既然要做，就要做到最好

准确获取海洋中氮、磷、铁等营养元素以及二氧化碳分压、总碱度等碳酸盐参数的含量数据，是海洋生物地球化学和海洋环境生态研究的基础。

在营养元素含量极低的“寡营养海域”，已有的仪器无法满足这样高灵敏度检测的需求。同样，二氧化碳分压、总碱度等海水碳酸盐系统重要参数的现场测量很困难，缺少高精度、高准确度的仪器。

所需的仪器，国内外的市面上都没有，能不能自己造？

2005年，近海海洋环境科学国家重点实验室和海洋生物地球化学国家基金委创新研究群体成立伊始，亟需营养元素及碳酸盐体系参数的测定方法和仪器，以深化海洋生物地球化学研究。主任戴民汉找到了分析化学研究出身的袁东星，对她说：以你和你团队的能力，要做就去做别人做不了的事。他指的便是——海洋环境监测方法和仪器研发。

转变自己的研究方向，虽与袁东星的研究初衷相悖，但在急迫的科研需求面前，她还是答应了下来，并且一做就是17年。随着团队的不断壮大，袁东星的目标从未改变：既然要做，就要做到最好。

△袁东星在展示团队研发的仪器，背景墙上为课题组历届毕业生的照片

测定海水中的营养盐，如磷酸盐和亚硝酸盐，本是化学界的“经典实验”，因此团队的研究在初期曾受到误解。在一场学术交流会上，甚至有人这样评论团队的学生：“可怜呀，做这个东西学生怎么毕业呀！”

但袁东星认为：“他们之所以认为简单，是因为缺少‘痕量’和‘海洋’的概念。”

痕量，指的是量非常少，少到仅有十亿分之一， 这就要求测定方法和仪器足够灵敏。准确，指的是偏差很小，这就需要测定方法和仪器的精度足够高。而在海上，空气中漂浮着大量盐颗粒，容易导致仪器生锈、电子线路短路；更重要的是，船体时刻随着海浪摇摇晃晃，密闭船舱里的空气中有大量干扰物……这些因素时刻威胁着仪器的稳定性和性能。

因此，要想在环境波动大的海上获取如此高灵敏度和高精度的数据，真是难上加难。

△团队研发的仪器在渔船上

△“嘉庚”号科考船上八台营养元素测定仪器一字排开

与仪器“相爱相杀”

就像飞行员在正式操作飞机前，都要先在模拟机上训练一样，团队研发出来的仪器在正式投入使用前，也要先在实验室里运行一段时间，检验仪器的各项性能指标。

而要想让仪器顺利度过考验，一颗螺丝钉、一个垫圈……每个细节都要妥善处理，一旦一个小小的细节出了问题，得到的就不是正常的数据。

团队成员李权龙就曾为一个小部件的安装偏差，花了整整一个月的时间寻找原因。在调试一台泵机的过程中，他发现管子里经常会有一些奇怪的小气泡，为了找出产生气泡的原因，他把蠕动泵上的所有零部件都排查了个遍，最终发现，竟只是由一个小滚轴安装角度的微小偏差引起的。

△李权龙和二氧化碳分压仪

对团队来说，这样的故事数不胜数。

团队学生刘文静在其毕业论文的致谢中就曾这样描述她和总碱度分析仪之间的“相爱相杀”——“我为它上过每一个螺丝，抚摸过它的每一个角落，打开手机手电筒精细地为它除去身上的每一颗小小的气泡……”

△团队学生在开展检测实验

即便如此，他们仍清楚地知道，一台真正有用的仪器，经得起实验室里的考验还远远不够，必须得拿到海上“实战”检验。

必须要到海上去

2006年6月，袁东星收到同事商少凌发来的邮件，邀请其参加一个台湾海峡的科考航次，邮件中写道：“我是很希望您去做一次，……因为谁也不知道的东西（指痕量营养盐），如果知道了，该是多么开心。”

此时，袁东星团队研发的活性磷测定方法和亚硝氮测定方法已经过了实验室里的多次测试，做好了出海验证的准备。几日后，袁东星赴约而来，带着自己的学生马剑和张敏，搭上了前往台湾海峡的科考船，去验证低浓度营养盐的测定新方法。

入夜，海上风浪逐渐增大，科考船左右颠簸，马剑和张敏因晕船哇哇大吐。他们先是到船舷往海里吐，可是吐出去的又被风吹回到身上，于是就对着废液桶吐。不一会儿，袁东星有些惊异地看到桶里出现淡红色。张敏有气无力地说：“老师，那是亚硝氮的颜色，不是我……”后来，袁东星在收拾废液桶时，再看桶内，她也吐了。

△2019年，团队开展走航测试时的合影

尽管肚子里翻江倒海，但团队的分析方法首次小试牛刀，现场获取了台湾海峡某站位表层海水中活性磷和亚硝氮浓度低至nmol/L的浓度数据。这是国际上首批现场获得的日内连续监测及该站剖面的痕量营养盐数据。

“以后不需要再采集大量水样带回实验室分析了！如同商少凌所预言，真是开心呐！”袁东星感叹道。

此后，秉持着“做真正有用仪器”的信念，团队研发的每款仪器，都坚持带到海上验证。

十多年来，在一次次与海浪的博弈中，团队坚持着对细节的高度重视，从而造就了仪器的高灵敏度、精度和准确度。营养元素体系的灵敏度达nmol/L，可在科考船上连续运行1个月；二氧化碳分压测定仪和总碱度分析仪的准确度最高可分别达到2μatm和2μmol/kg，在无人工干预的情况下可在科考船或浮标上稳定运行1个月以上。

2022年10月，自然资源部发布《人为水下噪声对海洋生物影响评价指南》等12项行业标准，团队主持制定的3项及作为主要单位参与制定的1项痕量营养盐测定的标准位列其中。