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“赤潮消防员”,让中国方案走向世界!新当选院士俞志明三十余年赤潮治理路

2025-12-02   大众·半岛新闻   阅读量:23

    11月21日,中国工程院公布2025年院士增选结果,中国科学院海洋研究所俞志明研究员当选中国工程院院士。

    俞志明研究员投身赤潮治理研究已三十余年,他研发的“改性黏土治理赤潮技术”在国内外获得大规模应用,被誉为“国际赤潮治理领域的引领者”。近日,记者专访了这位被称为“赤潮消防员”的科学家。

    几十分钟,赤潮“消失”了

    赤潮是指海水中一些浮游植物爆发性增殖,导致生态系统结构与功能破坏的一种有害生态现象。它本是海洋生态系统中的一种自然现象,但在人类活动影响下,其爆发频率与规模持续攀升,目前已成为全球近海最典型的生态灾害之一。据统计,赤潮每年给我国造成数百亿元的经济损失。

    俞志明介绍,部分赤潮藻会分泌藻毒素,可沿食物链传递,导致人类中毒甚至死亡,同时也会威胁滨海核电的冷源安全。赤潮已被联合国相关组织列为21世纪全球三大近海生态环境问题之一。

    目前,赤潮治理仍是国际性难题,治理手段必须兼顾成本低、对非赤潮生物不产生影响、环境友好,并且不能将赤潮生物“赶尽杀绝”等条件。

    历经三十余年的探索,俞志明找到了破解这一难题的关键方法。

    在中国科学院海洋研究所的实验室中,俞院士向记者展示了他的“独门方案”。采访伊始,他演示了一个“魔术”:实验台上摆放着两支试管,管内装有约4/5体积的淡黄色浑浊液。“这100毫升藻液中,含有上千万个藻细胞,”俞志明说,“是现实赤潮发生时的一个缩影。”

    他随即吸取约1毫升另一种浑浊液,注入其中一个试管。混合后,试管上层迅速形成细小絮状物并向下沉降,液体逐渐澄清。半个小时左右,试管内液体恢复透明,所有絮团沉至管底。“很多人看了都说像变魔术。”俞志明笑道。

    他同时提醒,赤潮并非都是红色,根据藻种不同,可能呈现褐、绿、黄等颜色,青岛夏季海边出现的“蓝眼泪”现象,其实也是赤潮的一种。

    赤潮治理效率提升几十倍

    俞志明的赤潮治理研究始于20世纪90年代。当时,渤海爆发大规模赤潮,造成高达2亿元的经济损失。

    1991年,刚进入中国科学院海洋研究所从事博士后研究的俞志明,对此深感痛心。“2亿元不是小数目,我至今忘不了养殖户绝望的眼神。”从那时起,他便踏上了治理赤潮的科研之路。

    当时,国内从事赤潮治理研究的学者寥寥无几,可借鉴经验有限。而赤潮作为突发性灾害,亟须高效应对处置方案。

    他介绍,20世纪70年代,国际上有学者提出利用天然黏土与赤潮藻细胞结合,通过絮凝沉降消除赤潮。该方法的原料取自天然、二次污染风险低,但每平方公里需投放100–400吨黏土,用量大、淤渣多,面对动辄数十甚至上百平方公里的赤潮,只能望“潮”兴叹,难以大规模推广。

    沿着这一思路,俞志明团队对黏土展开了系统研究。他们采集了国内外数十种黏土样本,分析其治理效率差异。研究发现,天然黏土与赤潮藻细胞表面均带负电荷,“负负相斥”导致絮凝效率极低。

    “我们大胆设想:能否将黏土表面电性改为正电?”俞志明说。经过反复实验,团队成功实现了黏土电性的反转,“絮凝效率提升了数十甚至上百倍。”由此,他们将这种新材料命名为“改性黏土”。

    “科学有时就像一层窗户纸,捅破之后豁然开朗,”俞志明感慨,“但找到那层纸的过程非常艰难,仿佛在一面巨大的墙上摸索那个可能的位置。”

    在改变电性的基础上,团队进一步优化了黏土的其他性质,持续提升治理效率。“使用改性黏土技术,每平方公里黏土用量从原来的100–400吨降至4–10吨,治理效率可以提升几十到几百倍。”俞志明介绍。团队还自主研发了配套喷洒设备,实现了赤潮治理的自动化作业。

    从实验室走向大海

    对科研工作而言,从实验室走向实际应用是至关重要却充满挑战的一步。团队提出新方法后,最常被问到的问题便是:“这项技术真的能用吗?”

    验证的机遇终于到来了。2005年,当时正要举办全国十运会水上运动比赛水域发生了蓝藻水华,“湖面绿如油漆,散发刺鼻气味。”俞志明回忆。项目方看到他的论文后主动联系,希望借助科技手段解决难题。

    “既兴奋又忐忑,担心万一失败怎么办。”怀着复杂的心情,俞志明带领团队赶赴现场。现场情况比预期更严峻:“岸边蓝藻已堆积成数十厘米高、延绵数十米的长带。”项目方划出一片实验水域,俞志明与学生顶着近40度的高温,日夜坚守,开展实验、记录数据。

    同时,还有其他团队在同一水域进行治理试验,形成“同台竞技、优胜劣汰”的局面。十余天后,经第三方评估,俞志明团队的改性黏土技术在治理效率与环境安全性上均表现最优,被选定用于清除十运会水上项目区的蓝藻水华。

    “那一刻终于松了口气,不仅是因为赢得了项目,更是因为技术迈出了走向应用的关键一步。”俞志明说。

    此后,改性黏土技术陆续应用于国家多项重大活动和沿海重点工程:2008年保障青岛奥帆赛近海水环境安全,2017年清除厦门邻近海域赤潮,确保金砖国家领导人会晤顺利举行……

    目前,该技术已在我国沿海20多个水域广泛应用,为滨海核电等重大工程和主场外交活动提供了有力保障。

    走向世界的“中国方案”

    随着技术日益成熟,改性黏土治理法在国际上也引起广泛关注,多国前来中国“取经”。

    2017年11月,美国佛罗里达州爆发大规模赤潮,造成大量鱼类及水生生物死亡。次年,在法国举行的第十八届全球有害藻华大会上,俞志明与美国伍兹霍尔海洋研究所代表签署合作协议,共同应对佛罗里达沿岸赤潮。迄今,该技术已在美国成功示范应用。

    俞志明办公室的墙上,仍挂着当年签约时的照片。此外,该技术还在智利、秘鲁、马来西亚、土耳其等国推广应用,彰显了我国赤潮治理技术在国际上的领先地位。

    截至目前,俞志明团队已针对我国近海常见赤潮藻,研发出3个系列、10余种治理材料,并与企业合作实现工程化生产。2019年,该成果荣获国家技术发明奖二等奖。

    目前,俞志明的研究团队共有固定员工10人,特别研究助理和在站博士后4名,在读博士和硕士研究生20多名,是一支在国内外赤潮研究领域极具影响力的科研力量。

    “科研工作就像一场马拉松,要有长线思维。我的理念是‘择一事,终一生’——树立一个有价值的目标,持之以恒,终会实现自身价值。这是一个厚积薄发的过程。”俞志明这样总结他的科研人生。

    (半岛全媒体记者 王丽平)

    编辑: 王琳

    校对: 姜璐璐

    审核: 吕军

俞志明
中国工程院院士