2008年，意大利羅馬。在第十一屆加速器質譜技術與應用國際學術會議的間隙，丹麥技術大學終身教授侯小琳被幾位來自家鄉的科研人員叫住。這位陜西籍科學家難掩激動立即問出：“中國科學院地球環境研究所（以下簡稱地球環境所）真的在西安建成了加速器質譜實驗室？”
盡管得到了肯定的答復，侯小琳依然不敢相信：“這怎么可能？”據他了解，當年國內擁有這類頂尖設備的機構屈指可數，且都集中在專業核研究機構。一個地處西北的環境研究所，怎么可能擁有這樣的高端設備？
時任地球環境所所長周衛健看出了他的疑慮，向他發出邀請：“歡迎你回來看看。”兩個月后，當侯小琳親眼看到已完成調試的加速器質譜儀，當即做出決定：留下來。
十七年彈指一揮間。如今，由侯小琳帶領的環境過程示蹤團隊從零起步，建立起具有國際領先水平的人工放射性核素高靈敏分析技術體系；通過嚴謹的科學實測和理論推導，首次系統揭示了我國環境人工放射性核素的分布特征、來源及傳輸機制，填補了國內該領域多項研究空白。
近日，該團隊榮獲中國科學院第六屆科苑名匠稱號。
“環境過程示蹤團隊”榮獲中國科學院第六屆科苑名匠稱號。地球環境所供圖跨越歐亞的“雙向奔赴”
侯小琳的科研人生，始終與三秦大地血脈相連。他從西北大學化學系起步，先后在中國原子能科學研究院、中國科學院高能物理研究所深造，獲得核化學碩士和核分析技術及應用博士學位。1998年，他遠赴丹麥瑞索國家實驗室工作，2003年成為瑞索國家實驗室研究員，2013年成為丹麥首位華人教授。
“吃面長大的，吃米飯就不對胃口了。”在侯小琳看來，科學是無國界的，但科學家永遠有自己的根。
在丹麥的科研歲月里，侯小琳會特別留意來自家鄉的報道。就在羅馬會議前夕，一則關于地球環境所建成加速器質譜儀實驗室的消息，引起了他的特別注意。
“現在回想起來，那根本不是偶遇。”侯小琳笑著說。他稱之為“雙向奔赴”的佳話，在周衛健口中則成了“慧眼識才”的經典案例。“當時還覺得自己準備的問題有點傻，殊不知對方也早有準備。”
最讓侯小琳欽佩的，是周衛健和安芷生兩位院士的前瞻性眼光。“在非核研究機構建設加速器質譜實驗室，地球環境所是國內第一個‘吃螃蟹'的。”
捅破的“窗戶紙”
回國伊始，侯小琳迅速組建起“環境過程示蹤團隊”。然而，擁有一臺先進儀器只是起點，如何組建專業團隊、建立運行體系才是真正的挑戰。
團隊面臨的第一個技術難關是放射性核素的分離提取。侯小琳舉例說：“從50升海水中提取的核素僅有10?1?克量級，稍有不慎就會前功盡棄，少到什么程度，吹一口氣就沒了。”傳統的教科書方法往往難以奏效。在侯小琳的指導下，團隊掌握并逐步建立了多種核素的獨特分離技巧，實現精準分離。
2009年加入團隊的研究員張路遠對此深有體會。在進行碘-129測量時，常規方法需要添加穩定同位素碘-127，但這會干擾測量結果。“侯老師提出用同族元素氯替代，巧妙地解決了這一難題。在當時，這個思路絕對是開創性的。”張路遠回憶道。
“這些技術突破就像捅破一層窗戶紙。”侯小琳說，“關鍵是要有實踐經驗的積累。”2010年，團隊成功攻克環境中超微量碘-129形態分析方法，相關成果發表在《分析化學》。
隨后，團隊以碘-129研究為突破口，開創性地將放射分析化學與大氣科學、海洋科學等學科交叉融合，系統研究了污染物擴散、洋流運動等重大環境問題。
通過持續攻關，團隊相繼突破碘-129，钚-239、240等放射性核素超靈敏分析技術瓶頸，建立了人工放射性核素分析方法體系。
“如果不了解環境樣品中碘-129等人工放射性核素的水平和分布，就無法追蹤其來源和遷移路徑，更無法評估其對環境的影響。”侯小琳強調。這一研究思路為團隊指明了攻關方向，也為我國環境放射化學研究開辟了新路徑。
2013年7月，侯小琳（中）帶領團隊在青海湖采集沉積物樣品。地球環境所供圖數據重構環境污染真相
侯小琳曾親歷的一場國際學術會議，成為團隊開展大尺度環境放射性示蹤研究的起點。侯小琳記得，當時一位日本學者提出“日本沙塵暴源自中國”的觀點。“沙塵暴的源頭究竟在哪里？污染物又是通過什么路徑傳輸的？”這些疑問促使團隊開始尋找研究大尺度污染物遷移的新方法。
隨后，團隊創新性地選用放射性核素碘-129作為環境示蹤劑。“學術界已知目前環境中的碘-129主要來源于歐洲核設施釋放。我們的研究發現，這些碘-129能夠跨洲際遷移，不僅影響中國，還會進一步擴散至日本等國家。”侯小琳解釋道。
2014年8月，侯小琳（中）帶領團隊在毛烏素沙漠采集表層土壤剖面樣品。地球環境所供圖基于日分辨的大氣實測數據和歷史沉積記錄，團隊首次完整描繪出環境放射性污染物的大氣傳輸路徑與機制。來自歐洲核燃料后處理廠的揮發性放射性核素，在北半球西風和東亞季風的交互作用下，傳輸并擴散影響我國大部分地區。這一發現為跨境環境污染研究提供了重要科學依據。
“沒有準確數據，所有討論都是空中樓閣。”團隊還建立了我國首部陸地環境高分辨放射性水平精細圖譜，為甄別我國環境放射性核素主要來源提供了科學依據，現已覆蓋陸地、邊緣海及大氣等多個圈層。
西安加速器質譜中心300萬伏特多核素串列加速器質譜儀（右）和200千伏特14C專用加速器質譜儀（左）。地球環境所供圖從“儀器維護”到“核心突破”
2007年，劉起碩士畢業后便加入地球環境所，如今他已成長為加速器質譜相關技術開發及應用研究領域的高級工程師。
2023年底的一次設備故障讓劉起印象深刻：在前后2個月內，兩臺加速器質譜儀注入磁鐵的高頻高壓絕緣片接連被擊穿。“該配件原廠報價高達10萬余元，且訂貨周期長達3個月，這讓我們意識到核心技術自主的重要性。”隨后，他們立即啟動國產替代方案，采購多種不同材料自行加工測試。保證了在毫米級間隙完成高壓絕緣組件的更換極限挑戰，在團隊集體努力下僅用三周就完成了首臺設備維修和真空測試。
“現在設備近五年年均運行機時超6000小時，一般故障診斷和維修通常在一天內就能恢復。”劉起自豪地說。目前，這支運維團隊已實現從“跟跑”到“并跑”的轉變，對大部分常用耗材和零部件建立了完整的國產替代方案。
對侯小琳而言，實現科研儀器的自主創新始終是縈繞心頭的夢想。為了實現這個目標，侯小琳帶領團隊與全球頂尖科研機構保持著緊密合作。在與世界一流實驗室的協同攻關中，團隊的自主創新能力得到提升。“未來十到十五年，我們要在科研裝備的自主研發上實現質的飛躍。”侯小琳堅定地說。
在人才培養方面，團隊目前已構建了一個集物理、化學、放射科學、環境、地質等學科交叉融合的人才體系。在獨立科研能力培養方面，團隊鼓勵成員在國際學術舞臺上發聲。這種“在實戰中成長”的培養模式，使得團隊始終保持創新活力，能在國家需要時快速響應。
近年來，團隊承擔科技部科技基礎工作專項等國家重大任務十余項，開展境內外放射性污染物的來源解析，獲得了相關海域關鍵核素分布的第一手監測數據，為外交應對和準確評價其對我國海洋環境的影響提供了關鍵數據。
“國家需要時，我們必須頂得上、扛得住。”侯小琳說。
永不停步的科學追求
“今天的突破可能成為明天的起點，甚至會被新的發現所修正。雖然我們已經找準了方向，但前方的道路依然漫長，國家需求的召喚和科學難題的挑戰都在等待著我們。”侯小琳說。
獲獎后，團隊成員在振奮之余，很快又投入到正常工作。在侯小琳看來，真正的工匠精神體現在三個維度：一絲不茍的精神、精益求精的精神、永不停步的精神。“這種精神，恰恰是科研的靈魂所在。”
展望未來，從提升分析精度到拓展應用領域，從增加核素種類到創新研究方法，再到研發一套適用于中國環境安全的解決方案……這正是侯小琳所勾勒出的科學藍圖。
“我們的使命就是通過前瞻性的研究，守護祖國的綠水青山。”這份責任，激勵他和團隊不斷前行。
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