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俞志明?受訪者供圖

2024年12月2日，廣西南寧，冬日微涼，會場內(nèi)氣氛卻十分熱烈。全球首屆赤潮災(zāi)害綜合防控國際培訓(xùn)班正式開班，與會各國代表走上簽名臺，在“全球有害赤潮治理大科學(xué)計劃”倡議書上鄭重簽字?，F(xiàn)場掌聲不斷。這一刻，一個以中國技術(shù)為核心的全球合作平臺正式啟航。

聯(lián)動這些國家的就是由中國科學(xué)院海洋研究所研究員俞志明團隊研發(fā)的改性黏土治理赤潮技術(shù)。作為團隊帶頭人，俞志明望著現(xiàn)場座無虛席的國際嘉賓，百感交集。在簽名的那個瞬間，他想起的是30多年前在實驗室里反復(fù)攪拌黏土做實驗的情景。

從一瓶藻液到一片海域，從實驗室到世界“講臺”，這位中國科學(xué)家的“黏土情結(jié)”，終于成就守護全球海洋生態(tài)安全的“中國方案”。

近日，俞志明榮獲中國科學(xué)院第六屆科苑名匠稱號。

捅破“窗戶紙”，讓黏土表面“帶正電”

長期以來，赤潮治理是全球海洋科學(xué)領(lǐng)域的一個科技難題。

赤潮又被稱為有害藻華，因水體中微型生物異常增殖或聚集，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)被破壞、水質(zhì)惡化。赤潮跟火災(zāi)一樣，具有突發(fā)性，需要進行應(yīng)急處置。

上世紀(jì)70年代，日本提出用天然黏土絮凝沉降赤潮藻類，但效率低、淤積重，而且天然黏土用量大，每平方公里要耗費100~400噸黏土。

上世紀(jì)80年代末，俞志明與赤潮結(jié)緣。

“我永遠(yuǎn)記得養(yǎng)殖戶們絕望的眼神……”那次，渤海暴發(fā)大面積赤潮，造成了2億多元的損失。赤潮也引起了國家的高度重視?！白鳛橐粋€剛剛走出校門的博士畢業(yè)生，我就這樣不知不覺投身赤潮研究的浪潮中。”俞志明對《中國科學(xué)報》說。

當(dāng)時，蒙脫土是治理水體污染最常用的黏土，它的比表面積大、吸附金屬離子的能力強。但經(jīng)過多次實驗，俞志明發(fā)現(xiàn)，針對赤潮處置，高嶺土效果優(yōu)于蒙脫土。這個實驗結(jié)果出乎俞志明預(yù)料。

“實驗結(jié)果讓我懷疑是不是做錯了，停下來，再思考，但是只要有一點點進步，我都要堅持下去?！蹦菚r候，他在自我懷疑和重振信心之間徘徊，咬緊牙關(guān)，終于在黏土顆粒表面靜電性質(zhì)上找到了答案。

原來，天然黏土與赤潮藻均帶負(fù)電，“負(fù)負(fù)相斥”導(dǎo)致絮凝效率極低。而高嶺土表面負(fù)電性低于蒙脫土，所以它對赤潮的治理效果優(yōu)于蒙脫土。

“既然靜電作用是治理效率的關(guān)鍵，我們能不能讓黏土表面的電性改變一下，由負(fù)變正？”俞志明的這一大膽假設(shè)，成為破解赤潮治理困局的關(guān)鍵，“就像捅破一層窗戶紙，豁然開朗”。

此后，俞志明運用膠體化學(xué)原理，在國際上首次提出黏土表面改性理論，通過人工手段將黏土顆粒表面電性由負(fù)轉(zhuǎn)正。

改性后的黏土與赤潮藻“正負(fù)相吸”，絮凝效率提升近百倍。一瓶米氏凱倫藻藻液中，加入少量改性黏土懸濁液，半小時后瓶底便積滿絮狀物。

新發(fā)明的改性黏土材料，大大提高了治理效率，現(xiàn)場用量從原來每平方公里100~400噸，降低至4~10噸。

“黏土顆粒和藻細(xì)胞‘抱團’沉降，像給赤潮按下‘暫停鍵’。”團隊成員曹西華解釋道。

此后，俞志明再接再厲，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。

從實驗室到現(xiàn)場，用汗水澆灌“藍(lán)色希望”

2005年，第十屆全國運動會前夕，水上比賽項目水域暴發(fā)了藍(lán)藻水華，原本澄澈的水面綠油油一片，像涂了一層厚厚的油漆。20年過去了，俞志明對這個場景仍然記憶猶新。

組委會緊急尋找能治理藍(lán)藻水華的團隊。藍(lán)藻水華發(fā)生在淡水中，但治理方法與治理發(fā)生在海里的赤潮相似?！皬睦碚撋现v，治理赤潮的方法有很多，但是能在現(xiàn)場大規(guī)模應(yīng)用的卻很少。”俞志明說，“赤潮治理研究必須走進現(xiàn)場，用現(xiàn)場應(yīng)用檢驗成果?！?/p>

這是他第一次帶著團隊，從實驗室走進現(xiàn)場。

“我當(dāng)時既興奮又害怕，終于有了一個實踐機會，但萬一失敗了怎么辦？不管怎么樣，這一步必須邁出?！表斨?0攝氏度的高溫，俞志明帶領(lǐng)團隊天天“泡”在現(xiàn)場，觀察水域情況，有針對性地制作黏土材料，噴灑后再觀察。短短幾天，水體質(zhì)量便有了起色。10天后，俞志明治理的這片水域褪綠變清，而他們卻個個臉蛋黑亮，像個泥猴。組織方當(dāng)即與俞志明團隊簽訂項目合同。一個多月后，藍(lán)藻水華被徹底消除。

“當(dāng)時很興奮，這說明我們的技術(shù)能夠走出實驗室，有了大規(guī)模應(yīng)用的可能，這是一次重要突破?！庇嶂久鞲吲d地說。

此后，他們帶著改性黏土治理赤潮技術(shù)隨一系列國家重大活動和工程“南征北戰(zhàn)”：2008年北京奧運會開幕前夕，消除了發(fā)生在奧帆賽毗鄰水域87平方公里的赤潮，保障了奧帆賽按時、順利進行；2016年，消除了發(fā)生在濱海核電冷源取水海域的棕囊藻赤潮，保障了我國濱海核電的冷源安全。

俞志明的足跡遍布中國沿海。2019年，俞志明團隊榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

2022年，中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展發(fā)布，“改性黏土治理赤潮方法與技術(shù)”名列其中。

“我們的技術(shù)不僅是‘滅火器’，更是海洋生態(tài)的‘防護盾’?！庇嶂久鲌远ǖ卣f。

如今，改性黏土技術(shù)已形成三大系列、10余種材料，納入我國赤潮治理國家標(biāo)準(zhǔn)，并在20多個水域成功應(yīng)用。團隊研發(fā)的新一代材料不僅能消除赤潮，還可降解藻毒素、修復(fù)受損生境，甚至為“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)助力。

從渤海到太平洋，“中國方案”守護全球海岸線

智利是世界第二大三文魚養(yǎng)殖國。2016年，智利近海發(fā)生了一次大規(guī)模赤潮，導(dǎo)致大量三文魚死亡，一時成為全球關(guān)注的事件。

智利組織了政府官員、科研院所、養(yǎng)殖工會等多方面力量在全球?qū)ふ曳椒?。中國的改性黏土技術(shù)登上過《自然》，聯(lián)合國教科文組織也曾出版專著對相關(guān)技術(shù)進行介紹。智利有關(guān)負(fù)責(zé)人就這樣“順藤摸瓜”找到了俞志明。

“智利派了10多人組成的代表團來到中國，先到我們的南方基地考察，又到中國科學(xué)院海洋研究所考察，最后簽訂了相關(guān)出口協(xié)議?！庇嶂久骰貞浀?。

這是改性黏土技術(shù)第一次走出國門。很快，秘魯也找上門來。

“秘魯主要養(yǎng)殖紫扇貝，其養(yǎng)殖海域發(fā)生的赤潮藻種和我們的有些不一樣，海水很清澈，但會產(chǎn)生毒素，導(dǎo)致紫扇貝死亡?！?019年，為解決困擾秘魯多年的赤潮問題，俞志明團隊?wèi)?yīng)邀前往赤潮災(zāi)害最為嚴(yán)重的塞丘拉養(yǎng)殖區(qū)現(xiàn)場調(diào)研，向養(yǎng)殖企業(yè)和當(dāng)?shù)卣私庑枨蟆⒔榻B技術(shù)，在當(dāng)?shù)匾l(fā)了很大反響。

“我們不可能每天都用大船運材料，一定要把技術(shù)帶過去。當(dāng)?shù)赜泻芎玫酿ね练N類，如果能開發(fā)建廠、普及技術(shù)方法，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展將起到推動作用，同時對環(huán)保技術(shù)是一大貢獻。”俞志明說。

于是，俞志明從直接把中國的改性黏土帶到秘魯，轉(zhuǎn)而進入了技術(shù)本土化的新階段。

“大海是連通的，赤潮災(zāi)害不是你有我沒有，而是人類共同面臨的問題?！庇嶂久鲗τ浾哒f，“‘中國方案’絕不是僅僅出口一兩款商品，要真正服務(wù)于全球，還是要開發(fā)當(dāng)?shù)刭Y源，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H，運用好‘中國智慧’‘中國方案’。”

至今，改性黏土技術(shù)已推廣至美國、馬來西亞、土耳其等10多個國家。2024年，聯(lián)合國教科文組織政府間海洋學(xué)委員會以俞志明的技術(shù)為核心，啟動“全球首屆赤潮治理培訓(xùn)班”，30國代表簽署合作倡議書。

有人問：“赤潮治理是‘救火’，何時是盡頭？”

俞志明答：“海洋生態(tài)保護沒有終點?！?/p>

30多年前，那個在渤海赤潮現(xiàn)場目睹養(yǎng)殖戶無助眼神的年輕博士，如今鬢角已染霜白，但目光依舊灼灼：“只要大海需要，我愿做一輩子的‘消防員’?！?/p>

從海邊赤子到科苑名匠，從實驗室研究到現(xiàn)場推廣應(yīng)用，俞志明用三十載光陰，將普通的“泥土”淬煉成守護海洋生態(tài)安全的“中國方案”。

俞志明說：“工匠精神，就是把‘泥土’變成一次次‘希望’的執(zhí)著。”而這希望，正隨著潮汐涌動，將藍(lán)色還給世界的每一片海。

（原載于《中國科學(xué)報》?2025-05-22?第1版?要聞）