半島全媒體記者 王麗平
春風微拂、海浪輕拍,位于市南區(qū)南海路7號的中科院海洋所,與大海隔路相對。俞志明研究員的辦公室就位于最靠海邊的辦公樓上,坐在桌前抬頭就能看見廣袤無際的大海,這里有他從事了30多年的研究領(lǐng)域——有害赤潮治理。
(相關(guān)資料圖)
雖然已各項榮譽加身,但今年俞志明又獲增一項:山東省先進工作者。他研究的改性粘土治理赤潮技術(shù)已在國內(nèi)外大規(guī)模應(yīng)用,被譽為“國際赤潮治理領(lǐng)域的引領(lǐng)者”。
俞志明研發(fā)的改性粘土
幾分鐘渾水變清
近日,記者來到中科院海洋所,進入掛有“勞模工作室”標牌的辦公室時,俞志明正與團隊成員探討?zhàn)B殖水域藻華治理的升級方案,這是繼應(yīng)用于赤潮治理之后,改性粘土技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的新拓展。
俞志明研究員(左)正在與學生做實驗
窗外的山櫻花正開得嬌艷,但他們已無暇欣賞。
今年64歲的俞志明,說話不緊不慢、條理清晰,高高的個子、身板挺拔?!坝崂蠋煹墓ぷ鲃蓬^讓我們年輕人慚愧,他不是把赤潮研究當成工作,而是看成事業(yè);平日看到他,不是在做研究,就是在前往研究室的路上?!敝锌圃汉Q笏毖芯繂T袁涌銓說。
為何赤潮研究讓俞志明如癡如醉呢,這要從赤潮藻這類小小的海洋生物說起。
赤潮藻是海洋中一類用肉眼看不見的單細胞藻類,在適宜的條件下,這些藻類暴發(fā)性增殖或聚集形成赤潮。赤潮是一種海洋生態(tài)災(zāi)害,它破壞海洋生態(tài)環(huán)境、導致大量海洋生物死亡。有些赤潮藻含有毒素,嚴重威脅人類的食品安全和生命安全。所以,赤潮藻看起來不起眼,危害極大。在人類活動和氣候變化雙重壓力下,我國沿海赤潮的暴發(fā)頻率越來越高,每年造成經(jīng)濟損失達數(shù)百億元,甚至威脅濱海核電的冷源安全,被聯(lián)合國有關(guān)組織列為21世紀全球三大近海環(huán)境問題之一。
針對這種生態(tài)災(zāi)害,俞志明團隊研制出了綠色、高效的治理方法。為了直觀展示治理效果,俞志明帶記者來到了實驗室。
指著桌上裝有淡黃色渾濁液體的試管,俞志明說,“這一管藻液有100毫升,但你能想象這里面有上千萬個藻細胞嗎?”如果不加控制,它們會大量、快速增殖,形成災(zāi)害。
“這是將改性粘土混合水之后得到的混合液,我將這些液體注入到裝有赤潮藻的試管內(nèi),你看看效果?!?/p>
在混合液注入試管后不到5秒,記者發(fā)現(xiàn),在試管內(nèi)液體的最上層開始形成細小絮狀物,并向下沉降,上層液體也隨之變清,隨著絮狀物的不斷沉降,試管內(nèi)更多液體變清,此消彼長,最終絮狀物全部沉到管底,試管內(nèi)的液體變得透明,整個過程只需幾分鐘,“很多人看了感覺像魔術(shù)一樣。”俞志明說。
突破赤潮治理國際難題
這項技術(shù)的研發(fā),最初還要追溯到上世紀90年代。
俞志明研究員(左)正在與學生做實驗
1991年,俞志明進入中國科學院海洋研究所,開展博士后工作?!爱敃r中國做赤潮治理研究的寥寥無幾。但赤潮作為一種災(zāi)害,如何應(yīng)急處置、卻是一個亟待解決的問題。”俞志明說。
上個世紀70年代,日本科學家提出,利用天然粘土與赤潮藻細胞結(jié)合,通過絮凝沉降作用將赤潮藻類沉降到水底,從而消除赤潮。這一方法取材自天然土壤、應(yīng)用時二次污染風險較低,但每平方公里就要用100~400噸粘土,用量大、淤渣重,當面對動輒幾十、上百平方公里的赤潮,往往只能望“潮”興嘆。
面對這一國際難題,俞志明確定將此作為自己的研究對象。
“如何提高天然粘土的治理效能呢?”俞志明陷入沉思。
之后,他帶領(lǐng)團隊進一步研究發(fā)現(xiàn),原來,天然粘土在海水中表面攜帶負電荷,赤潮藻細胞表面也攜帶負電荷,負負相斥使得天然粘土絮凝效率很低,這就導致了天然粘土方法很難大規(guī)模應(yīng)用。
在此基礎(chǔ)上,俞志明找準了下一步研究方向:能否增加粘土顆粒表面正電性,延長作用半徑,從而提高其對赤潮生物的治理效率呢?
沿著這一方向,他帶領(lǐng)團隊苦心研究,經(jīng)過無數(shù)次實驗,在國際上首次提出了旨在提高赤潮治理效率的粘土表面改性理論,即用人工手段強制改變天然粘土的表面性質(zhì);進而研發(fā)出高效、環(huán)保的赤潮治理材料——改性粘土,突破了天然礦物治理赤潮效率低、用量大、淤積重、難以大規(guī)模應(yīng)用的國際難題。
“使用這一技術(shù),赤潮治理材料的現(xiàn)場用量從原來每平方公里100—400噸,降低至4—10噸?!庇嶂久髡f,同時,他還帶領(lǐng)團隊自主研發(fā)了配套的噴灑裝備,實現(xiàn)了赤潮治理作業(yè)的自動化。
從實驗室走向應(yīng)用
對于科研來說,從實驗室走向應(yīng)用是關(guān)鍵且困難的一環(huán),在經(jīng)過10多年的鉆研后,俞志明和團隊邁出了這關(guān)鍵一步。
2005年,南京十運會前夕,玄武湖暴發(fā)藍藻水華,項目方看到俞志明發(fā)表了相關(guān)論文就找到他,希望能用科學手段解決這一難題,“最初還是比較忐忑的,但我們對自己的成果很有信心?!庇嶂久鲙ьI(lǐng)團隊去到南京,開展首次現(xiàn)場應(yīng)用。
沒想到,那年的藍藻水華非常嚴重。“湖邊堆積的藍藻最厚處達幾十厘米,老鼠能在上面肆無忌憚地跑,打撈上來一攪合,就跟綠油漆一樣,非常恐怖?!庇嶂久骰貞洝?/p>
當時是8月,南京氣溫40多度,太陽炙烤、水土不服,空氣中還彌漫著惡臭。在這樣的環(huán)境下團隊經(jīng)過數(shù)天測試實驗,最終經(jīng)過第三方評定,相較其它技術(shù),改性粘土技術(shù)在治理效率、環(huán)境安全等各方面均更勝一籌。
“當時松了一口氣,這既是贏得這個項目,也是我們技術(shù)走向應(yīng)用重要的一環(huán)?!庇嶂久髡f。
最終,經(jīng)過1個月,俞志明團隊徹底消除了玄武湖的藍藻水華,有效保障了十運會水上項目的順利進行。
之后俞志明對玄武湖進行了持續(xù)觀察,2006年玄武湖中長出了水草,由藻型湖轉(zhuǎn)化為草型湖,透明度大幅提高,水質(zhì)得到改善,浮游植物群落多樣性增加。
“通過玄武湖治理,說明我們的技術(shù)能夠很好地從實驗室走向現(xiàn)場應(yīng)用?!庇嶂久髡f。
之后,改性粘土治理赤潮技術(shù)應(yīng)用在國家一系列重大活動和沿海重大工程中,如2008年應(yīng)用于青島近海水環(huán)境安全保障,保障奧帆賽順利進行;2015年至今,治理棕囊藻赤潮,保障核電冷源用水安全;2017年消除廈門鄰近海域赤潮,保障金磚國家領(lǐng)導人會晤等主場外交重大活動等。
近年來,該技術(shù)已在我國沿海7個省市、20多個水域得到廣泛應(yīng)用。
走出國門
隨著技術(shù)的不斷成熟,俞志明的改性粘土方法也逐漸走出國門,為多國赤潮治理提供了“中國方案”。
俞志明研究員(右)的改性粘土技術(shù)應(yīng)用于美國赤潮治理的簽字儀式照片還掛在俞志明辦公時外
2017年11月,美國佛羅里達州暴發(fā)了大規(guī)模赤潮,導致大量魚類和水生動物死亡。在2018年法國舉行的第十八屆全球有害藻華大會上,俞志明與美國伍茲霍爾海洋研究所代表簽署了共同應(yīng)對佛羅里達沿岸赤潮的合作協(xié)議,迄今該技術(shù)在美國弗羅里達沿海順利得到示范應(yīng)用。
當時簽約時的照片現(xiàn)在還掛在俞志明辦公室外的墻上。
此外,該技術(shù)還在智利、秘魯?shù)榷鄧玫酵茝V示范,這些合作也進一步確立了我國赤潮治理技術(shù)在國際上的引領(lǐng)地位。
近年來,隨著沿海水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,養(yǎng)殖水體的水質(zhì)問題越來越嚴重,極大影響了養(yǎng)殖生物的產(chǎn)量和品質(zhì)。為此,俞志明和團隊開始將改性粘土技術(shù)應(yīng)用于養(yǎng)殖水體水環(huán)境的改善。
“各類水體環(huán)境不同、用戶要求不同。養(yǎng)殖水體一般是高營養(yǎng)、封閉性水體,水質(zhì)很差,對養(yǎng)殖生物會帶來病害及其他潛在危險。所以,要有針對性地開發(fā)新的、符合養(yǎng)殖用戶需求的功能材料,并不斷通過實踐檢驗和完善。”俞志明說,。
現(xiàn)在他們針對養(yǎng)殖水體的特殊水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng),以東營為基地,已連續(xù)開展了3年的示范應(yīng)用,取得了一系列成果,相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品正在走向市場化推廣。
截止目前,俞志明團隊針對我國近海常見赤潮藻,已經(jīng)研發(fā)了3個系列、10余種赤潮治理材料,并與企業(yè)合作,將實驗室制備轉(zhuǎn)化為工程化生產(chǎn)工藝,實現(xiàn)了技術(shù)產(chǎn)品的工程化應(yīng)用,2019年獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎。2020年,改性粘土技術(shù)入選中國科協(xié)首批先導技術(shù)榜單;2022年,作為17項推廣技術(shù)之一、入選國家生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的“國家先進污染防治目錄”。
擇一事終一生
俞志明的研究團隊共有固定員工7人,特別研究助理和在站博士后4名,在讀博士和碩士研究生15名,是一支在國內(nèi)外赤潮研究領(lǐng)域極具影響力的研究團隊。
“俞老師身上最讓我敬佩的地方就是執(zhí)著,這從他對每一個小問題打破砂鍋問到底可以看出,從他30余年如一日堅持自己的研究方向不斷精進更能看出來?!敝锌圃汉Q笏毖芯繂T袁涌銓說。
“人生是一場馬拉松,要用長線思維來對待,我的觀點是擇一事終一生,樹立一個好的目標,并不斷堅持,終有一天能創(chuàng)造出你的價值,這就是一個厚積薄發(fā)的過程。”俞志明說。
此外,在業(yè)務(wù)發(fā)展的同時,俞志明也非常注重學生的品德教育?!笆篱g萬般事,唯有做人先。只有人品好了,其他方面才會有更好的發(fā)展,才能為社會創(chuàng)造出更多價值?!庇嶂久魇沁@樣教育學生的,也是這樣自我實踐的。
很快采訪接近尾聲,辦公室內(nèi)的歡笑聲此起彼伏,“勞模工作室”標牌靜靜掛在墻上,門口照片上的笑容也依然燦爛。而遠處的大海碧波蕩漾,一股海風掠過窗外的山櫻花吹進屋內(nèi),浸潤著每一個人。