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新当选院士俞志明:做大海的“灭火人”

来源:bob官网下载    发布时间:2025-12-05 09:51:06

  得知当选中国工程院院士的消息时,中国科学院海洋研究所(以下简称“海洋所”)研究员俞志明,正在位于青岛西海岸古镇口园区的会议室开组会。小组成员顿时沸腾了起来,祝贺声此起彼伏。

  园区里的同事们也纷纷发来祝贺,大家不约而同改称他为“俞院士”,这真让他感到有点“不习惯”。

  作为一个土生土长的青岛人,他小时候在海边玩耍,长大后在青岛求学、工作、生活,“对大海始终怀有一种情结”。

  1989年渤海发生的一次大规模赤潮,把他引上了赤潮治理的科研之路,他提出的改性黏土治理赤潮的理论与方法,成为保障全球近海生态安全的“中国方案”。

  “我经常自称为赤潮‘消防员’,为什么这样称呼呢?因为赤潮作为一种生态灾害,就像大海里的‘火灾’,迫切地需要类似‘灭火器’的方法来治理它。而自己的工作正致力于此,扮演着赤潮‘消防员’的角色。”

  当选中国工程院院士的第一时间,俞志明接受了记者正常采访。在他看来,“能利用自己的技术治理赤潮,成功保障生态安全,是最开心的事”。

  下一步,他将继续带领团队推动赤潮治理的“中国方案”持续走向世界,展现中国在全球海洋命运共同体中的智慧与担当。

  记者:您是山东青岛人,后来进入海洋领域是否跟生活在这座滨海城市有关呢?是什么契机,让您决定投身海洋生态环境保护领域的?

  俞志明:作为土生土长的青岛人,我小时候就经常在青岛第一海水浴场等海边玩耍、游泳。长大后,我又在青岛求学、工作,对大海始终怀有一种情结,而且越来越深。

  说起来,我与赤潮结缘始于上世纪80年代末。1989年,渤海发生了一次大规模有害赤潮,导致了大量养殖生物死亡,经济损失高达两亿元人民币。

  当时的两亿元能够说是个天文数字。面对绝产的网箱,我永远记得养殖户们绝望和欲哭无泪的表情。那次赤潮引起了各地政府的格外的重视,恰逢我从中国海洋大学博士毕业,就投身于赤潮研究中,走向了赤潮治理的科研之路。

  俞志明:赤潮是指海水中一些浮游植物爆发性增殖,导致ECO结构与功能破坏的一种有害生态现象。由于赤潮生物(几微米到几十微米的单细胞藻)带有颜色,其中红色最为普遍,爆发时导致水体变红,俗称赤潮,也被称为“红色幽灵”。

  实际上赤潮不都是红色的,它因藻种而异——有的是粉红的,有的是绿色的,有的是褐色的。其中,夜光藻大规模爆发时,在海水中呈蓝色,被称为“蓝眼泪”。

  赤潮古来有之,它原本是海洋ECO自我调节的一个自然过程,但是在人类活动的影响下,特别是在近海富营养化驱动下,它在全球爆发的频率慢慢的升高,规模慢慢的变大,损失也慢慢变得严重,已成为目前全球近海最为严重的海洋生态灾害。

  赤潮发生时,可以堵塞海洋生物呼吸系统,导致其窒息死亡。赤潮生物死亡分解时,可以耗尽水体的氧气,造成无氧区。

  更有甚者,很多赤潮藻会分泌藻毒素,不但可以杀死其他生物,而且可沿着食物链传递,最终威胁人类健康。

  俞志明:赤潮发生时往往呈现爆发速度快、规模大等特点,所以我们说赤潮就像海里的“火灾”,迫切地需要类似“灭火器”的方法来及时有效地控制它。

  多年来,国内外治理赤潮的基本逻辑就是杀死赤潮生物。但它要求:第一,起效快、成本低;第二,杀死赤潮生物的同时,对非赤潮生物不能产生一定的影响;第三,环境友好,不能带来二次污染;第四,不能“赶尽杀绝”,要让它维持在正常水平,以保持生态平衡。

  但实际上,找到一个同时满足上述条件且可以在一定程度上完成大规模应用的方法寥寥无几。所以,长期以来赤潮治理是一个国际难题。

  俞志明:海洋所是我国从事赤潮研究最早的科研机构之一。但是在我进入海洋所工作之前,赤潮治理研究还属于空白。我在研究生期间学习的是黏土的表面吸附作用。因此,在我刚进入海洋所时,便被治理赤潮的黏土方法所吸引。

  当时,国际上早已有人提出用黏土法。治理的原理是:黏土颗粒和赤潮生物碰撞后,将赤潮生物絮凝沉降下去,导致其死亡、分解。这在科学上称为“絮凝作用”。

  但使用天然黏土治理赤潮面临的最严重的问题是治理效率太低,每平方公里要用100至400吨。面对动辄几十、上百平方公里的赤潮时,也只能望“潮”兴叹,难以推广。

  俞志明团队研发出一系列赤潮治理专用装备,形成了从材料、装备到标准的综合技术体系。

  俞志明:我们在国内外搜集了几十种黏土,研究它们对赤潮治理效率的影响。结果发现,不一样的种类的黏土治理赤潮的效率确实是不一样的。

  经过反复验证、分析,我们最终发现了其关键原因——黏土的表面电性导致治理效率的不同。

  这一发现,不仅解释了不一样的种类的黏土治理赤潮效率有差异,更重要的是戳破了为什么天然黏土治理赤潮效率低这层“窗户纸”——因为它们都带有负电,负负相斥!

  由此,我们提出了一个大胆假设:能不能把黏土表面的电性改一下,从负电转成正电,这样其与赤潮生物的静电相斥将变为相吸,从而破解黏土治理效率低的难题。

  俞志明:没错。天然黏土经过表面改性之后,从负电变成正电,它的治理效率提升了几十到几百倍,每平方公里所用的黏土量一下子就下降,由国际上的100至400吨降到仅需4至10吨。结果非常令人振奋!

  而且它的沉降速度也加快了,沉降过程从原来需要几小时缩短至几十分钟。并且它绿色环保,对非赤潮生物无影响。

  由此,我们在国际上首创改性黏土治理赤潮的理论与方法。所谓改性黏土,顾名思义就是改变黏土的表面性质,该方法突破了天然黏土治理赤潮效率低、用量大、淤积重、难以大规模应用的国际难题。

  俞志明:2005年出现了一个机遇。当时正要举办全国十运会,但水上运动比赛水域却发生了蓝藻水华,水体表面绿油油的一片,像一层油漆,散发着难闻的气味。

  当时组委会翻遍了各种资料,找到了我们,希望用我们的方法试一下。我当时既高兴又忐忑,检验我们技术的机会终于到来了,但又担心出现问题。

  当时我率领团队顶着40℃的高温,开展了系统治理工作。经过反复喷洒改性黏土,水华慢慢地消失,水体渐渐地清澈。

  虽然那时身上沾满了泥土,但初战告捷,极大地增强了我们的信心,标志着我们的技术正式从论文走向了实践,标志着改性黏土技术成为真正的赤潮“灭火器”,我们也成了真正的赤潮“消防员”。

  在这之后,改性黏土治理赤潮技术伴随国家各项重大工程和重要活动,在全国沿海广泛应用。

  2008年奥运会,帆船比赛在青岛举办。开幕前一天,却发现距离奥帆赛场不远的地方发生了大面积的赤潮,大约有86平方公里,且正向比赛区域扩展。

  8月8日晚上,当大家都在家里观看奥运会开幕式的时候,我们在伸手不见五指的大海上,将一袋袋改性黏土撒向大海,阻止赤潮向比赛海域蔓延。

  那天夜里,我们出动了40多艘船,喷洒了320吨黏土,持续工作二三十个小时。8月9日,当水色回到正常状态、赤潮警报解除时,我们心里由衷地感到自豪和骄傲。

  2008年,改性黏土治理赤潮技术在青岛海域应用,保障奥运会帆船比赛举行。

  记者:科技成果转化到产业上,总会遇到很多问题。赤潮治理技术能够很好的推广应用,您认为有怎样的启示?

  俞志明:目前一线的科技需求非常多,有时一线的需求并不一定需要多么高大上的成果。

  作为一线的科研人员,我认为科研与现实需求不能脱节,解决关键的需求问题,并将其推广应用,当你真正解决现实需求问题时,会有一种成就感和自我价值的体现。

  记者:我们研发的技术不仅在国内推广应用,而且也在国际上引起了关注,很多国家纷纷前来“取经”?

  俞志明:是的。第一个是智利,智利是全球三文鱼生产第二大国家。2016年上半年,智利近海爆发了一次大规模赤潮,重创当地三文鱼产业,导致大约2700万尾的三文鱼死亡,经济损失高达10亿美元,并引发了社会动荡。

  当年12月,智利派出了一个20多人的代表团,来到海洋所学习改性黏土技术,通过现场考察和实际演练,与我们签订了多份合作协议。

  2017年的12月,改性黏土技术正式走出国门,当地媒体赞叹:这是中国制造的赤潮“灭火器”。

  俞志明:智利之后,秘鲁也来主动寻求合作。当时,秘鲁爆发了有毒赤潮,导致紫扇贝大量死亡。

  我们根据这种赤潮的特点,有明确的目的性地研发了能够降低藻毒素的材料,通过在黏土颗粒表面接上一些能够降毒的“功能模块”,专业术语叫作官能团,能够使赤潮毒素下降80%。当地政府对我们的方法非常肯定,赞誉我们给秘鲁乃至世界的近海养殖业带来了福音。

  这之后,该技术相继在美国、马来西亚、土耳其等国家开展了示范应用,为世界各国赤潮治理贡献“中国智慧”,也确立了我们作为“国际赤潮治理领域的引领者”的地位。

  俞志明:是这样的。最开始研发改性黏土技术,出发点是提高治理效率、降低治理成本,改的是黏土的表面静电。

  后来根据不同的场景需求,不断进行功能化的改造,比如我们把它的表面接上一些大分子,就像一只章鱼伸出很多触手一样,根据赤潮生物的大小,编织形成一个网,自上而下地去除赤潮生物。这样既符合赤潮基本发生在表层的生物学特点,也避免了将它们“赶尽杀绝”。

  所以你问,我们改性黏土技术是何时成型的?这没有一个确切的时间,因为技术一直在进步,一直在成型。

  俞志明:浒苔和赤潮有截然不同的特点。赤潮藻属于单细胞藻,其尺寸为几微米到几十微米;浒苔属于多细胞大型藻,因此不能利用单纯的絮凝作用将其沉没。

  但是,浒苔在生活史上有一个阶段被称为微观繁殖体。此阶段它的尺寸和赤潮生物差不多,我们能否在此阶段使用改性黏土技术,使其絮凝、下沉直至死亡?

  关于这个研究,我们已开始了尝试,在实验室里取得了一些进展,希望在未来有机会到现场试一下。

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