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走出国门世界领先!山东“近海赤潮灾害应急处置关键技术与方法”获国家技术发明奖二等奖

来源:齐鲁网

作者:

2020-01-10 11:11:01

 

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中国科学院海洋研究所俞志明“近海赤潮灾害应急处理关键技术与方法”荣获国家技术发明奖二等奖。

 

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俞志明和团队

齐鲁网·闪电新闻1月10日讯 1月10日,国家科学技术奖励大会在北京隆重召开,习近平等党和国家领导人为获得2019年度国家最高科学技术奖、国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖和中华人民共和国国际科学技术合作奖的代表颁发了证书。中国科学院海洋研究所俞志明研究员作为获奖代表上台领奖,由其领衔完成的“近海赤潮灾害应急处置关键技术与方法”荣获国家技术发明奖二等奖。

赤潮,是一种全球性海洋生态灾害,对近海生态环境、人类健康和养殖旅游等产生巨大危害,被联合国相关组织列为当今三大近海环境问题之一。全球每年因赤潮导致人类中毒事件2000多起,死亡率达15%。我国每年赤潮发生70多次,经济损失达300亿元,甚至威胁滨海核电的冷源安全,引起国家高度关注。

理论上讲,赤潮应急处置可采用物理、化学、生物等手段进行,但分别存在“难、禁、慢”等瓶颈问题。上世纪70年代,日本科学家提出天然粘土絮凝法治理赤潮,其原理是利用粘土的絮凝特性,与赤潮生物聚集、沉降到海底,导致赤潮生物死亡。该方法优点是天然粘土不会造成二次污染、见效快,符合应急处置的基本要求,但天然粘土絮凝效率低、现场用量非常高,每平方公里使用100~400吨,面对大规模赤潮带来了应用上的难题。

通过理论模拟、室内实验和现场实践,俞志明研究团队发现了导致天然粘土治理赤潮效率低的关键原因:赤潮生物细胞表面呈负电性,而粘土颗粒表面也呈负电性,从而导致天然粘土絮凝效率低。由此,他们产生了一个具有创新性的想法:能否将粘土颗粒表面变为正电性、增加作用半径,从而提高其对赤潮生物的治理效率呢?

历经20多年的科技攻关,该团队首创了改性粘土治理赤潮的技术与方法,解决了困扰该领域近50年的国际难题,取得了赤潮治理领域的重大突破。他们创造性地建立了提高治理效率的理论模型,发明了通过改变粘土表面电性、增加桥联作用等提高赤潮治理效率的技术与方法,利用吸附、插入一定链长、带正电的大分子,制备出改性粘土新材料。粘土改性后,表面电位反转,与赤潮生物作用力由排斥转为吸引,粘附力大幅增加,絮凝效率由天然粘土20%,提高到90%以上;用量由国际上同类方法每平方公里100-400吨,降低到4~10吨,赤潮治理效率居国际领先。

针对不同赤潮种类,团队研发出三个系列、十余种改性粘土材料,与企业合作研制出各种赤潮治理专用设备和首艘专用船只,实现了材料和设备的产业化生产,以及现场治理的机械化和自动化高效作业。目前,该技术方法已纳入我国沿海13省市应急处置预案,形成了“快速检测—多级预警—分级响应—综合评估”的现场实施模式。在我国从北到南20多个海域成功开展应用,保障了奥运会、大运会、全运会水上项目以及上合组织青岛峰会、厦门金砖国家领导人会议等一系列重大活动的水环境安全;并应用于我国近海核电冷源取水海域赤潮的应急处置方法,保障了近海核电的冷源安全,取得了显著的社会和经济效益。

2017年以来,智利、美国、秘鲁等国家分别引入了这一改性粘土治理赤潮技术,成为我国为数不多、走出国门的环保技术,彰显出该技术在国际上的领先地位。如同联合国政府间海委会赤潮工作组前主席、美国国家赤潮办公室主任Donald Anderson教授评价的那样:中国的赤潮治理技术是世界该领域的引领者。

未来,俞志明研究员团队将把生态调控、赤潮治理、环境修复的理念融为一体,进一步研发兼具不同功能的赤潮治理方法。俞志明表示,赤潮是一个全球性的近海生态环境问题,随着我国“一带一路”倡议的不断推进,希望更多的沿海国家受益于这项技术,共享“中国智造”给全人类带来的福祉。

闪电新闻记者 刘洋 李雅姝 北京报道

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