1月10日,在北京舉行的2019年度國家科學技術獎勵大會上,由中國科學院海洋研究所、中國海洋大學等單位聯合申報的「近海赤潮災害應急處置關鍵技術與方法」項目榮獲國家技術發明獎二等獎,成為本年度我國海洋科學領域唯一技術發明類獎項。
中國科學院海洋研究所研究員、海洋與生態科學重點實驗室主任俞志明(左二)帶領團隊創新提出「近海赤潮災害應急處置關鍵技術與方法」,榮獲2019年度國家技術發明獎二等獎。 (中國科學院海洋研究所 供圖)
赤潮災害應急處置是一項世界性技術難題。中國科學院海洋研究所研究員、海洋與生態科學重點實驗室主任俞志明帶領團隊歷時20多年的科研攻關,在國際上創新性地提出了改變天然粘土礦物表面性質提高其效率的理論和方法,在我國沿海7個省市、20多個水域廣泛應用,成為目前赤潮應急處置的有效「滅火器」。同時,該理論和方法還走出國門,成功應用於美國、智利等近海赤潮的應急處置,為國際海洋環境治理貢獻中國智慧,在國際上產生了重要的影響。
此前,世界各國針對赤潮治理已開展了多年研究,但收效並不顯著。上世紀70年代,日本提出了使用天然黏土治理赤潮的方法,但該方法一直存在效率低、用量大、淤積重等問題,限制了大規模應用。
俞志明研究團隊從1991年開始做實驗。經過多年探索,該團隊改變了國外科學家認為三層結構粘土治理效率高於兩層結構粘土的觀點,發現增加粘土表面正電性、增加與藻華生物橋聯作用是提高其治理效率的重要途徑,創建了粘土表面改性理論。
簡單地說,赤潮是帶負電的,粘土在海水中表面也帶負電,由於相同電性相斥,致使粘土結合赤潮微藻的效能不高。而俞志明團隊通過改性技術,使粘土表面帶正電,從而有效結合赤潮微藻,治理效果提高了幾十倍、上百倍。
2005年,南京十運會前夕,玄武湖暴發藍藻水華,該團隊首次將改性粘土技術從實驗室搬到了現場。
俞志明說:「治理赤潮研究,必須走進現場,小水體的研究結果,到了大水體,不一定能夠有效,只有靠現場應用來實踐檢驗,才能夠不斷發展應用。」
經過30餘天奮戰,最終徹底消除了玄武湖的藍藻水華,有效保障了十運會順利進行。
第三方監測結果表明,應用改性粘土技術後,浮遊植物種類增加,透明度大幅提高,水質和浮遊植物群落得到改善;次年玄武湖中長出了水草,由藻類湖轉化為草類湖,再加上其它針對性的截汙、環保措施,使得該水域的生態系統得到恢復、並實現了良性循環。
此後,該技術圍繞保障「沿海核電等重大工程、主場外交等重要活動、旅遊養殖等敏感水域」的生態環境安全,成功應用於我國近海從北到南20多個水域的赤潮治理,用戶上百個。如2008年成功治理青島近海卡盾藻赤潮,保障奧帆賽事;2015年治理棕囊藻赤潮,保障濱海核電的冷源用水安全等等,至今已成為我國近海赤潮治理唯一大規模應用的有效手段。
「海洋環境多變複雜,針對不同的水域、赤潮藻類,治理材料和技術都要適時調整,確保既有效又環保。」俞志明說,「目前已針對我國近海常見赤潮藻,研發了三個系列、十餘種改性粘土材料,具有降毒、殺菌、增氧、破囊等特殊治理功效;研究團隊與相關企業合作,研製出各種赤潮治理專用設備和首艘專用船隻,實現了材料和設備的產業化生產,以及現場治理的機械化和自動化高效作業。」
目前,改性粘土治理赤潮技術成為我國赤潮治理的國家標準方法,並納入我國沿海13省市應急處置預案,形成了「快速檢測—多級預警—分級響應—綜合評估」的現場實施模式,保障了該技術的快速反應與規模化應用。
與此同時,這項技術也成為目前我國為數不多的,走出國門的環保技術,充分展示了我國科學家在該領域的引領作用。
2016年全球主要養殖三文魚產地智利沿海暴發赤潮,造成近10億美元損失,並引發社會動蕩。經世界範圍的調研與考察,2017年由智利政府官員、研究所專家和養殖企業代表的考察團,慕名來華學習改性粘土治理赤潮技術,並籤署多項合作協議,改性粘土治理赤潮技術走出國門、出口智利,科技部網站報導「這是中國科學家首次攜自主智慧財產權的環保技術走進智利,為兩國在環保與可持續發展領域的務實合作樹立了良好示範」。
2010年以來,秘魯沿海扇貝養殖業受赤潮頻發影響、造成毀滅性打擊,亟待行之有效的應急處置方法。為此,秘魯前衛生部長、秘魯-中國科學研究發展中心主席Eduardo Yong代表秘方與研究團隊接洽,希望引進中國赤潮治理技術。為此,研究團隊與秘方籤署多份合作協議,深受赤潮之害的秘魯塞丘拉市市長稱讚道,這將對秘魯全國乃至全世界的近海養殖帶來福音。
國際水產專業期刊AQUA和Salmon Expert報導稱,俞志明及其工作團隊提供的治理赤潮方案是革新性的,是赤潮的「滅火器」。2018年10月,法國舉行第18屆全球有害藻華大會期間,該研究團隊與美國伍茲霍爾海洋研究所籤署了共同應對佛羅裡達沿岸赤潮的合作協議,進一步確立了我國赤潮治理技術在國際上的引領地位。
正如聯合國政府間海委會赤潮工作組前主席、美國國家赤潮辦公室主任Donald Anderson教授評價的那樣:中國的赤潮治理技術是世界該領域的引領者。
目前,俞志明的研究團隊中有固定員工7人、在站博士後5人,在讀博士和碩士研究生15名,
俞志明表示,下一步他將帶領團隊把生態調控、赤潮治理、環境修復的理念融為一體,進一步研發兼具不同功能的赤潮治理方法。
「隨著我國「一帶一路」倡議的不斷推進,希望更多的沿海國家受益於這項技術,共享「中國智造」給全人類帶來的福祉。」 俞志明說。
赤潮,又稱有害藻華,是一種由於海水中微型生物暴發性增殖或聚集而產生的生態災害,對人類健康、生態環境產生巨大危害,被聯合國環境組織列為當今三大近海環境問題之一。全球每年因赤潮導致人類中毒事件2000多起,死亡率達15%。我國每年赤潮發生70多次,經濟損失達300億元。(中國日報青島記者站)
來源:中國日報網