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海洋富营养化和赤潮防控团队:防灾降害,突破赤潮治理国际难题的“保障先锋”
来源:海洋所 【字号:  

  每年,世界上有许多近海国家遭受不同程度的赤潮灾害。赤潮是海水或淡水中的藻类大面积异常增殖或聚集的现象,被喻为“红色幽灵”,所过之处满目疮痍——大量生物死亡,水质恶化,生态系统破坏,威胁核电安全,制约近海经济发展。赤潮的应急消除一直是世界级的技术难题,多年来困扰许多沿海国家的政府和科学家。人们迫切渴望找到一种像“灭火器”一样的应急处置方法,可以有效控制赤潮灾害 

  在中科院海洋研究所,有这样一支团队,他们深入海洋防灾减灾一线,积极参与国家“一带一路”建设,历时近30年的研究和创新,突破了赤潮治理的国际难题,研制成功国际领先的赤潮灾害应急处置技术成果,在国内外广泛应用。这支担当起了海洋生态灾害“消防员”的重任,守护海洋生态安全的队伍,就是——海洋富营养化和赤潮防控团队。 

  面向世界科技前沿,突破技术瓶颈 

  上世界70年代,日本提出“天然矿物絮凝法”,将赤潮藻类沉到水底,进而消除,但是存在用量大、效率低、成本高的瓶颈。俞志明代领的海洋富营养化和赤潮防控团队,站在前人的肩膀上,发现赤潮藻表面带负电,粘土颗粒在海水中也带负电,相同电性排斥,致使粘土结合赤潮藻的作用有限。 

  找到了切入点,整个团队“穷追不舍”:基于粘土颗粒与赤潮生物絮凝机制研究,创新性地构建了改性粘土治理赤潮的DLVO絮凝作用模型;分别从絮凝作用、生物胁迫等方面,提出了改变粘土表面性质、提高治理赤潮效率的粘土表面改性理论与方法,为攻克天然粘土治理赤潮效率低的国际难题提供了解决途径。 

  这是国际上首次提出粘土表面改性理论,用人工手段强制改变天然粘土的表面性质。经过坚持不懈的努力和攻关,成百上千次的实验验证,赤潮防控团队研发出高效去除赤潮藻的“改性粘土技术”。事实证明,天然粘土经表面改性后,絮凝能力增强,效率大大提高,导致赤潮生物大量沉降、死亡。同时,改性粘土还能抑制残留赤潮藻细胞的繁殖和生长,避免赤潮的再次暴发。 

  这项技术发明使赤潮治理效率提高几十到几百倍,粘土现场用量从每平方公里100-400吨成功降至4-10吨,大大节约了资源用量和治理成本,解决了天然粘土治理赤潮效率低的国际难题。 

现场大规模赤潮治理作业 

  面向国家重大需求,彰显赤潮治理国际引领地位 

  “海洋环境多变复杂,针对不同的水域、赤潮藻类,治理材料和技术都要适时调整,确保既有效又环保。”俞志明说,“包括海外的几次合作,都现场考察后进行了改良。目前已针对我国近海常见赤潮藻,研发了3个系列、十余种改性粘土材料。在此基础上,赤潮治理团队研发出改性粘土的技术配方和制备工艺,并发明了改性粘土自动化喷洒专用设备,实现了材料和设备的流水线生产,保障了现场的大规模应用,为技术走出去增强了吸引力。作为一种高附加值的环保材料,相关企业也寻找到了新的利润增长点。 

  迄今,赤潮治理团队的改性粘土技术已成功应用在我国近海从北到南20个水域,是我国赤潮治理的标准方法GB/T 30743-2014),列入许多沿海省市赤潮灾害的应急预案。肩负“保障主场外交等重要活动”的重任,成功保障2008年青岛奥帆赛、2010年广州亚运会、2011年深圳大运会、2017年厦门金砖国家领导人会议等重大活动;肩负“保障旅游、养殖等敏感水域生态环境安全”的重任,2005年成功治理南京玄武湖蓝藻水华、2012年至今保障北戴河滨海旅游区及养殖海域、2018年治理福建连江养殖区赤潮;肩负“保障沿海核电等重大工程”的重任,2015年保障广西防城港核电站避免棕囊藻赤潮的威胁。 

  2017年以来,赤潮防控团队带着他们的改性粘土技术走出国门,产品出口智利、美国等国家,被外媒誉为中国制造的“赤潮灭火器”。 

  “心无旁骛埋头学术的精神,笃志勤研潜深一线的勇气,面向国际前沿创新突破的实践、建言献策造福民生的务实”,正是业界对他们最真实而客观的评价。 

保障滨海核电冷源用水安全 中国赤潮治理技术走出国门 

团队研究成果获国家技术发明二等奖

  结语:2020110日,2019年度国家科技奖励大会在人民大会堂隆重举行,由该研究团队完成的“近海赤潮灾害应急处置关键技术与方法”荣获国家技术发明二等奖,并作为获奖代表上台领奖。他们就是中科院海洋研究所海洋富营养化和赤潮防控团队。 

   

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