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任南琪院士:推進(jìn)極地研究,擔(dān)當(dāng)中國(guó)責(zé)任

2019-03-19 12:17宋文芳龐貝
科技創(chuàng)新與品牌 2019年3期
關(guān)鍵詞:哈工大極地北極

文/本刊記者 宋文芳 龐貝

2019年2月26日上午,哈爾濱工業(yè)大學(xué)極地研究院(簡(jiǎn)稱“研究院”)、北極大學(xué)聯(lián)盟—哈工大培訓(xùn)中心(簡(jiǎn)稱“中心”)舉行揭牌儀式。

極地是遙遠(yuǎn)和寒冷的代名詞,為什么要建立極地研究院?在寒冷的冰雪世界,我們能對(duì)極地做哪些研究?

帶著這些問(wèn)題,我們采訪了極地研究院院長(zhǎng)任南琪院士。

極地研究,中國(guó)來(lái)了!

極地研究有多重要?

任南琪院士

任南琪院士說(shuō),南北兩極對(duì)全球氣候變化和人類生存發(fā)展具有重要影響。這個(gè)問(wèn)題越來(lái)越受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。探索極地未知、開拓極地知識(shí)、保護(hù)極地環(huán)境、促進(jìn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,已成為全人類的共同使命。

近年來(lái),我國(guó)先后發(fā)表了《中國(guó)的南極事業(yè)》白皮書和《中國(guó)的北極政策》白皮書,標(biāo)志著極地科學(xué)研究已經(jīng)上升到國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略高度。

任南琪介紹,為響應(yīng)我國(guó)政府的極地政策,2018年9月4日,中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)正式發(fā)文,批準(zhǔn)成立“極地環(huán)境與生態(tài)專業(yè)委員會(huì)”,支持單位為哈爾濱工業(yè)大學(xué),由我擔(dān)任主任委員。2018年10月20日,中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)極地環(huán)境與生態(tài)專業(yè)委員會(huì)(簡(jiǎn)稱專委會(huì))在哈爾濱工業(yè)大學(xué)揭牌成立,確定了第一屆專業(yè)委員會(huì)組織機(jī)構(gòu)。

中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)是我國(guó)環(huán)境學(xué)科最高學(xué)術(shù)團(tuán)體和我國(guó)目前規(guī)模最大的環(huán)??萍忌鐖F(tuán)組織;極地環(huán)境與生態(tài)專業(yè)委員會(huì)是中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)唯一一個(gè)極地相關(guān)的專業(yè)委員會(huì),也是第一個(gè)有外國(guó)專家加入專業(yè)委員會(huì)組織結(jié)構(gòu)的專業(yè)委員會(huì)。

作為斯匹次卑爾根群島條約國(guó)、南極條約協(xié)商國(guó),我國(guó)堅(jiān)定維護(hù)條約宗旨,保護(hù)極地環(huán)境,倡導(dǎo)科學(xué)研究,推進(jìn)國(guó)際合作,努力為人類知識(shí)增長(zhǎng)、社會(huì)文明進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

習(xí)近平總書記曾提出,要構(gòu)建立人類命運(yùn)共同體。中國(guó)是負(fù)責(zé)任的大國(guó),應(yīng)承擔(dān)大國(guó)責(zé)任。

在第三屆氣候變化主題與環(huán)境發(fā)展可持續(xù)化國(guó)際會(huì)議上,尼泊爾副總統(tǒng)與任南琪院士親切交流

而在事關(guān)全球環(huán)境的極地研究方面,我國(guó)自然不能缺位,應(yīng)有所擔(dān)當(dāng)。極地研究院成立意義重大,對(duì)北極下一步的發(fā)展,包括環(huán)境保護(hù)、生態(tài)建設(shè)對(duì)全球的影響,我們應(yīng)該開展一定的工作。

這個(gè)重任為什么會(huì)落在哈爾濱工業(yè)大學(xué)的肩上?

任南琪院士說(shuō),作為我國(guó)地理位置最北的國(guó)家重點(diǎn)大學(xué)之一,哈工大積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,融合環(huán)境、生命、土木、交通、建筑、空間科學(xué)等優(yōu)勢(shì)資源,積極開展與極地科學(xué)有關(guān)的高水平研究,產(chǎn)出了一批具有廣泛影響力的科研成果,是北極大學(xué)聯(lián)盟以及中國(guó)高校極地聯(lián)合研究中心成員單位。

2018年,哈爾濱工業(yè)大學(xué)正式加入北極領(lǐng)域最大的學(xué)術(shù)組織——北極大學(xué)聯(lián)盟,并經(jīng)北極大學(xué)聯(lián)盟同意建立“北極大學(xué)聯(lián)盟哈爾濱工業(yè)大學(xué)培訓(xùn)中心”,這是北極大學(xué)聯(lián)盟在北極國(guó)家之外成立的第一個(gè)北極大學(xué)聯(lián)盟機(jī)構(gòu)。

為進(jìn)一步整合學(xué)校極地科學(xué)研究領(lǐng)域資源,推動(dòng)極地科學(xué)發(fā)展,培養(yǎng)優(yōu)秀人才,助力國(guó)家參與北極治理,哈工大充分發(fā)揮地緣優(yōu)勢(shì)和學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì),成立了極地研究院。

極地研究中的中國(guó)角色

哈工大極地研究院自身如何定位?將履行哪些職責(zé)?

任南琪院士介紹,研究院將本著“認(rèn)識(shí)極地、保護(hù)極地,推動(dòng)極地可持續(xù)發(fā)展”的原則,瞄準(zhǔn)極地科學(xué)前沿,依托學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程、物理學(xué)、土木工程、建筑學(xué)、交通運(yùn)輸工程、生物學(xué)、食品科學(xué)與工程等12個(gè)國(guó)家一級(jí)學(xué)科,通過(guò)多學(xué)科交叉與融合,積極開展與極地科學(xué)有關(guān)的高水平研究,建設(shè)由中青年國(guó)際知名學(xué)者為主的高水平國(guó)際化師資隊(duì)伍和國(guó)際化研究平臺(tái),創(chuàng)造一流的研究成果,培養(yǎng)一流的科技人才,建成國(guó)際一流的創(chuàng)新基地,提升學(xué)校優(yōu)勢(shì)特色學(xué)科的科研水平和國(guó)際影響力,為我國(guó)極地研究提供科技與智力支持。

這個(gè)新的平臺(tái)吸引了很多北極圈高??蒲性核鶎<遥▏?guó)內(nèi)的一些專家學(xué)者也參與到建設(shè)當(dāng)中。匯智聚力,這樣一個(gè)研究院將大有可為。

研究院現(xiàn)有50位研究人員,包括院士1人、長(zhǎng)江學(xué)者5人、國(guó)家杰青5人,下設(shè)北極環(huán)境與生態(tài)國(guó)際聯(lián)合研究中心、極區(qū)空間環(huán)境研究中心、極地與寒區(qū)工程國(guó)際研究中心、極地交通國(guó)際聯(lián)合研究中心、極地建筑研究中心、極地生物與生命過(guò)程研究中心6個(gè)研究中心,以及漠河極地模擬實(shí)驗(yàn)基地、北極大學(xué)聯(lián)盟—哈工大培訓(xùn)中心。

成立于2001年的北極大學(xué)聯(lián)盟是國(guó)際北極領(lǐng)域最大的學(xué)術(shù)組織,由大學(xué)、大專、研究所等機(jī)構(gòu)組成,專注于北極及周邊地區(qū)的教育與研究。哈工大于2018年正式加入北極大學(xué)聯(lián)盟。

任南琪院士(左)接受本刊采訪

此次成立的北極大學(xué)聯(lián)盟—哈工大培訓(xùn)中心是北極大學(xué)聯(lián)盟在北極國(guó)家之外成立的第一個(gè)北極大學(xué)聯(lián)盟機(jī)構(gòu)。中心將向所有對(duì)北極知識(shí)和研究感興趣的中國(guó)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的學(xué)生、教師和研究人員開放,通過(guò)獨(dú)特和先進(jìn)的合作平臺(tái)提供教育、研究的合作機(jī)會(huì),加強(qiáng)北極大學(xué)和非北極大學(xué)學(xué)生、教師和研究人員之間的交流與合作。

比北極研究院揭牌儀式還早,由極地研究院聯(lián)合黑龍江省氣象局合作共建的漠河極地模擬實(shí)驗(yàn)基地已于2月21日在漠河揭牌。

基地位于被譽(yù)為“中國(guó)北極”的中國(guó)漠河北極村,緊臨中國(guó)最北端的邊界,為中國(guó)低溫之最,在氣候、生物、空間電磁環(huán)境等方面與極地地區(qū)較為類似,具備開展模擬極地科學(xué)實(shí)驗(yàn)的自然條件。基地觀測(cè)場(chǎng)布設(shè)氣象、大氣、生態(tài)等監(jiān)測(cè)設(shè)備,具備較為完善的與極地研究相關(guān)的觀測(cè)體系,可開展長(zhǎng)期極地模擬實(shí)驗(yàn)?;匚磥?lái)將主要開展污染物在極地的環(huán)境行為和氣粒分配規(guī)律,星際空間磁層、電離層、高層大氣檢測(cè),極端環(huán)境對(duì)生命過(guò)程產(chǎn)生的特殊效應(yīng)機(jī)理,遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)等領(lǐng)域研究,為哈工大開展極地相關(guān)的科研工作提供有力支撐和保障。

任南琪院士說(shuō),在哈工大的支持下,我們建立極地研究院,將配合國(guó)家戰(zhàn)略開展極地研究,同時(shí)也為國(guó)內(nèi)研究院所、大專院校提供極地研究的平臺(tái),不僅服務(wù)哈工大發(fā)展,同時(shí)也服務(wù)于中國(guó)極地研究科學(xué)家。

談到極地生態(tài),任南琪院士表示擔(dān)憂,他說(shuō),極地生態(tài)特別脆弱,極地的生態(tài)環(huán)境、生物種群、生命保障以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等均不同于其他地方,值得我們認(rèn)真研究。考慮到未來(lái)北極需要的一些學(xué)科領(lǐng)域,我們現(xiàn)在設(shè)立了6個(gè)主要領(lǐng)域的6個(gè)研究中心。我們也希望能通過(guò)這樣的研究,了解北極的現(xiàn)狀,探索未來(lái)發(fā)展。

任南琪院士表示,近年來(lái),我國(guó)把生態(tài)環(huán)境保護(hù)放在非常重要的位置。對(duì)全球環(huán)境而言,北極是重要節(jié)點(diǎn)。未來(lái),我們將要做一些研究,首先就是通過(guò)北極生態(tài)環(huán)境變化掌握全球變化。比如我們將和北極大學(xué)聯(lián)盟共同發(fā)射一個(gè)小衛(wèi)星來(lái)研究北極上空,通過(guò)對(duì)北極上空的探測(cè)來(lái)研究北極的變化等。

北極的污染是從大陸部分傳輸過(guò)去,任南琪院士說(shuō),北極和非北極生態(tài)污染的交互、傳輸過(guò)程,哪些物質(zhì)的破壞程度有多大,直接涉及到如果我們要保護(hù)北極應(yīng)該做什么、做到哪種程度。生態(tài)環(huán)境研究和保護(hù),將是我們的最大的責(zé)任。

暑假期間學(xué)校進(jìn)行野外考察取樣時(shí)任南琪院士拍攝的極地風(fēng)光

聚焦國(guó)家戰(zhàn)略需求

除任極地研究院院長(zhǎng)之外,任南琪院士還是哈爾濱工業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng),并且擔(dān)任城市水資源與水環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。多年來(lái),他的研究視野一直緊跟國(guó)家戰(zhàn)略需求,聚焦在生態(tài)環(huán)保領(lǐng)域,并做出卓越貢獻(xiàn)。

1990年,他面向低碳減排和可持續(xù)發(fā)展的重大需求,較早地提出了有機(jī)廢水是重要的可再生、可利用資源的理念,革新了以污染物去除為目標(biāo)導(dǎo)向的傳統(tǒng)廢水處理模式,利用生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水中有機(jī)污染物梯級(jí)利用產(chǎn)氫、產(chǎn)電等生物能源化目標(biāo),并取得重要的理論突破和技術(shù)創(chuàng)新,開創(chuàng)了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以厭氧活性污泥為產(chǎn)氫菌種的廢水發(fā)酵產(chǎn)氫技術(shù)。

1999年,任南琪率先完成了世界首例生物制氫中試,2005年完成生產(chǎn)規(guī)模試驗(yàn),推進(jìn)了生物制氫技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程。這一突破,曾被評(píng)為“2000年中國(guó)十大科技進(jìn)展”,2007年獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。美國(guó)工程院院士BE Rittmann指出“(任南琪院士開創(chuàng)的)乙醇型產(chǎn)氫發(fā)酵為迄今為止所發(fā)現(xiàn)的2種重要產(chǎn)氫發(fā)酵類型之一”。

高濃度、難降解工業(yè)有機(jī)廢水是我國(guó)流域水質(zhì)惡化的重要污染源,其如何高效轉(zhuǎn)化是亟待解決的技術(shù)難題。任南琪團(tuán)隊(duì)圍繞著制藥、染料、化工、印染等典型重污染源行業(yè)廢水處理技術(shù)難題開展了近20年研究,取得重要的理論突破,并結(jié)合我國(guó)國(guó)情,開發(fā)出4套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高濃度廢水生物處理集成化技術(shù),攻克了難降解廢水預(yù)處理的技術(shù)關(guān)鍵,與制藥、染料、化工等廢水傳統(tǒng)處理技術(shù)相比,投資降低15%以上,運(yùn)行費(fèi)用降低20~40%。目前,已在太湖、松花江等流域建成30余項(xiàng)廢水處理工程,工程總投資近5.0億元,廢水處理總量近10萬(wàn)噸/天。該項(xiàng)目于2004年獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

此外,針對(duì)我國(guó)制藥、化工等行業(yè)排放的含硫含氮有機(jī)廢水達(dá)標(biāo)處理難、硫系物隱患大等問(wèn)題,任南琪院士團(tuán)隊(duì)揭示出超常規(guī)生物脫硫機(jī)制,發(fā)現(xiàn)了制約硫轉(zhuǎn)化效率的瓶頸因素,發(fā)明了以硫資源回收為導(dǎo)向的廢水碳氮硫共脫除新型生物技術(shù)及設(shè)備,通過(guò)定向生態(tài)調(diào)控,顯著提高了系統(tǒng)的可操控性和處理效率,應(yīng)用于近10項(xiàng)處理工程,2010年該項(xiàng)目研究獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

針對(duì)我國(guó)有毒物質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及生態(tài)安全,任院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)率先建立起流域水體安全預(yù)警體系和應(yīng)急決策支持平臺(tái),開啟了國(guó)家對(duì)松花江流域健康水循環(huán)和生態(tài)安全的長(zhǎng)效規(guī)劃與關(guān)注。主持開展了大尺度環(huán)境中持久性有毒物質(zhì)(PTS)源匯及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究,組織建立了由6個(gè)國(guó)家參加的“國(guó)際持久性有毒物質(zhì)聯(lián)合研究中心”基地。

松花江硝基苯污染重大突發(fā)事件發(fā)生后,結(jié)合國(guó)家重大需求,發(fā)起并主持了科技部“松花江硝基苯重大環(huán)境污染事件應(yīng)急科技專項(xiàng)”研究,在我國(guó)率先建立了流域水體安全預(yù)警體系和應(yīng)急決策管理支持平臺(tái),開啟了國(guó)家對(duì)松花江等跨界流域生態(tài)安全與健康水循化的研究歷程,引起極大關(guān)注。

他提出符合我國(guó)國(guó)情的生態(tài)功能導(dǎo)向的環(huán)境污染治理理念及海綿城市建設(shè)路徑及技術(shù)措施,解決了國(guó)家重大需求。

任南琪院士說(shuō),哈工大歷來(lái)有以立足國(guó)家重大需求開展研究工作的傳統(tǒng)。國(guó)家戰(zhàn)略需求是未來(lái)發(fā)展的方向,也是我們和極地研究院應(yīng)該努力的方向。

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