué)科的“領(lǐng)頭羊”之一，周啟星教授始終站在環(huán)境學(xué)科的制高點(diǎn)和學(xué)術(shù)前沿，提出了一個又一個科學(xué)問題，解決了一個又一個技術(shù)難題，尤其對陸生生態(tài)毒理學(xué)有著深邃獨(dú)特的造詣，不僅大大豐富了生態(tài)毒理學(xué)的理論，更為我國的環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。

生態(tài)毒理學(xué)是研究外源化學(xué)、物理和生物因素對生物體和環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的損害效應(yīng)及其機(jī)理，以及預(yù)防、救治或改善措施的綜合性學(xué)科，是環(huán)境基準(zhǔn)研究和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制定與修訂的基礎(chǔ)，是實(shí)施污染控制的工具。因此，它實(shí)際上是“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略的一種技術(shù)支撐。幾乎所有在1980年代歐美各國出臺的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與管理方法中都需要生態(tài)毒理技術(shù)，如土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂，化學(xué)品和排放物的安全性評價，產(chǎn)品生物降解能力測試，生物技術(shù)產(chǎn)品的管理，污染治理與修復(fù)的效果評估等，都需要生態(tài)毒理學(xué)參與并起著關(guān)鍵的技術(shù)支撐作用。當(dāng)前，面對日益嚴(yán)重的環(huán)境復(fù)合污染的健康風(fēng)險評估、新物質(zhì)與新型材料(如納米材料)以及轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等的生物安全性與生態(tài)風(fēng)險、中醫(yī)藥產(chǎn)品毒性評估等新問題時，毫無例外地需要生態(tài)毒理學(xué)知識和技術(shù)作為支撐。因此，有必要做好生態(tài)毒理學(xué)學(xué)科發(fā)展與建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)，給予生態(tài)毒理學(xué)學(xué)科及其應(yīng)用更準(zhǔn)確的定位。

周啟星教授對生態(tài)毒理學(xué)理論的最大貢獻(xiàn)，是他總結(jié)、歸納并提出了生態(tài)毒理學(xué)的五大基本原理：1、環(huán)境毒物的劑量一效應(yīng)關(guān)系原理；2、環(huán)境毒物的結(jié)構(gòu)一活性相關(guān)原理；3、毒理作用的多層次效應(yīng)原理；4、毒理生態(tài)動力學(xué)原理5、環(huán)境毒物的生態(tài)適應(yīng)性原理。這五大基本原理的提出，對于深化生態(tài)毒理學(xué)研究以及在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的多層次應(yīng)用，產(chǎn)生了積極而廣泛的學(xué)術(shù)影響。他還豐富和發(fā)展了生態(tài)毒理學(xué)的學(xué)科體系，指出：生態(tài)毒理學(xué)的基本分支學(xué)科是理論生態(tài)毒理學(xué)、實(shí)驗(yàn)生態(tài)毒理學(xué)和應(yīng)用生態(tài)毒理學(xué)，理論生態(tài)毒理學(xué)涉及大氣生態(tài)毒理學(xué)、水生生態(tài)毒理學(xué)、陸生生態(tài)毒理學(xué)，植物生態(tài)毒理學(xué)、動物生態(tài)毒理學(xué)、微生物生態(tài)毒理學(xué)、分子生態(tài)毒理學(xué)等則歸屬實(shí)驗(yàn)生態(tài)毒理學(xué)，工業(yè)生態(tài)毒理學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)毒理學(xué)、礦區(qū)生態(tài)毒理學(xué)、城鎮(zhèn)生態(tài)毒理學(xué)以及軍事生態(tài)毒理學(xué)等應(yīng)該屬于應(yīng)用生態(tài)毒理學(xué)的組成范疇。

他對陸生生態(tài)毒理學(xué)有著系統(tǒng)而高深的研究，并取得了多項(xiàng)具有明顯創(chuàng)新意義的成果。首先是，他通過大量實(shí)驗(yàn)研究，闡明并揭示了復(fù)合污染生態(tài)效應(yīng)與污染物之間的復(fù)雜關(guān)系：復(fù)合污染生態(tài)效應(yīng)不僅僅只與污染物或污染元素本身的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，更為重要的是，取決于其存在的水平及其濃度組合關(guān)系；與生物種類或生態(tài)系統(tǒng)類型有關(guān)；還與作用的生物部位有關(guān)。他首次提出并證實(shí)了復(fù)合污染生態(tài)效應(yīng)是矢量而不是標(biāo)量，復(fù)合污染生態(tài)效應(yīng)賦予了作用的方向和反應(yīng)的模式。他對復(fù)合污染有著深刻的理解，指出：復(fù)合污染的基本內(nèi)涵：1、一種以上的污染物同時或先后進(jìn)入同一環(huán)境介質(zhì)或生態(tài)系統(tǒng)同一分室2、污染物之間、污染物與生物體之間發(fā)生交互作用；3、經(jīng)歷化學(xué)、物理化學(xué)過程、生理生化過程和生物體發(fā)生中毒過程或解毒適應(yīng)過程等三個階段4、產(chǎn)生抑制、促進(jìn)或獨(dú)立效應(yīng)。特別是他通過實(shí)驗(yàn)修正了教科書中一直沿用的“協(xié)同作用”和“拮抗作用”原有定義中不完整甚至錯誤的提法，認(rèn)為當(dāng)總效應(yīng)大于單獨(dú)作用時效應(yīng)總和，常常出現(xiàn)多種反應(yīng)模式，至少包括正向促進(jìn)／逆向促進(jìn)、正向促進(jìn)／逆向抑制、正向抑制／逆向促進(jìn)等三大類作用情形，其中，只有正／逆促進(jìn)可謂嚴(yán)格意義上的“協(xié)同作用”；同樣，盡管總效應(yīng)小于單獨(dú)作用時效應(yīng)總和，通常也出現(xiàn)3種反應(yīng)模式，其中只有1種作用情形可謂嚴(yán)格的“拮抗作用”。他還在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上歸納出“互作態(tài)”的新概念并賦予定量化內(nèi)涵與定義；發(fā)現(xiàn)復(fù)合污染生態(tài)效應(yīng)不僅存在“危害延時”現(xiàn)象，而且存在“危害增時”作用，即復(fù)合污染可導(dǎo)致某些污染物對生態(tài)系統(tǒng)的作用、危害時間延長。

周啟星教授還把生態(tài)毒理學(xué)原理和研究成果運(yùn)用到土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)的研究中。早在1987年，他就提出了一整套土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)研究與推導(dǎo)的方法，包括：生物生態(tài)效應(yīng)方法、土壤環(huán)境背景值方法和食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)反推法。他用了整整四年時間，在基于土壤環(huán)境背景值研究成果基礎(chǔ)上，在考慮作物生態(tài)效應(yīng)后，提出了中國土壤鎘、汞、鉛、砷和鋅等重金屬的環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)值，為我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GBl5618-1995)的建立、制定和頒布提供了科學(xué)依據(jù)，并做了大量實(shí)際工作。為了使獲得的土壤環(huán)境基準(zhǔn)更為反映環(huán)境污染實(shí)際，還開展了農(nóng)業(yè)環(huán)境復(fù)合污染條件下相關(guān)的土壤質(zhì)量基準(zhǔn)研究，推導(dǎo)、提出了復(fù)合污染條件下重金屬污染物、典型有機(jī)污染物的土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)值。近年來，周啟星教授還對我國農(nóng)業(yè)土壤中新型農(nóng)藥、抗生素和多溴聯(lián)苯醚等典型新型有機(jī)污染物的環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究，掌握了第一手資料。

鑒于我國土壤重金屬和有機(jī)污染日益嚴(yán)重以及場地污染大量存在的情況下，周啟星教授在我國率先提出并開展了污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)的系統(tǒng)研究，并成為我國這一研究領(lǐng)域的開拓者。2003年以來，他在我國首次提出了開展污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)建立的方法體系研究的設(shè)想。他多次呼吁在我國建立污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，以填補(bǔ)我國這一領(lǐng)域的空白。特別是，他再次運(yùn)用生態(tài)毒理學(xué)原理和研究成果，推導(dǎo)、提出了我國污染土壤中一些典型污染物的修復(fù)基準(zhǔn)的建議。為我國今后建立污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

至今，周啟星教授成功組織了多次與生態(tài)毒理學(xué)及其應(yīng)用相關(guān)的國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)會議，包括首屆污染生態(tài)化學(xué)與生態(tài)過程國際會議、第二屆污染生態(tài)學(xué)國際會議、首屆土壤環(huán)境基準(zhǔn)國際研討會、多次全國污染生態(tài)學(xué)大會以及中國科學(xué)院污染環(huán)境修復(fù)基準(zhǔn)研究學(xué)術(shù)研討會等學(xué)術(shù)會議。還作為執(zhí)行主席之一，成功組織了“污染土壤修復(fù)與生態(tài)安全”第212次香山科學(xué)會議。特別是，作為主要建議人，他還提出了“東北老工業(yè)基地環(huán)境污染形成機(jī)理與生態(tài)修復(fù)”和“環(huán)渤海地區(qū)復(fù)合污染、生態(tài)退化及其控制原理”的973項(xiàng)目建議，并得到認(rèn)可和有關(guān)方面批準(zhǔn)，這對于我國這兩個經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展最為關(guān)鍵地區(qū)的生態(tài)安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，我國的生態(tài)毒理學(xué)研究在一定程度上還存在小而全、重復(fù)分散、交叉重疊、各行其是、社會資源浪費(fèi)的被動局面，我國的污染土壤修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)的政策制度還是個空白；相反，發(fā)達(dá)國家都有完備的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。為此，周啟星教授希望政府能夠盡快重視起來，不僅應(yīng)該加大宣傳力度，而且要開展系統(tǒng)的研究，以縮小、打破與國外的差距。他認(rèn)為，只有這樣，我國在污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)研究與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和執(zhí)行才能有所作為。他呼吁應(yīng)繼續(xù)加大對生態(tài)毒理學(xué)研究的投入，同時要拓寬科研投入渠道，建立國家生態(tài)毒理學(xué)產(chǎn)學(xué)研產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，使更多的企業(yè)和民間資本能支持生態(tài)毒理學(xué)研究和技術(shù)平臺等的建設(shè)，讓更多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)化為環(huán)境基準(zhǔn)／標(biāo)準(zhǔn)和政策。

吾生雖有涯，科研無止境。在生態(tài)毒理學(xué)的研究領(lǐng)域，周啟星還有很漫長的路要走。我們欣喜地看到，近年來，國家發(fā)布了一個關(guān)于水質(zhì)基準(zhǔn)研究的“973”項(xiàng)目，這表明我國已經(jīng)開始重視這個問題。我們相信，在未來的科研道路上，周啟星教授會繼往開來，更創(chuàng)輝煌。