让核技术落地开花结果 ——陈子元院士学术生涯片断

时间:2017-11-03浏览:326

■李曙白 韩天高

陈子元,核农学家。1944年毕业于上海大夏大学化学系,1991年当选为中国科学院生物学部委员(院士)。曾任浙江农业大学校长、国际原子能机构科学顾问等职。长期从事生物物理学、核农学的教学和科学研究工作,是中国核农学开拓者之一。
1933年夏,还在读小学三年级的陈子元,收到父亲给他的礼物——刚刚创刊的《科学画报》。正是这本杂志给了少年陈子元最早的科学启蒙,为他一生的科学道路埋下了伏笔。如今,91岁高龄的陈子元,仍然坚守在科学研究的最前沿,时有成果问世。一路走来,他有些什么样的故事和体验呢?
一次讲习班改变了人生的轨迹

陈子元在大学时学习的专业是化学,毕业后的最初14年,他也一直在化学领域工作——在上海四维化学农场从事无土栽培;回到大夏大学执教化学;因为国家需要,转任苏南蚕丝专科学校副教授、化学教研组组长;随苏南蚕丝专科学校转至浙江农学院继续化学教学与相关研究。就在看上去陈子元的人生将沿着化学的轨迹向前延伸时,戏剧性的变化发生了。
  1958年11月,正在浙江金华乡间参加农业生产劳动的陈子元突然接到紧急返校、接受新任务的通知。回校以后得知,中国和苏联即将在上海联合举办苏联和平利用原子能科学技术展览会及专家讲习班,来华的苏联专家中有好几位苏联国家科学院院士。浙江省相当重视,由省委出面,要求物色合适人选参加讲习班的学习,陈子元是成员之一,并作为浙江农学院学员的领队。
  20世纪30年代与40年代的核科学技术只是出于军事目的,第二次世界大战以后,随着和平时代的到来,民用核技术应用研究与开发得到了逐步加强。当时的苏联,原子能和平利用已经在科学研究和实际应用中全面铺开。
  为了交流经验、展览成绩和指出和平利用原子能的道路,苏联在19个国家举办了和平利用原子能巡回展览会。该巡回展览会在1956年6月首次来到中国北京展出两个月之后,于1958年11月份再次来到中国上海举办,并同步举办苏联和平利用原子能专家讲习班。
  当时,对于原子能和平利用,陈子元并没有太多认识。早在两年前公布的我国“12年科技规划”列出今后十二年内十二项研究重点,其中包括无线电技术、喷气技术、生产过程自动化、石油勘探等等,而排在所有项目之首的就是:原子能的和平利用。赴上海学习之前,陈子元就敏锐地意识到,他所学习的技术对于国家建设事关重大,并且,有着非常远大的前景。他正面临一项完全崭新的工作,也可能是完全崭新的人生。
  上海的学习之后,陈子元的思路有了突破性的拓展,他把今后研究的重点定位在放射性同位素在农业的应用上,并且立即着手在浙江农学院开展工作。在学校领导,特别是院长金孟加的支持下,一系列工作轰轰烈烈地开展起来:创建同位素实验室;千方百计采购仪器设备和放射源;给学校老师举办“同位素农业应用培训班”;开设相关专业,招生和编写教材。在陈子元的组织、指导下,全校师生开展核技术农业应用研究的热情高涨,辐射育种、作物速长、肥料增效、家禽饲养,研究项目遍地开花,上报到学校的相关研究课题多达23项。
科学研究要解决生产中的实际问题

1963年前后,全国核农学教学热退潮,浙江农学院的核农技术应用研究也陷入了“彷徨”境地。一些转行核农学的教师担心自身专业的发展,纷纷退回到原来的教学单位。同位素实验室一时门庭冷落。
但是,陈子元不是一个轻言放弃的人,他认定同位素在农业上的应用研究不是结束了,而是刚刚开始。然而,路在何方?核农学何去何从?
  陈子元决定:下乡去。他认为农业科学研究只有切实解决农业生产中的问题。这一年夏秋之间,陈子元来到浙江的嘉兴、金华等地农村,经过广泛的调研,他发现在农村农药中毒事故发生频率很高,有的是施用时不小心,导致人员受到外伤损害等,更多的则是食用了喷洒过农药的作物而中毒。农民对农药的施用量,施用过后多长时间才能保证作物安全没有完备的知识。通过深入调查研究,陈子元将他和他的团队,在今后一个时期的主攻方向,聚焦在应用同位素示踪技术研究作物和土壤中的农药残留问题上。
  放射性同位素的化学性质和它的稳定同位素的性质并无区别,但它能放射某种容易被仪器探测到的射线,这就使得它无形中带上了一种特殊标记。因此,当小量的放射性同位素与大量的稳定同位素混和一起时,可以通过对于射线的测量,测出稳定物质在某一过程中的变动情况,这就是同位素示踪技术的原理。
  一直关注国际学术前沿资讯的陈子元,还从外文资料阅读中得知,一位叫蕾切尔·卡逊的美国人写作出版了一本反映DDT杀虫剂危害问题的书《寂静的春天》,在美国引起了不小的反响,这使他隐隐约约地感到,农药残留研究事关人类的安全生存,将会越来越受到重视。
  利用原子核技术研究农药残留,前提条件是要有放射性同位素标记农药。但是,放射性同位素标记农药国内没有现成品,全部需要进口,不仅价格昂贵,而且不能及时供货。怎么办?陈子元决定,自力更生自己搞!陈子元是学化学出身的,搞农药合成有“先天”优势。他和同事们先后用3H(氢-3)、14C(碳-14)、32P(磷-32)、35S(硫-35)、76AS(砷-76)等多种放射性核素合成有机磷、有机氯、有机氮、有机砷等15种同位素标记农药。这不仅节省了大量外汇,而且填补了国内空白,为同行的研究工作创造了条件。
  一系列的研究,在中国开拓了应用同位素示踪技术研究农药及其他农用化学物质对人畜、环境污染及其防治的新领域。
主持“农药残留和农药安全使用标准”研究

70年代初我国频繁出现农药中毒事故,农药公害对人畜安全的影响逐渐受到国家重视。与此同时,农药污染还造成了农产品外贸出口重大损失。解决农药污染问题成为国家刻不容缓的大事件。国务院为此专门成立了农药小组,由农林部、卫生部、商业部、燃料化工部、外贸部和中国科学院联合组成,农林部负责召集。
  在这一背景下,农林部和农药小组动议研制一部适应我国农业生产实际的农药安全使用标准。由于陈子元和他的团队早就致力这方面的研究,有相对充足的技术储备,农药残留和农药安全使用标准研究的课题顺理成章落实到浙江农业大学,并由陈子元担任项目第一主持人。
  1974年,项目研究任务正式下达。陈子元联合全国22个省市自治区43所高等院校和科研院所的近200名科技人员,组成全国农药残留科研协作组,历经1974至1979六年的全国大协作,最终编制出29种农药与19种作物组合的69项《农药安全使用标准》。
  该标准经1979年通过部级鉴定,首先以农林部文件颁发在全国试行,1981年由新组建的农业部正式颁发在全国执行。由于该标准符合国情,切实可行,1984年被城乡建设环境保护部批准为国家标准,于当年5月18日发布,次年3月1日起实施,从而使我国农业生产中安全、合理使用农药有据可查,有准可依。相关研究多次获省、部和国家级科技成果奖。在1978年的第一次全国科学大会上,陈子元和他的团队就有两项成果获奖,他个人被授予“全国科技先进工作者”称号。
  “农药残留和农药安全使用标准”项目完成后,陈子元继续同位素示踪农药残留的研究,不断拓展核农学研究的广度和深度。他将农药残留问题的研究深入到农药施用对整个生态环境的影响;率先引进动力学概念,采用示踪动力学数学模型研究农药及其它农用化学物质在生态环境中的运动规律,为开发农药新剂型和安全使用评价提供更加完善的理论根据;及时提出把核农学技术与生物技术结合起来,从分子水平上探讨农药对环境污染的机理,在学科领域始终保持全国领先,并产生国际影响。