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    “部分地区耕地重金属超标态势仍然比较严峻。在调查区13.86亿亩的耕地中,重金属超标的点位比例占到了8.2%,主要分布在南方。” 6月25日全国土地日当天,中国地质调查局发布《中国耕地地球化学调查报告(2015年)》,再次为中国的土壤污染问题敲响警钟。

     

    土壤危机,是土地危机,也是农业危机,“向土壤污染宣战”直接关系到人民身体健康和国家经济安全,这也大大催生了各类污染治理和修复技术,催生了相关产业的发展和繁荣。

     

    土地日宣传周期间,记者来到位于北京西北郊区的国土资源部生态地球化学重点实验室——国家地质实验测试中心生态地球化学研究室,与多位常年从事土壤污染调查、评价、修复的地质科技人员,面对面地谈起了人们高度关注的土壤污染修复问题。

     

      本报记者:周飞飞

     

    特邀专家:刘晓端 杨永亮 谭科艳 黄园英 刘斯文

     

      土地日专家访谈

    观点1

    具有“廉价、高效、管理简单、无二次污染”等特点的地球化学工程技术,是当前重要且极具应用前景的土壤修复手段。

    记者:随着我国城市化、工业化和农业集约化的快速发展,大量污染物通过各种途径进入土壤环境,导致土壤污染问题越来越严重。那么,按照污染物的来源,我国土壤污染有哪些类别?您觉得最重要的污染源是什么?

    刘晓端:从污染物种类来看,类型大致可分为有机污染、无机污染及两者均存在的复合污染,其中有机污染物主要有多环芳烃(PAHs)、六六六和滴滴涕等有机氯农药、灭蚁灵等杀虫剂、挥发性有机物和半挥发性有机物石油类物质等,而无机污染物主要是砷、铅、镉、铬、锌、镍、汞、铜等各类元素。

    刚刚发布的《中国耕地地球化学调查报告(2015年)》显示,我国耕地重金属超标与地质作用过程密切相关,而人类活动则是造成或加剧重金属超标的重要原因。采矿、冶金、电镀等工矿企业“三废”排放,以及农业生产中污水灌溉、化肥的不合理使用、畜禽养殖等人类活动造成或加剧了局部地区耕地重金属污染。

    近几年,我们实验室一直在应用地球化学工程技术,针对金属矿山进行水土污染方面的研究。

    记者:地球化学工程技术与其他修复技术相比,有着怎样的特色?

    刘晓端:我国的土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。既有重金属、农药、抗生素和持久性有机物等污染,又有放射性、病原菌等污染类型。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。污染类型多样化和污染原因复杂化导致土壤污染修复工作难度增大。

    采取何种有效可行的污染治理措施,是我国目前土壤污染修复治理的关键和亟待解决的问题。

    污染土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。大致可分为物理、化学和生物3种方法。

    土壤重金属污染传统的治理通常采用物理、化学的方法,如客土换土法、淋滤法、吸附固定法、热处理法、络合浸提法、氧化还原法、电化学法等。虽然这些方法治理效果较好,历时较短,但往往投资大,难以管理,易造成二次污染。

    与传统方法相比,生物修复技术具有成本低、来源广、无二次污染的特点,尤其适用于低浓度重金属的去除。目前,生物修复技术的主体主要包括植物、动物、微生物。其中应用较为广泛、治理效果显著的是植物修复和微生物修复。

    地球化学工程技术,是应用地球化学的原理,通过人工制造的某些地球化学作用或利用地球化学原理制造的产品,实现环境污染治理与管理的途径、方法和技术。地球化学工程技术中常会应用非金属材料作为污染土壤修复的材料,其主要环境技术包括稀释/浓缩、分解/中和、隔离作用和固化作用。这种方法尽可能地不干扰自然界, 依靠元素自然循环来去除有关的化学元素。

    记者:近年来,国家地质实验测试中心生态地球化学研究室针对不同生态系统和不同污染物的环境污染控制和修复技术开展了多项研究,应用的都是地球化学工程技术手段吗?效果怎样?

    黄园英:我们利用地球化学工程技术原理,筛选出了同时对多种重金属具有很好去除效果的矿物材料,建立了对复合重金属污染水体具有特征吸附和固定作用的处理系统,从而阻断了重金属污染元素向生态链的运移。

    与传统物理、化学和生物技术相区别,基于地球化学原理和技术,提出的低成本建造、低成本运行、快速、高效、简单的重金属污染环境的地球化学工程技术,迎合了时代发展对环保技术“廉价、高效、管理简单、无二次污染”的需求。我们已建立的示范工程运行监测数据进一步表明,以黏土矿物作为反应材料对酸性矿山废水中的重金属离子去除是非常有效的,水处理成本约为0.55元/吨,非常适合今后在工程上大规模推广应用。

    刘晓端:我们的目标是,逐步建立基于地球化学工程技术的水、土环境污染控制和修复技术体系和示范基地,强化已有技术方法的推广应用,推动技术方法的产业化进程。

    观点2

    不一定要把土壤中的污染物提取出来,可以通过对土壤中的重金属元素进行吸附、固定、隔离,设置地球化学障,阻断污染元素向生态链的运移。

    记者:国土资源部生态地球化学重点实验室是什么时候成立的?有关土壤污染修复的项目是什么时候开始出现且多起来的?

    刘晓端:重点实验室的前身国家地质实验测试中心生态地球化学研究室,成立于1993年。20多年来,承担了一系列国家、部门重大环境地球化学研究项目,如获国家科学技术进步二等奖的“区域地球化学与农业和健康”、获国土资源科技进步二等奖的“人体硒缺乏与过剩的地球化学特征及其预测”、获国土资源科技进步一等奖的973项目“首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理与调控原理”,以及“地质体对水资源保障的双重作用及其应用”、“典型地区土壤污染演化及安全预警系统研究”、“东北重工业城市地球化学环境生态安全监测与修复治理的技术研究”等。

    中国开展土壤污染修复项目始于1995年,当时采用的是生物修复的方法。我们大约是在本世纪初开始进入污染土壤和水体的环境控制与地球化学修复技术研究领域的。由于国家越来越重视,这几年我们这方面的项目越来越多,如,“我国典型矿山环境污染评价与修复技术研究”、“金属矿山环境污染机理和防治研究”、“纳米铁用于饮用水中砷的有效去除技术研究”、“农田土壤中典型持久性有机污染物的降解与修复”等。通过这些项目的实施,我们在环境重金属污染修复领域获得了许多重要进展和成果。

    记者:请简单讲一下地球化学工程技术修复受污染土壤的思路。

    刘晓端:近10年来,实验室依托《金属矿山重金属污染土壤的地球化学工程控制修复技术开发与示范》、《生态地球化学环境与修复技术研究》,以及多个有关矿山重金属污染控制与修复技术的示范项目。

    我们的整体思路是:依据地球化学原理,充分利用地质体或自然介质的作用,通过对修复材料、修复工艺和控制技术中的关键问题的研究,建立具有对重金属元素有特征吸附、固定、隔离作用的地球化学障,阻断污染元素向生态链的运移,从而保障农作物的健康。这也说明,改善土壤环境质量不一定非要把重金属元素等“毒素”运移出来,只要把它们固化在土壤内,阻止它们进入食物链,就能保障人们的餐桌安全。

    记者:能否具体讲讲有关土壤修复示范区的情况?

    刘晓端:在安徽某铜矿的尾矿坝附近,我们建立了一个重金属污染土壤修复示范区,选用一种或几种黏土矿物,结合一定的环境条件控制技术,对重金属元素进行吸附,使重金属超标土壤上种植的超标蔬菜中的重金属含量达到《食品中污染物限量标准》。如今,该研究成果已经成功用于江西某铅锌矿冶炼厂重金属污染山体的修复,使寸草不生的酸化和多金属污染土壤得以恢复种植功能,山体复绿。

    杨永亮:我们在沈阳进行东北重工业城市地球化学环境生态安全监测与修复治理技术研究时,针对污染地区建立了水—土—植物生态保护与治理技术应用示范点。

    开展了土壤重金属污染修复方法的研究和饮用地下水中重金属离子的去除技术的研究,最终形成了磷酸盐岩化学固定法对铅、锌、镉的土壤污染治理技术,以及纳米铁材料修复浅层地下水和对深层饮用地下水中的重金属元素的取出技术,获得了非常好的效果。修复后土壤上长出的多种蔬菜,原土中所含的多种重金属元素均未超标,可以放心食用。这一成果受到当地农民的肯定和欢迎。

    刘斯文:在赣南地区,我们建立了离子型稀土矿山的环境修复示范区,将地球化学工程技术用于离子型稀土矿山环境污染的控制与修复,即通过在注液坑中设置地球化学障,改善坑内土壤环境,阻止污染物的迁移,保证植物的生长条件,为矿山复绿提供了基本保证。

    稀土矿山污染土壤的修复分为四步:一是通过添加自然黏土矿物,调整土壤地球化学属性,同时,筛选修复植被;二是调整修复场地的土壤地球化学属性,将调整后的好土壤装入生态袋中,利用柔性结构技术将生态袋固定在修复场地上,形成护坡,并在生态袋上进行植被喷播;三是利用地球化学障技术阻断污染,改善土壤环境,并尝试种植林木;四是长期监测修复效果。

    地质工作者在稀土矿区污染土壤的修复实践证明:土壤修复有效地改善了局部土壤地球化学环境,防止了水土流失,降低了潜在生态风险的强度。

    观点3

    自然环境是相互联系、相互作用的整体,解决土壤污染问题不能就土论土。

    黄园英:在江西某铜矿附近,我们建设了酸性矿山废水重金属污染治理示范工程,以对大坞河流域土壤影响最大的重金属污染源——酸性矿山废水为研究对象,利用地球化学工程技术,分别对酸性矿山废水和土壤中重金属污染治理进行了研究,筛选出水体和土壤中重金属修复材料,形成了一整套重金属污染控制与防治技术方案。

    示范工程运行5个月的监测结果表明,以价格低廉的黏土矿物材料——凹凸棒土作为反应介质,能够对水土中重金属具有很好的治理效果,重金属锰的平均去除率为93%。经示范工程处理后的河水能够达到我国综合污水一级排放标准,水体环境和重金属含量都符合《国家农田灌溉水标准》。当地农民可以放心地用处理后的河水浇地,彻底改变了大坞河水“祸害”农田的现状。而且,原来大坞河鱼虾绝迹,经处理水质得到明显改善后,不仅鱼能生存,且可大量繁殖。

    谭科艳:针对示范区内受重金属污染的土壤,我们通过改善土壤pH值,施用土壤改良剂,添加特定的修复材料,对土壤中重金属进行固定。经修复后的土壤种植的蔬菜,测得处理后土壤中可食用部分蔬菜中重金属含量能够满足《食品中污染物限量》的标准。

    在某铅锌矿冶炼厂旧址,我们对受镉、铅和砷等重金属污染的土壤进行了修复,修复后种植的马尾松和红叶石楠生长茂盛,而未经修复土壤种植的马尾松成活率非常低,且难以生长,充分表明了,地球化学工程技术可以大大减少土壤中重金属对植物的危害,能够抑制土壤中重金属的迁移能力,达到保护植物和保障人民健康的作用。

    记者:我注意到大家在介绍土壤污染修复的时候谈到不少水体污染修复方面的研究,两者是什么关系?

    刘晓端:土壤是自然生态系统的组成部分,土壤污染和水体污染、大气污染等问题是一个多系统的问题:地下水和地表水都会跟土壤产生接触,而空气中含有的各种污染物也会通过诸如降雨等形式渗入地表,最终造成土壤和地下水污染物的一部分。因此,土壤修复工作针对的对象不仅是土壤,而且要同时考虑到大气和水体污染的问题。

    解决土壤污染的问题不能“就土论土”,我们的研究是“水土不分家”。

    杨永亮:《中国耕地地球化学调查报告(2015年)》告诉人们,在人类活动强烈地区,工农业活动是造成土壤重金属快速累积和污染超标的原因,尤其是现今情况下,大气中有毒元素的沉降是极其重要的污染途径。

    为了研究污染物传输的季节性变化,我们选取青藏高原东部边缘的阿坝州卧龙高海拔地区及若尔盖高原湿地作为研究对象,研究了不同季节大气、降水、地表水、土壤、植被、牦牛中持久性有机污染物的变化特征,并通过后向气流轨迹分析以及应用铅同位素示踪原理,对近地表大气气溶胶污染来源进行了探讨。

    观点4

    地球化学技术方法不是万能的,应突破专业所局限,因地制宜研究复合型技术。

    记者:看来,土壤污染治理需要具备大环境观。

    刘晓端:不仅自然环境是一个整体,科学也应该没有界限,不要局限在自己的专业中。就土壤修复技术来看,地球化学技术方法不是万能的,应该积极融合诸多相关学科的思路和方法,研究复合型技术。当然,根据我们的学科特点和优势,我们的研究方向是以地球化学技术方法为主,综合生物修复等其他各类手段。

    记者:已经有所突破了吗?

    谭科艳:有了一定的突破。

    我们选择工业污染严重的湖南株洲某地作为研究区,开展了水土重金属污染的地球化学—生物联合技术研究。研究使用不同黏土矿物和微生物修复材料同时修复土壤中重金属污染的效果,探讨其产生作用的机理,为不同类型污染土壤的修复提供理论依据和技术支撑。同时开展了地球化学—微生物法处理工业废水中锰和镉的修复技术研究,综合地球化学工程技术和生物的优势,达到修复的最佳效果和最低能耗的综合治理目的。

    记者:效果怎么样?

    谭科艳:能够高效去除工业废水中的高浓度镉和锰,达到相应排放同时利用该项技术,能够使种植蔬菜中的铅、汞、砷达标。

    在这项研究中,已经完成了大批量的中试试验,采用一级硫酸盐还原生物滤池降低进水镉浓度,使其达到国家《污水排入城镇下水道水质标准》中对镉的排放要求;通过二级生物滤池处理,使水中镉浓度达到国家《地表水环境质量标准》中二至三类水对镉的要求,锰的浓度达到了集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准的限值要求。

    在深度去除废水中镉、锰的实验中,我们采用锰氧化一级生物滤池对镉锰严重超标的水进行修复,使其可以满足国家《生活饮用水卫生标准》中对水中金属镉含量和锰含量的要求。

    实验研究了锰氧化细菌深度处理微污染水体中镉的机理,为锰氧化细菌深度去除微污染水体中其他重金属元素提供理论基础。有关专家评价,这项技术解决了环境污染锰和镉修复的难点,是地球化学—生物联合修复重金属污染技术上的一项重大突破。

    在土壤修复试验中,我们也采用了地球化学工程—生物技术——通过添加矿物和微生物,阻隔土壤中的铅、汞、砷进入生物链,使修复土壤上生长蔬菜中的三种重金属含量全部达到了《食品中污染物限量》标准,修复效果显著。

    值得一提的是,该技术对镉有显著的修复效果,对镉的修复率达到了38.71%,可有效降低重金属高污染区人体暴露的风险,为从根本上解决“镉米”等有毒农产品泛滥的社会问题提供了技术支持的可能。

    土壤教室

    中国主要土地污染类型

    中国的城市和农村都面临着十分严峻的土地污染问题,主要包括四大类:

    重金属污染场地。主要来自钢铁冶炼企业、尾矿,以及化工行业固体废弃物的堆存场,代表性的污染物包括砷、铅、镉、铬等。 

    持续性有机污染物污染场地。中国曾经生产和广泛使用过的杀虫剂类持续性有机污染物主要有滴滴涕、六氯苯、氯丹及灭蚁灵等,有些农药尽管已经禁用多年,但土壤中仍有残留。中国目前农药类持续性有机污染物场地较多。此外,还有其他持续性有机污染物污染场地,如含多氯联苯的电力设备的封存和拆解场地等。

    以有机污染为主的石油、化工、焦化等污染场地。污染物以有机溶剂类,如苯系物、卤代烃为代表。也常复合有其他污染物,如重金属等。

    电子废弃物污染场地等。粗放式的电子废弃物处置会对人群健康构成威胁。这类场地污染物以重金属和持续性有机污染物(主要是溴代阻燃剂和二噁英类剧毒物质)为主要污染特征。

    目前较为成熟的修复技术

    当前,修复技术中比较成熟或应用较多的技术有固化/稳定化技术、化学氧化/还原技术、异位热脱附技术、异位土壤洗脱技术、水泥窑协同处置技术、土壤植物修复技术、土壤阻隔填埋技术、生物堆技术等。

    植物修复和微生物修复

    植物修复是一种利用自然生长植物或遗传培育植物修复金属污染土壤的技术的总称,是解决环境中重金属污染问题的一个很有前景的方法,并已在全球得到了迅速的发展和应用。

    根据其作用过程和机理,重金属污染土壤的植物修复技术可分为3种类型:植物稳定、植物挥发、植物提取。

      土壤微生物包括与植物根部相关的自由微生物、共生根际细菌、菌根真菌,它们是根际生态区的完整组成部分。

    微生物在修复被重金属污染的土壤方面具有独特的作用,其抗重金属机制包括生物吸附、胞外沉淀、生物转化、生物累积和外排作用。通过这些作用,微生物可以降低土壤中重金属的毒性,改变根际微环境,吸附积累重金属,从而提高植物对重金属的吸收、挥发或固定效率。

    不过,目前大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室水平,实例研究还不多,无法大面积推广,对于微生物修复技术还需作更深入探索。(刘斯文)

    土壤修复的地球化学“魔法”

    肖序常

    肖序常,1929年10月出生,贵州安顺人。中国著名的构造地质学家。

    1952年毕业于北京大学地质系。同年赴甘肃白银厂641地质队工作。

    20世纪50年代后期,肖序常师从黄汲清。在黄汲清的指导下,参与《中国大地构造图》及《中国大地构造基本特征》一书的编著。60年代,在铬铁矿全国大会战的背景下,肖序常参加国家急需矿产铬铁矿的科研项目。70年代,板块构造学说由李春昱等引进中国,肖序常师从李春昱研究板块构造。与此同时,作为中法合作青藏高原科学考察的中方队长,引领了青藏高原地质学研究。80年代开始,肖序常先后任中国地质科学院地质研究所副所长、所长等职,进行多项国际合作交流,并先后赴法国南特大学及美国斯坦福大学地学系做短期访问学者及学术交流,获得国际地学界认同,曾任国际岩石圈委员会喜玛拉雅地区委员会(CC-1)副主席。

    1991年,肖序常当选为中国科学院学部委员(院士)。

    目前肖序常仍坚持在科研一线工作,并承担着国家重大科研项目的组织领导和业务指导。挂在肖序常心上的是对中国西部等地区短缺矿产——铬铁矿前景的评价及油气能源成藏地质背景,以及生油机理的研究,而这也是广大地质工作者的共同关注的问题。

    肖序常到过最高的海拔高度是6400米,这是他颇为自豪的一次野外经历。肖序常强调地质工作野外实际调查的重要性,按他的话“中国地质学家‘得地独厚’,应珍惜中国广袤、结构复杂多样的大地这一最好的天然实验室”,他也总是说,“做地质的,不跑野外,怎么行呢?深入野外是做地质的基本功,虽然很苦,但是苦中有乐。”60多年来,肖序常足迹踏遍了我国东南西北,直到耄耋之年,仍赴青藏高原。

    回顾肖序常的学术生涯,毕业之初,新成立的中国百废待兴,需要地质队员作为业务尖兵,奔向偏僻的角落为国家找矿,这个过程中,他与这个国家一起完成了成长。最重要的是,他始终能够站在更前沿的角度,接受世界地质学的信息和反馈,也让一个时代的世界地质学通过他来看中国地质学的发展。他的学生评价他说,有时他就像是一座桥,连接此岸和彼岸。

    少年出贵州

    也许只有时间才能告诉你事物的本来样子。就像1929年出生的肖序常、1919年出生的大姐肖序容、1928年出生的三姐肖序仪三位老人坐在你面前,你会发现,他们的容貌、说话神态,甚至他们的老年病,几乎都有共性。时间在这三位老人面前画了一个圈。

    1929年10月,肖序常出生于贵州省贵阳市南明区。出世前的11天,父亲肖灿牺牲于北伐战争中的湖南战场。母亲黄伯芬带着肖序常及其大姐肖序容、二哥肖序刚、三姐肖序仪回到距离贵阳100公里左右的家乡安顺。

    肖家在安顺当地曾经是一个大家族,肖家的入黔始祖于明末时期由湖南到贵州作为将军镇守边关,当地现有“将军坟”,每年清明等重大节日,肖家子孙会前往拜祭。而曾经的“将军邸”为了配合旧城改造,正被拆除,那处三进院子有着70多个房间,是肖序常度过了童年以及少年时光的地方。曾经这个大家族也其乐融融,现在离散于各地。

    肖家没落始于肖序常的祖父辈,肖序常父亲的英年离场,对那个家来说更是雪上加霜。

    好在母亲黄伯芬出生的家族也是安顺当地的大家族。其父黄志丞也就是肖序常的外公,是清末的举人,正当赴京考进士之际,清政府崩溃,举人制度瓦解,遂留在家乡。其伯父黄尧丞,也是肖序常的大外公,民国初在北京当议员,后返回贵州参与讨袁(世凯)、讨曹(锟)运动,并成为黔江中学落户安顺的推动者之一,这所学校也是肖序常后来就读的学校。其家族中还有一位有影响的重要人物,即“四八”烈士黄齐生,同为“四八”烈士的王若飞为其侄儿,他们分别是肖序常的远房外公和远房舅舅。

    这样的家族背景,让母亲黄伯芬作为女性可以去读书,并且顺利地读完了师范专业。这样的背景也让肖序常的童年与少年时光受益颇深。新、旧时代交替的年月里,黄伯芬当老师抚养子女。黄伯芬信奉“万般皆下品,唯有读书高”,回首往事,关于母亲黄伯芬给予的教诲,肖序常说:“母亲说过,可以不做大官,但一定要做大事。”

    长肖序常9岁的哥哥肖序刚如父般的引导和影响,让肖序常时刻希望能考进“名牌的进步大学”,先在贵州大学地质系读了一年书以后,1950年随大哥肖序刚从贵州到北京,并转考入北京大学地质系。

    自那以后,肖序常很少再回家乡。一共两次回家乡,第一次距离当初的离开有50年的跨度,第二次是2003年。用97岁大姐肖序容的话说,“走的时候,他还是学生,再回家乡,就是个科学家了”。

    风雨飘摇的年代里,姐弟四人的人生自分别后,逐渐分叉,每个人在随后的岁月里逐渐成长为独立的枝干。几十年过后往回望,个人际遇也自成系统,别有况味。

    肖序仪说:“我的弟弟老老实实,除了去野外爬山找矿作研究,就是天天在办公室,白天在办公室,晚上还在办公室,看书,读外国书、看中国书,研究他的地质,这是他的一辈子。”

    走出家乡的肖序常像那个年代的很多人一样,与新中国一起成长。通过地质与这个世界对话,产生联结,完成作为个人与国家、时代以及地质学的人生交代与使命。尽力满足国家建设与发展刚性需求的同时,与世界地质学保持了同步,在中国当代地质学史上留下了痕迹,完善了中国地质学的理论,也滋养了后人。

    为国家找矿

    今天看来,20世纪的中国对矿产资源的需求出现过两次高潮:第一次是在30年代,抗战前国民政府为建立自己的工业体系开展了矿产资源勘查工作;第二次是新中国成立后,由于西方国家的封锁,为建立新中国的工业体系,开展了大规模的矿产资源勘查开发工作。新中国工业体系初创时期的20世纪50年代到70年代,是中国矿产资源工业的黄金时代。

    肖序常于这个黄金时代里走出了自己的黄金时代。

    1952年8月,从重工业部中分设出来的地质部正式成立。也是这一年的8月,从北京大学地质系毕业的肖序常到达地质部直属的641地质队工作(甘肃白银厂),正式参加野外勘查工作。某种意义来讲,这是他职业生涯中的处女地。

    肖序常满腔热情地投入到新中国的找矿勘探工作中去。

    那时的大西北一片荒芜,各方面条件都极为艰苦,蔬菜、肉食极为匮乏,经常食用干菜或者咸菜,新鲜菜、肉很少见到;缺乏饮用水,饮水要从40~50公里以外的黄河运来,有一辆敞篷的大解放车资助地质队,因为所处的地方是大型硫化矿床,所以,矿区水硫酸根含量很高,饮后容易让人产生腹泻,长期饮用,则致使头发脱落;住宿不但没有像样的宿舍,还十分拥挤,地质、物探和测量等人员挤在60~70平方米的旧老君庙里。

    宋叔和等老同志的家都在南京,入冬年关,肖序常就对他们说,我们留下来,你们回家过年吧。但是后来年轻的地质人中,最终也就肖序常一个人留下来了。肖序常就带着两个工人在那儿填图,因为第二年要上钻,而没有大比例尺地质图就不能打钻,肖序常说:“所以要赶着把1:2000和1:5000的地质图填出来。只有打钻,才能搞清这个地方究竟有多少矿。”而那时候填图,也没有现在这些现代化的工具,肖序常他们就看望远镜测量。

    因为肖序常的坚持,在短时间内完成了矿区大比例尺地质填图,所以第二年初在矿区建立了小型岩矿鉴定分析室,短短数月内进行了岩矿鉴定、分析测试和综合研究等基础性研究工作,为1953~1954年白银厂含铜黄铁矿型大型铜矿床的顺利勘探,乃至尔后的开发,提供了确切的、有用的实际资料。

    肖序常和两名工人,三个年轻人守在一起过春节。快过年了,肖序常对两位工人说:“我们去县城把头发剪一剪吧。”

    坐在车里走了好长时间,终于到了距离白银100多公里的兰州市,坐在理发店里。一批两批三批,排在他们后面的人都剪完头发走了,还没给他们剪。肖序常就问那个老板怎么回事?老板说:“你们忙什么?你们不是刚放出来的吗?”

    理发店老板认为肖序常等三人是劳改队的。这让肖序常和工友们很生气。生气以后,也带来思考,反思自己的形象到底是哪里出了问题。但是自然环境那么恶劣,怎样去注意自己的形象?

    1954年3月,肖序常被地质部调回北京,4月在地质部地矿司有色金属处任职。

    1952年中旬至1954年3月,甘肃白银厂工作期间,肖序常工作认真、努力,升任工区组、外围填图组组长;与第一任夫人周天厚建立了恋爱关系。后,两人于北京结婚,育有两女。

    如今,白银厂早已是“白银市”,是新中国唯一一座以有色金属命名的地级市,因为找到了丰富的矿产,也被称为“铜城”,对于肖序常来说,那是他地质人生启航的地方。

    后来,肖序常又去了新疆、内蒙古、西藏等地方,每次出发与奔赴,都是因为国家的需要。

    他在这样的宏观背景里,不温不火地走着自己的道路,完成个人成长与国家使命之间的平衡。

    师承黄李

    也因为在白银厂时的表现和能力,1957年,28岁的肖序常迎来人生另一个大的转折,跟随黄汲清当学术助手。直到黄汲清年龄大了,肖序常当了接班人,再然后,肖序常也培养自己的学生。传帮带就这样走了下来。

    当黄汲清的助手,用肖序常的话说,某种意义上是转行了,因为他曾经是找矿的,而黄汲清是做地质(大地构造)的,但黄汲清的严谨治学精神对其有着深刻的影响。

    在黄汲清的指导下,肖序常参与了《中国大地构造图》及《中国大地构造基本特征》一书的编著。书中系统、详细地划分了中国大地构造的构造单元并论述了各构造单元的特征及其演化,总结了中国大地构造演化的旋回性,以及印支运动与燕山运动在中国大地构造演化过程中的重要性。对区域地质调查、普查找矿及某些重大基础地质问题的研究,均具有重要的指导意义。

    60年代,肖序常参加国家急需矿产铬铁矿的科研项目。在项目实施过程中,他结合中国实际情况,编著了《含铬基性、超基性岩地质构造特征》一书,从大地构造分析出发,对世界(国外为主)主要含铬基性、超基性岩的地质构造特征作了总结,对不同地质时期、不同大地构造阶段含铬基性、超基性岩产出特征、铬铁矿成因规律、赋存状态及找矿标志作了较详细的论述,铬铁矿一直是国家急缺矿产,此书是查阅了大量世界重要铬铁矿特征,并结合中国地质实际情况完成的著作,为铬铁矿战略部署及普查找矿等提供了较重要的科学依据。

    经历过“文化大革命”的人,都知道那不是一个能够安心工作的年代。也许肖序常自认为的“出身不好”恰恰成了能够保护他的原因。因为“出身不好”,所以他为人处事谨慎、小心、温顺,淡名薄利,很少有纷争,由此有了好人缘,让他在“文革”期间并没有受到太多冲击。

    十年里,虽然没有非常固定的任务,但是也有“抓革命,促生产”时需要进行的野外考察,业余时就多读书,此时因大哥肖序刚“一定要学好外语”的教诲而有的很好的英语基础,再次让肖序常的人生又有了新的机遇。中国很多学术因“文化大革命”而停滞不前,但是国际上在发展,他坚持听国际广播,看外文书,所以在那样的背景下,虽然行动上有所禁锢,但是思想领域,他一直与国际同步。

    20世纪70年代初,被誉为划时代地学革命的板块构造学说兴起,肖序常结合中国古造山带对板块构造“登陆”重要的依据——蛇绿岩、高压变质带及其大地构造意义以及有关成矿作用等,在《祁连山古蛇绿岩带的地质构造意义》(1978,地质学报),《藏南日喀则蛇绿岩及有关的大地构造问题》(1980,中法喜玛拉雅考察成果论文集),《喜玛拉雅岩石圈构造演化总论》(专著,1988)等论著中作了详细阐述。

    李春昱是国内较早接受并引入板块构造学说的地质学家,20世纪70年代肖序常开始跟随他从事中国板块构造的研究工作。这时候,板块构造学说引起了众多年轻人的兴趣,与此同时,高考制度恢复,70年代末期,肖序常开始带学生,那时候肖序常还没有招收研究生的资格,很多年轻人是奔着李春昱来的,李春昱年纪大了,肖序常就带学生一起跑野外。

    由此,肖序常挂在嘴边的有一个词:教学相长。他说,学生和老师一起成长,相互促进。肖序常带的第一批学生中的高延林,也认为与肖序常的关系“亦师亦友”。

    肖序常先后培养硕士生7名,博士生5名,如今他们已经在各自领域作出了成绩,成为佼佼者,其中高俊36岁就担任国家“973”计划项目首席科学家,2人获得国家杰出青年基金,1人获得国家优秀青年基金资助。

    学生就像肖序常的一面镜子。

    他们如同肖序常曾经的那样,常年奋斗在西藏、新疆。那是中国最荒凉、苍茫的地方,也是国际地学界关注的中国焦点。

    这支从黄汲清、李春昱传承走来的学术体系,在中国偌大的科研发展系统里,也算是行风稳健、作风清白。学生数量不多,科研成果却是显赫。

    1991年,肖序常被选为中国科学院学部委员。多年来,肖序常曾获全国科学大会奖,省、部级一等奖1项、二等奖2项,李四光地质科学奖,何梁何利奖等。

    总在前沿

    20世纪60年代后期到现在,肖序常一直参与青藏高原及新疆的野外地质工作。

    1979年的秋天,美国加利福尼亚理工学院地质地球物理系C·艾伦教授为团长、纽约州大学地质科学和环境研究系吴大铭教授为副团长的、由著名地质学家和地球物理学家组成的板块构造代表团一行十人抵达中国,他们的主要目的地是中国的西藏。

    因为肖序常的“三会”,即会英语、俄语、德语,肖序常作为中方代表人物带领与陪同。

    1980年年初,庆祝国际地质大会成立100周年暨第26届国际地质大会在巴黎召开,肖序常参与完成的《中国特提斯蛇绿岩及其构造意义》被选为中方三篇大会发言之一,当时正值中国科技界开放不久,论文宣读引起与会地质学家的高度关注。

    同样的时间里,中国地质界开始了大规模的中法合作,肖序常主持中法“喜马拉雅地质构造与岩石圈的形成和演化”合作研究项目,这是多学科喜马拉雅地学考察,历时三年,肖序常作为中方队长(法方负责人先后是Prost和C.J.Alleger教授等),多次深入青藏高原进行野外地质综合考察。

    此为新中国成立后中国地质向世界打开大门的标志性事件。肖序常由此迈进世界地学的大门,获得国际地学界的认同。

    20世纪80年代后期,肖序常先后在内蒙古、新疆以及青藏等地区进行地质科研工作,负责“305”项目中有关北疆地质构造演化项目(含中美北疆地质构造演化及油气地质背景研究)、IGCP-283项目及有关青藏高原构造演化等重大的国内、国际合作项目。

    20世纪90年代,正值中国地质行业发展的低谷期。1996年在北京召开的第30届国际地质大会,无疑是给中国地质工作者打了一剂强心针。时任中国国家主席的江泽民和时任国务院总理李鹏在会议期间接见了中外知名地质学家。肖序常为中国地质科学院代表团副团长,在大会上作了“青藏高原构造演化和隆升机制”的主题发言,大会共计4个主题发言,其中两个中方发言。

    “九五”期间,肖序常负责青藏高原西北缘岩石圈结构、构造演化多学科的探测研究项目,根据深地震反射探测和岩石学及地球化学等综合研究,对当前流行的青藏高原形成、隆升的“双俯冲”模式提出质疑:提出青藏高原西北缘后期(中、上新世后以来)的隆升是由于“岩石圈双向水平挤压”和“拆沉作用”引发的新认识和模式。并与同行一起首次在西昆仑康西瓦断裂带等地新生代火山岩中发现幔源包体和巨晶,为青藏高原西北缘岩石圈三堆结构、演化的研究提供了重要信息。

    目前挂在肖序常心上的是对西部等地区短缺矿——铬铁矿前景的评价及油气能源成藏地质背景,以及生油机理的深入研究……这也是广大地质工作者的共同关注的问题。

    用学生高延林的话说,“肖先生在学术上总是有很前沿的精神。他始终是一个弄潮儿”。对于地质的热爱,也让历经中国政治与经济浪潮的肖序常能够“任周边潮起潮落,我自岿然不动”。对于学生及后辈而言,这已成为一种精神的象征,“就像是一个平静的港湾”。

    因为肖序常所关注的恰都是世界地质学所关注的领域,比如青藏高原,比如无机生油机理,肖序常能很快地接收到这些前沿信息反馈出来的能量,并结合中国实际情况作出自己的评价和论证。这些再成为营养,滋养中国地质学人士,而他就像烟火的点燃者,烟火美丽芬芳自由燃放,他又去寻另一方向。

    这也许是众人称道他“淡泊名利、谦逊”的原因。某种意义上,似乎也回应了母亲当年的教诲:不一定要做官,但得做大事。

    1929年出生的肖序常,身体并不硬朗,2015年因为学生翟庆国的及时发现,他被送进医院,诊断为“脑血栓”。他的记忆力也出现了很大的衰退,他偶尔自嘲为“痴呆症”。

    但是这所有的一切,不影响他再去地质的海洋里抓捕跑在最前端的信息,如“无机生油”、石墨烯等,他说:“我们应该开辟新的方向,对传统的科学理论要有勇气和能力去质疑。”

    中国工程院院士多吉说:“80多岁的先生还这样关注前沿信息,并且尝试找出案例、提出论证,其实对于功成名就的人来说,这是有风险的。这件事情最大的益处是丰富科学认知,让后来的年轻人看到榜样、拥有平台。”

    也许只有如此,方能如肖序常所说,“科学才能进步”。

    (作者单位:中国地质调查局中国地质科学院地质研究所)

    ①上世纪60年代,肖序常(左一)与黄汲清一起讨论地质问题。

    ②1980年,肖序常(右一)与法国地质学家在西藏野外考察。

    ③1982年,肖序常(前排左一)与李春昱及研究生合影。

    ④2009年,肖序常(左三)在西藏野外考察。

     

    山高水远,你在路上

    即便已近90岁,医生叮嘱走路须持拐杖,但是肖序常依然每天都要去办公室。虽然家距离办公室并没有那么远,但是对于一个腿脚并不便利的老人来说,也需要走20分钟左右。

    肖序常的家在一幢老建筑楼的二层,没有电梯,好在到了中国地质科学院以后,可以坐上电梯,下了电梯,再走到自己在三楼的办公室。

    这个年龄,这样的身体,也许在办公室,并不一定有什么效率和产出,但是在不能去野外的情况下,在去办公室成为习惯的过程中,每天都在办公室里,也成为了一种寄托。就像他在办公室里总是会对学生或者其他晚辈说的那样:“做地质的,不去野外怎么行?”反映在此时的肖序常身上就是,怎么能不去办公室呢?那里有他多年地质工作的成果和痕迹:摊开的地质图、地质图上的放大镜,办公桌上那一摞摞的书等等。

    每次见,都像是第一次见。一样的事情再说一遍,就好像是按下了重说键。

    每次的情绪起伏点也一样,比如说哥哥肖序刚对其好以及不好的影响、去甘肃白银厂初涉为国找矿虽然艰苦但苦中有乐的自豪感、中法合作中美合作期间带队去国际地学界都关注的西藏时的见闻、铬铁矿寻找的担忧,以及蛇绿岩与无机生油之间关联论证的焦虑等等。如果说人的生命是一条直线,这些明显就是那条直线上隆起的各个部分。

    正是它们一起组成、构建了属于肖序常特有的一生。因为年龄,已有严重衰退或者受到严重损伤的记忆力里,它们就像是海洋里的石头,硬硬的,一直都在。

    肖序常会觉得他的学术生涯似乎是一个圆,因为到最后他的兴趣点又回到了他学术刚启程时的起点,都与油气有关。他实习是在玉门油田,历时5个月,还写了学术生涯中的第一篇论文,现在他最挂心的是蛇绿岩与石油之间的关联,他认为自然界中“费托效应”是存在的。

    使肖序常思想转变的是,上世纪90年代初在美国新墨西哥州召开的“国际大陆科学钻探”大会。会议期间,肖序常获悉前苏联乌克兰顿湟茨盆地前寒武纪结晶基地(深3000~4000米)花岗质岩石、角闪岩以及外喀尔巴阡山等火山岩中发现了较大油气田;对此,他与前苏联与会地学家就前寒武纪微体古生物及深部“排气作用(The Outgassing Function of the Earth)”以及非沉积地层(火成岩)成藏等进行了讨论,深受启发。

    鉴于油气需求量日益增长,肖序常认为应该尽快有权威论证出来。

    肖序常有一个手写的笔记本,它每天都摊开在他的办公桌上。肖序常说他希望能快点把相关的文章写出来,科学就要走出曾经成果的禁锢,勇于开拓新的方向。“最重要的是,天上飞的,地下跑的,以及水上航行的,没有油气怎么行?一个国家的发展没有油气,主要靠进口,怎么行?”

    2003年,肖序常获何梁何利基金会科学与技术进步奖之地球科学奖,奖金20万元。肖序常曾设想将所获奖金拿出来成立专项基金,以资助青年学子做科研,种种原因,设想未能实现。此为肖序常至今认为是遗憾的事情。

    类似想法在肖序常这里并不突兀。

    改革开放初期,因为“三会”,即会英语、俄语、德语,肖序常有各种去国外讲学、交流的机会。那时去国外的硬件,比如说大衣、皮箱等,都是单位暂借给他,但国外的讲学报酬,回国后他就捐了。

    女儿肖芹回忆说:“也许是钱的数额太大了,因为可以买一辆小汽车了。”时间进入21世纪,肖芹希望父亲能帮她凑一笔钱买一辆汽车,“发了工资就还”,虽然数目并不大,但是肖序常拿不出来。

    女婿张洪涛被肖序常认为“非常优秀,比我优秀”。一定意义上如同岳父对他的欣赏一样,张洪涛也一样敬重自己的岳父,“他是一个大科学家,大才子”,但是“他不是一个称职的父亲”。

    两个女儿的学习、工作等,肖序常没有很好地参与,更不要说扶助。张洪涛说:“可能对他来说,家庭生活可有可无。他这一辈子,就是做科学、做业务。”

    就像是一面鲜明的旗帜,爱国、爱人民曾经引导着老一辈人进行各种精神追求。要热爱、要奉献、要忍让、要吃亏、要大度等,也由此成为老一辈人的人生哲学。只是这样的旗帜,在互联网时代,在市场经济、消费主义盛行的今天,似乎正在被淡忘,而这样的精神追求和人生哲学,甚至被认为不合时宜。

    也或者说,在当下这个时代,人们并不知道怎样可以像肖序常那辈人那样,“即使遭遇种种,依然执着与热爱,且无怨无悔。”

    也如高延林参照老师一生的事迹,于某个夜晚思考时,问自己的一句话:“我做到了吗?谁做到了?”

    《中国科学报》 (2017-12-04 第8版 印刻)

    肖序常:山高水远路多花