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    中国地质调查局2017年科普工作总结交流会 于12月13日~15日在重庆召开。会议集中梳理了2017年地质调查科普工作的进展和成果,讨论谋划了2018年中国地调局重点科普工作,并通过总结与交流,初步形成了地质调查科普工作体系。

    中国地质调查局科技外事部副主任刘凤山、文献中心(局科普办)主任刘延明、文献中心副主任单昌昊,以及局属29家单位负责科普工作的相关人员参加了会议。

    会议现场

    刘凤山表示,2017年,中国地质调查局及局属各单位深入贯彻落实全国科技创新大会、国土资源科技创新大会、中国地质调查科技创新大会有关精神,共同推进科普工作,明确了局属单位重点工作中的科普目标任务,并对全局项目的科普工作进行了总体部署。通过广泛开展有关活动,地质调查科普工作有力推进了“三深一土”国土资源科技创新战略、地质调查“七大科技攻坚战”的实施,助力了地质科技创新基地的建设与发展。

    会上,局科外部全面介绍了《中国地质调查局科学技术普及规划(2017~2020年)》,并进一步征求了与会代表的意见建议。

    刘延明表示,在局科外部的指导下,局科普办完成了系列科普产品的顶层设计与统筹协调。总体看来,2017年地质调查科普工作的力度和效果都较以往有了较大提高:地调科普手段不断创新、成果大量涌现、传播渠道逐渐拓宽,有力支撑了地质调查科技工作。

    据介绍,围绕中国地质调查局重点工作,2017年地调科普工作实施了对海域天然气水合物、大洋科考船、地质云等一批重大成果的科普产品的策划和宣传,并通过举办讲座、展览、实验室开放等300多场科普活动,组织千余名地质科技人员参与到具体工作中,科普直接受众人群超过20万人;此外,建设了地质调查科普网站、微信公众号,利用《国土资源科普与文化》杂志、《中国矿业报》科普专栏进行了地调科技成果广泛宣传,举办了“保护地球 精彩地质”科普作品大赛等,地调科普产品和活动受到关注与好评。全年有近20家社会及行业主流媒体对地质调查科普产品、活动进行了广泛宣传报道,扩大了中国地调局的社会影响力,取得了良好的宣传效果。

     

    中国地质调查局2017年科普工作总结交流会召开

    为扎实推进“一带一路”倡议,落实中国地质调查局与马达加斯加矿业与石油部、中国地质调查局与中国地质大学(北京)和马达加斯塔纳那礼佛大学签订的双边、多边合作谅解备忘录内容,地调局沈阳地调中心在地调局科外部的部署、指导和大力支持下,自2012年起,与马达加斯加矿业与石油部、塔纳那礼佛大学、中国地质大学(北京)等单位合作,历时5年,完成马达加斯加全岛低密度地球化学填图样品采集工作。

    马达加斯加国土面积近60万km2,矿产资源丰富,地球化学景观复杂,但基础地质工作薄弱,没有开展系统的地球化学填图工作。中马合作项目组发扬新时期地质工作者“三光荣”精神,克服人员不足、当地生活条件落后、交通不便和治安混乱等困难,与马达加斯加的地质人员一起,顺利完成低密度地球化学填图样品采集工作,共采集样品5745件,考察典型矿床50余处,完成路线地质调查2000余千米。通过项目合作,为马达加斯加石油与矿业部、塔纳那礼佛大学等地学机构培训地质人员和研究生数十名。

    项目野外样品采集、加工严格执行国家相关标准规范,并采用GPS航迹、野外景观照相、样品取样拍摄等同步录取,保证了野外样品采集的点位准确、介质真实有效和加工流程的合理无污染。项目组将对样品开展71种元素分析测试工作。

    项目成果将首次展示马达加斯加全岛71种元素地球化学分布特征,这将为研究全岛基础地质、构造演化、环境评估、矿产资源潜力评价和农业规划等提供基础大量信息支撑。

     

    沈阳地调中心圆满完成马达加斯加全境低密度地球化学...

    5月17日,在局科外部的安排下,利用“上海合作组织矿产资源勘查技术培训班”培训平台,中国地质调查局青岛海洋地质研究所科研人员与伊朗地调局副局长Mohammed Reza Hezareh先生进行了会谈。

    青岛海洋所副总工程师李军介绍了该所的海洋地质调查能力,Hezareh副局长介绍了伊朗的地质概况及海洋地质调查能力,双方围绕天然气水合物成藏系统与环境效应、近年来国际水合物研究进展、印度洋构造地质问题等科学问题进行了讨论。双方就开展阿曼湾海洋地质合作进行了深入交流并交换了意见,Hezareh副局长非常赞同我方提出的合作计划并希望尽快签署,他表示回国后将积极推动双方的海洋合作。

    据悉,本次会谈一方面将为青岛海洋所环印度洋项目的顺利实施奠定良好基础,另一方面可以大大拓展该所水合物勘探活动范围,推进国际海底区域天然气水合物研究工作。也对推动青岛海洋地质研究所与“一带一路”沿线国家开展国际地质合作、响应“一带一路”倡议有积极意义。

     

    青岛海洋所与伊朗地调局就海洋地质合作展开会晤

    近日,由商务部主办,国土资源部、中国地质调查局主管,中国地质调查局发展研究中心(全国地质资料馆)承办的“2015年巴基斯坦地质矿产调查与管理研修班”,在北京西郊宾馆举办结业典礼。

    中国国土资源部科技与国际合作司文波副巡视员、中国地质调查局科技外事部刘大文处长、地调局发展中心蔡纲副主任出席了结业典礼。结业典礼由地调局发展中心向运川副总工程师主持。文波副巡视员、蔡纲副主任与学员代表利雅卡·特卡沙尼(Liaquat Kashani)先生分别在典礼上致辞。

    文波副巡视员首先对参加本次研修班29位学员顺利结业表示热烈的祝贺,并指出此次培训班的圆满成功,正是中巴之间“好朋友、好邻居、好伙伴、好兄弟”友谊的真实写照,也是中巴在地学领域开展的又一次务实合作;希望中巴双方通过系统、深入的业务交流,进一步夯实合作基础,在地学研究、矿产资源调查评价与勘查开发以及矿业投资领域开展更加务实的合作。

    蔡纲副主任在发言中指出,通过中方的精心安排,各位学员已经对中国的基本国情、地质调查工作、矿产勘查和矿政管理工作、对中国悠久的历史文化有了一定程度的了解,并体会了中国人民的盛情和好客。中国地质调查局发展研究中心将继续按照商务部援外司、商务部国际商务官员研修学院、国土资源部科技与合作司和地调局科外部的要求,加强援外研修班的后续效果跟踪与评价,让研修班更加务实、高效、成功、圆满。

    利雅卡·特卡沙尼在发言中首先代表学员向中国国土资源部、地调局发展中心表示衷心的感谢。他说道,中国人友善的待客之道远远超出了他们的想象,这再次证明了中巴“比山高,比海深,比蜜甜”的深厚友谊。

    在华培训期间,地调局发展中心邀请20多位中国知名或杰出的地质矿产管理官员及专家为学员授课,系统介绍了中国在地质调查与勘查技术、采矿与选冶技术、矿政管理等方面的经验;组织学员考察了地调局西安中心、中科院物化探所、地调局航遥中心等单位和我国最大的镍钴铂族金属生产企业—金川集团公司;参加了 2015中国国际矿业大会,设置了巴基斯坦石油与自然资源部展厅并在大会相关论坛做了专题报告,积极宣传介绍了本国矿业投资政策,促进了矿业管理和政策的对话交流。

    通过上述内容丰富的学习和参访,学员在短时间内对中国地质调查方法技术有了较深入的了解,对中国矿业开发的先进技术手段、现代化管理和矿山环境治理的成就有了较充分的了解,取得了满意的培训效果,达到了商务部援外人力资源培训的目的。 

     

     

    2015年巴基斯坦地质矿产调查与管理研修班举办结业典...

    随着科技创新对经济、社会的影响越来越大,人们对科学普及的需求也在不断提高。近年来,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所积极推进《中国地质调查局科学技术普及规划(2017-2020年)》,以青少年素质教育的重大需求为导向,立足科技创新成果,加强海洋地质科普能力建设,打造了一支金字塔式的科普团队,创新推出海洋地质研学“精品课程”,实现了科学传播和成果转化双丰收。此外,该所还入选多领域国家级科普和研学基地,科普工作得到了自然资源部、科技部、教育部等国家部委的充分肯定。

    聚集资源夯实基础

    青岛海洋所依托海洋地质调查研究项目,大力加强科普能力建设,不断积累科普资源,为开展优质科普服务奠定了坚实基础。

    一是基础设施齐全。青岛海洋所拥有近5000平方米的科普活动场所,包海洋地质科技馆、海洋地质样品库、天然气水合物实验室、研学专用教室,配备十余台套教学实验设备,以及移动科普平台“海洋地质九号”和“业治铮”科考船。利用这些条件,该所能充分展示“外业调查-地质样品保存-室内分析和模拟实验-综合研究”的海洋自然资源调查研究工作全链条,集中展现海洋地质学科特色和最新科研成果。

    二是人力资源齐备。青岛海洋所以地质调查项目科普任务为抓手,打造了一支以工程首席为科普首席专家、研究员为科普资深专家、优秀青年科学家为科普骨干、研究生为科普志愿者的近50人的金字塔式科普人才梯队,已培养出自然资源部首席科学传播专家3人、中国地调局优秀科普传播青年1人、青岛知名科普讲师10余人,组建了海洋地质科普品牌的支撑团队。

    三是产品丰富。该所已完成科普报告48个、科普文章31篇、科普专著2部、电子科普游戏1个、科普视频和电视科普专题片16部、科技馆和科考船网上全景影像2部、科普虚拟现实VR系统1套、研学实践课程8个,为海洋地质科普品牌建设打下坚实的基础。

    四是平台高。青岛海洋所先后获批国家国土资源科普基地、全国海洋科普教育基地、全国中小学生研学实践教育基地等3个国家级科普和研学基地,成为我国海洋地质科普的核心力量。

    参观“海洋地质九号”

    注重特色创立品牌

    青岛海洋所高级别的科普平台、特色的研学课程、丰富的科普活动、优质的科普服务,受到了青岛市乃至国内外观众的青睐,显著提升了中国地调局科普工作在国内和国际上的影响力。

    一是立足青岛,发挥专业特色,服务青少年教育。

    将科普工作融入青岛市海洋教育,多项研学课程入选学校教学用书。倡议并推动成立青岛海洋科普联盟,建立与地方政府及中小学校科普需求对接机制,率先启动适合中、小学生的海洋实验课程。7项海洋地质研学课程入选市南区《基础教育海洋特色课程》教学用书,将海洋地质科学知识和重大成果写入课本。

    以服务青岛青少年教育为示范,获批国家级科普项目。以突出的科普成果赢得地方政府支持,获得市南区科普专项经费100万元,用于建设满足青少年海洋研学需求的重点实验基地。在此基础上,向教育部申报的全国中小学生研学实践教育基地成功获批,每年获得30万元稳定的经费支持;向中国科协申报的学术资源科普化研究示范项目获得20万元经费支持,将科普工作提升至国家层面。

    二是面向全国,走出去、请进来,服务国家战略。

    依托大型科普主题活动,面向全国普及海洋地质科学知识。坚持“科技强国、科普惠民”宗旨,在世界地球日、全国科普日、全国海洋日等活动期间,在湖北、山西、河北、江西、北京等地举办海洋地质专题科普展,将海洋地质科普知识带入内陆地区,活动受到中国科协表扬。全国科技周期间,参加科技部“科技列车甘肃行”活动,5天内为定西市四县的6所学校2000多名学生宣讲8场科普报告,得到当地政府和学校的高度评价。在青岛、深圳等地多次举办“海洋地质九号”船科普开放日活动,接待2000多名市民参观。

    以科普扶贫为抓手,联合多方力量开展研学实践教育。贯彻“扶贫先扶智”理念,在部扶贫办和局科外部的指导下,牵头联合青岛市13所科研及科普机构,举办“弘扬李四光精神 探索海洋奥秘”主题研学实践教育活动,组织来自江西革命老区赣县五云镇和青岛市的共20名小学生参加为期一周的研学活动,让山那边的孩子和海这边孩子互相陪伴,共同体验“认识青岛”“海洋地质”“海洋生物”“海洋环境”“海洋探测”“海洋权益”六大课程。活动受到中央和地方媒体的高度关注,为局市合作开展科普扶贫综合实践提供了优秀案例,有效服务了国家脱贫攻坚战略。

    三是走向国际,引进结合输出,展示大国风范。

    科普引智,成功探索科普国际化。举办青岛市首次国际“船岸互动”科普活动,组织高中生与“决心号”大洋钻探船上的科学家成功连线。邀请欧洲科学院院士、美国地调局专家Walter Mooney教授,中国政府友谊奖获得者、路易斯安那州立大学Edward Laws教授,新加坡国立大学Praveen Linga教授等国际著名专家走进青岛高中开展科普讲座。

    成果输出,科普服务大国外交。依托科技创新成果和特色研学课程,先后组织开展韩国培明中学师生“解密可燃冰”专题研学、发展中国家地学团组海洋地质专题研学等活动,接待东盟国家、CCOP等组织的官员参观科普基地。通过面向国际的科普活动,宣传地质调查重大成果,展现中国大国风范和科学家风采,有效服务“一带一路”建设。

    四是加大推广,树品牌推产品,实现成果转化。

    将重大科技创新成果与科普宣传相结合,打造品牌形象。与中国科协青少年科技中心、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、中科院科学传播局、中央网络影视中心等合作,制作“问海夏令营——我是海洋科学演说家”之“冰火战队”科普电视真人秀、“青岛海滨神奇的红色石头”“走进海地所探访可燃冰”等电视科普专题产品。多位科学家登上科普中国“科技前沿大师谈”、中国科协科普大讲堂等舞台,受众广泛。创建“业治铮海洋地质科普讲堂”品牌,每年报告几十场。多项科普作品获局科普大赛表彰,科普专著《可燃冰知识100问》入选自然资源部优秀科普图书,树立了青岛海洋所海洋地质学科普品牌形象,扩大了影响。

    坚持科普“公益先行,市场跟进”原则,践行公益科普任务的同时注重科技成果转化。创新研发的“海洋地质科普虚拟现实VR2.0系统”拥有丰富立体的场景、沉浸式的体验、一体化的设计、新颖的教学模式等特点,受到市场高度关注,获国家发明专利和软件著作权证书,注册了商标,已通过专利实施许可的方式实现成果转化,取得了经济效益。

    体验海洋地质虚拟现实VR2.0

    勠力创新绘就蓝图

    俗话说,温故而知新。经过梳理和分析,青岛海洋所总结出了科普工作的四大经验与启示,对未来的发展方向也有了新的探索。

    首先,领导重视与顶层设计是发展关键。局党组指导制定的《中国地质调查局科学技术普及规划(2017-2020)》是我国地学领域的首个科普规划,为科普工作提供了方向遵循。地调项目绩效目标中设定科普任务极大提升了科技人员的科普意识,为科普工作奠定了坚实的业务基础。所领导的高度重视和积极参与树立了榜样,为科普工作创造了良好氛围。

    其次,精准对接与产品服务是发展路径。积极建立与地方的合作关系是科普工作可持续与高质量发展的助燃剂。主动对接地方政府和学校科普需求,根据现代青少年发展的核心素养和素质教育特点开发科普产品,是科普服务精准落地的重要路径。

    第三,业务融合与资源整合是重要方法。紧密结合科学普及与地调科研业务,充分利用人才团队、国际合作、成果转化、科考船和实验室等创新平台资源,联通科技创新和科学普及两翼,为创新发展提供动力。充分发挥科普基地兼具区-市-省、局-部-国家等各级平台的优势,深化“政产学研用”渠道,提升科普工作能力与成效。

    最后,信息化与智能化是创新手段。通过加强VR、AR、AI等现代化信息技术在学术资源科普化研究中的应用,研发创新型海洋地质科普产品,建设线上科普场馆,开设科普融媒体平台等手段,优化科普传播方式,扩大科普受众面,提高科普工作效率,实现科普工作创新发展。

    对于如何突破已取得的成绩,让海洋地质科普产生更深远的影响,青岛海洋所有自己的规划——

    该所将在部、局领导下,加强能力建设,筑牢根基,践行国家级科普基地责任,积极谋划并实施面向国内、国际的大型科普活动,创新科普工作理念与方式,做海洋地质科普领域的引领者。

    同时,他们计划与青岛市自然资源与规划局、蓝谷管理局等单位合作,推进青岛市城市地质调查成果科普化进程,联合筹建青岛市城市地质科普展厅、海洋地质科普展厅,将地质工作服务地方经济社会发展辐射延伸到科普领域。

    在科普产品应用方面,该所依托海洋地质虚拟现实科普系统,完成研学课程的系统化、结构化和信息化升级;与青岛市中小学合作,联合建设海洋地质科普虚拟现实教学示范点,推广沉浸式体验与动手实践相结合的特色研学课程,丰富科学普及形式和教学模式。

    该所还积极鼓励科普领域的发明创造,加强科普知识产权申请与保护;积极扩展服务范围,向博物馆、研学机构推介海洋地质虚拟现实科普系统、研学课程等拥有自主知识产权的科普产品,利用好科技成果转化政策,争取更大的科普产品科技成果转化收益,从而反哺科普工作,不断提升科普研究水平。

     

    做海洋地质科普领航者

    7月6日,陈明团队在湖南湘潭进行镉铅锌铜汞污染场地修复前调查

    2014年,在福建德化做Hg污染土壤修复的盆栽实验

    2015年,与同事和研究生在湖南湘潭做重金属污染土壤电动修复技术试验

     

    6月27日,十二届全国人大常委会第二十八次会议分组审议了《中华人民共和国土壤污染防治法(草案)》。作为我国国家层面制定的第一部土壤污染防治领域的单行法,草案对农用地和建设用地土壤污染的风险管控和修复分别作出规定。面对国家针对土壤污染的高度关注,国土资源部长期从事污染土壤修复的专家怎么看?日前,记者走访了中国地质科学院矿产资源研究所陈明研究员。

    《土壤污染防治法》呼之欲出,土壤修复产业再迎利好

    经过雨水连日的洗涤,北京恢复了阳光灿烂的夏季“日常”。看上去,陈明的心情也很晴朗,他说,比起手中多个土壤修复项目进展顺利,更让他高兴的是国家对土壤污染高度关注的“大气候”。

    他告诉记者,自己曾多次参加土壤污染防治法立法讨论会。《土壤污染防治法》反映了预防为主、保护优先、分类管理、风险管控、污染担责、公众参与等土壤污染防治的原则,它的及时出台,对防治土壤污染将有巨大的推动作用。草案明确国家每10年组织一次土壤环境状况普查,并实行土壤污染状况监测制度。同时,建立土壤污染防治基金制度,设立中央和省级土壤污染防治基金,鼓励企业以市场运作方式参与土壤污染防治。“就土壤污染修复市场而言,这无疑是继‘土十条’之后,在本行业最振奋人心的国家政策。”

    被公众称为“土十条”的《土壤污染防治行动计划》要求,到2020年,初步遏制土壤污染加重趋势,保持土壤环境质量总体稳定,农用地和建设用地土壤安全得到基本保障,土壤环境风险得到基本管控;受污染耕地和污染地块安全利用率均达到90%或以上。到2030年,土壤质量要稳中向好,农用地和建设用地土壤安全有效保障,土壤环境风险得到全面管控;受污染耕地和污染地块安全利用率均达到95%以上。到本世纪2050年左右,土壤环境质量全面改善,生态系统实现良性循环。

    “目标明确,难度很大,完善立法显然是关键的一步。”陈明说,我国的土壤污染整体上分成耕地污染、场地污染和矿山污染3大类,实际工作中还会涉及到固废、淤泥和河湖底泥等。对农用地而言,可按污染程度和相关标准划为3个类别:未污染和轻微污染的划为优先保护类,轻度和中度污染的划为安全利用类,重度污染的划为严格管控类。

    《土壤污染防治法(草案)》细化了农用地分类管理制度,规定“安全利用类”耕地集中区应定期开展耕地土壤和农产品协同监测;对于“严格管控类”农用地,将依法划定特定农产品禁止生产区;对于建设用地,将建立土壤污染风险管控和修复名录制度,列入名录的污染地块,不得批准其作为住宅、公共管理与公共服务等用地。同时,草案还禁止在居民区和学校、医院、疗养院、养老院等单位周边新建或者扩建可能造成土地污染的建设项目。

    “农用地严格管控、分类利用,污染地块不得作为住宅用地,这些都大大激发了土壤修复市场的活力。土壤修复产业即将迎来一个新的快速发展期。”他告诉记者,我国约有4200万亩轻度污染和2800万亩中度污染耕地,属于安全利用类。纵观国内外耕地修复,真正见效快而且一次修复效果能够持续数年的耕地修复技术其最低成本也在3~5万元/亩,而且视土壤类型和污染物种类而差异巨大。因此,仅安全利用类耕地修复一项,预计市场空间至少有2.1万亿元人民币。“此外,还有约2000万亩属于重度污染的严格管控类耕地,同样需要不同形式的处理和修复,相关市场空间应该大于前者。”

    陈明说,按照最保守的估计,我国至少有污染场地50万个,修复成本为1000万元至数十亿元每个不等,估计平均修复成本约为5000万元,市场空间约为25万亿元。另外,我国有不同规模的污染矿山约6万座,绝大部分存在生态破坏和重金属污染问题,面积一般在数平方公里。由于其修复难度更甚于耕地和污染场地,如果都要进行修复的话,修复成本将是天文数字。

    土壤污染积重难返,形成缓变型地球化学灾害

    以往数十年的粗犷式经济发展,大量的污染物快速进入水土系统,使某些地方的土壤成为最肮脏、形成机理最复杂、修复难度最大的环境介质。

    陈明告诉记者,人类自青铜时代就向自然界投放各种化学物质。尤其是工业革命以来,人类在采掘自然资源、进行物质生产、创造物质文明的同时,也大量向自然界排放各种废弃物和有毒有害物质;现代化的农业使大量的农药、化肥残留在土壤中。

    尽管土壤系统也具有一定的环境容量和自净功能,即土壤可以容纳少量的重金属或有机污染物,把它们转化成活性较差的形态,如果缓慢加入可能不至于造成严重的生态危害,但环境容量是有限的,自净能力也是有限的,也需要时间去“消化”。如果外部的污染物长期不断地加入进土壤系统,或者加入的速度太快,就会使有害物质的累积量超越了土壤承受能力限度,则土壤的理化性质就会发生剧烈变化,甚至此前积累的、相对稳定形态的污染物会重新被活化、二次释放而容易被各种植物吸收,并进一步导致对生态系统乃至人体健康带来严重的和不可逆转的灾害性后果。这种情况在1978年被欧洲科学家定义为“化学定时炸弹”。

    中国科学院院士谢学锦先生首先将“化学定时炸弹”的概念引入中国,引燃了国内土壤和沉积物中污染物的非线性积累与释放的研究热潮。从2001年开始,在谢学锦等的建议下,国内将“化学定时炸弹”的研究转向更具科学内涵的“缓变型地球化学灾害”研究。

    2002年,陈明作为项目或课题负责人承担了国土资源部“十五”规划项目和国家“973”课题,开始研究缓变型地球化学灾害爆发过程和机理,认为重金属的缓变型地球化学灾害主要体现在污染物的不同存在形态之间的相互转化上,并定义了其中了两个重要概念——“污染物可释放总量”和“活动形态的总浓度”。也就是说,土壤中绝大多数污染物都存在不同的形态,有的形态可以溶于水,直接被动物、植物吸收,有的则在常温常压下是稳定的,不溶于水,也不会直接被动物植物吸收。例如:土壤中的铬可以以铬尖晶石形式存在,在常温常压下极为稳定,即使是在现代冶炼条件下也不容易释放出来。“因此土壤修复重点考虑的不是污染物的总量,而是如何遏制或消除土壤中‘可释放’的活动形态的污染物。”

    2004年,陈明在执行科技部重点国际合作项目“大型城市水土环境污染机理与综合修复技术研究”中,研究了硫化钠/硫代硫酸钠作为稳定化剂的可能性及其缺陷,并基于缓变型地球化学灾害理论提出了用炭石灰进行重金属污染土壤修复的思路,取得了较好的修复效果。

    2012年,陈明又承担了“海西经济区缓变型地球化学灾害研究”课题,带领团队探索了汞元素缓变型地球化学灾害链的组成与阻断途径,将天然矿物与纳米材料结合起来,研发了一种新型汞稳定化剂,可使汞元素超标土壤中的活动态汞下降65%以上,敏感作物空心菜中汞含量下降75~90%。

    “如今,国土资源部已形成一系列具有地学特色的理论研究成果和土壤修复技术。其中,理论研究成果主要体现在缓变型地球化学灾害和地球化学工程学两方面,在技术上则研发了以地球化学工程技术为核心的若干种土壤修复剂及重金属污染土壤的电动修复技术。”陈明介绍说。

    地球化学服务农业,揭秘农作物与土壤的关系

    国内最早的区域性土壤地球化学质量调查工作试点是上世纪80年代中期,由浙江省区域地质调查大队实施。1988年,刚从长春地院毕业后被分配到浙江物探队刚刚一年的陈明又承担了“浙江省厚层覆盖区地球化学扫面设计”。在工作中,陈明了解到土壤地球化学质量与农产品的产量和质量密切相关,一个有趣的现象深深吸引了当事仅有22岁的他:浙江黄岩地区有些地方的蜜桔外表鲜亮,而某些地方的蜜桔则外皮变皱、口感发酸?

    调查发现,优良的柑桔主要产于海拔200米以下的侏罗纪火山岩残积层发育区和滨海平原区,由于这类地区土层厚、通透性好、土壤养分丰富;而有些地方柑橘产量、品质下降,是因为土壤某些元素养分因长期种植流失严重。陈明记得很清楚,在一块柑橘种植区发现了一个奇怪的现象,在大部分柑橘树失绿、果实变差的同时,却有个别树未受影响,而这些树都被农民钉上了铁钉挂东西。这与土壤化学调查结论不谋而合:这里的土壤中缺铁,而铁钉生锈后恰恰增加了植物对铁元素的吸收。据说后来农民得知这个结论后,就在其他树根上也钉上了铁钉子,蜜桔就又恢复了之前的圆滚滚,味道也变得更甜了。

    陈明告诉记者,其实古人很早就对“农作物种类品质与土壤密切相关”有所认识。距今2500年前的《晏子春秋》中曾记载了这样一段:“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳,叶徒相似,其实味不同。所以然者何?水土异也。”而现代科学尤其是地质科学完全可以从地球化学的角度,更为详细地解答农业地质背景与农作物的关系。

    1989年,陈明回到长春地院读研究生。1990年,他代表长春地院参加了由原地矿部国家地质试验测试中心承担、李家熙负责的国家“八五”攻关项目——《区域地球化学在农业和生命科学上的应用研究》,通过生命元素在岩石、水、土、食物直至人体迁移循环过程中不同介质内的含量及其分布特征,将岩石圈一生物圈一水圈系列中的主要环节有机地连结起来,总结和概括出区域性环境地球化学背景,研究影响生态环境的主要因素和相关因素,揭示生态环境现实状况,对地球化学环境作出客观评价,建立合理的区划,以达到治理环境、促进工农业生产和提高人们健康水平的目的。“正是这个项目,改变了我的人生轨迹。”陈明说。后来,陈明还参与了针对吉林人参、河北水蜜桃等特色农产品的区域土壤地球化学背景研究,与同事们共同揭示了地域土壤组成的“化学秘密”,为当地农作物种植区划分、品质提升提出了一些建议,可惜的是,这些地质科研项目的成果并没有得到推广和应用。

    修复重金属土壤,国土资源行业要重拳出击

    国内外对土壤重金属污染的治理主要从两方面入手:一是活化手段,即增加重金属的溶解性和迁移性,通过土壤淋洗和植物萃取等手段把土壤固相中的重金属快速转移出土壤。二是钝化手段,即改变重金属在土壤中的存在形态,通过降低重金属的生物有效性,从而降低农作物对重金属的吸收量,降低污染风险。从农业生产的角度看,钝化手段比较符合现阶段我国农业的发展水平,经济可靠且易于农民掌握,有利于大面积推广。

    “地球化学工程学原理是应用地球化学知识,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。”陈明告诉记者,在这一思路下,地质科学工作者提出了稳定化、净化和适宜化3种土壤修复思路。稳定化就是把不稳定的有害组分固定住,使其失去生物有效性;净化就是把高含量的有害组分去除掉或充分降低;适宜化就是在某些情况下把一些有益元素加入到特定的系统中去。

    陈明告诉记者,与传统物理、化学和生物技术相比,采用地球化学工程技术治理重金属污染,具有廉价、高效、管理简单、无二次污染的特点。其中,利用黏土矿物或通过改性来生产地球化学处理剂,原料来源广泛、价格低廉,不会对环境造成二次污染,非常适用于重金属污染土壤的修复工程。

    据他介绍,近些年,国土资源部利用地球化学工程技术,在重金属污染土壤修复等方面积累了大量技术经验,形成了多个示范性工程。如:国家地质实验测试中心在安徽铜陵尾矿坝的重金属污染土壤修复示范区,选用若干种黏土矿物,结合一定的环境条件控制技术,使重金属元素超标土壤中种植的蔬菜的重金属元素含量达到《食品中污染物限量标准》。该研究成果已经成功用于德兴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恢复种植功能,山体复绿。再比如:将含磷矿物用于土壤重金属污染原位修复,使重金属元素有效态转化为稳定的形态,降低其有效性和生物可利用性;采用地球化学工程—生物土壤修复技术,有效降低重金属高污染区人体暴露的风险。

    近几年,陈明带领的资源所土壤修复科研团队利用不同天然矿物材料对重金属的专属吸附性,研发3种高效土壤重金属稳定化剂专利技术,可将重金属禁锢在土壤微粒中,不易被氧化、分解和重溶,从而使得修复效果具有长期稳定性。测试表明,新型修复剂可降低65%以上的土壤活动态重金属,并降低70%~95%的农产品中的重金属。

    针对大城市高地价区的场地污染修复,陈明团队还研究了一种重金属提取技术——具有地学特色的“原地异位”的EK-SS电动修复技术。该技术用电动力模拟多期次脉动热液成矿作用过程,利用重金属捕获器可以将高浓度重污染土壤、重金属污染固体废弃物甚至矿石在48~72小时内将土壤中重金属去除60%~90%。

    “任何一种土壤修复技术都不是万能的,因为我国各地土壤特性不同、气候条件各异,污染物种类、浓度以及活动态、非活动态都不一样,而且土地的用途各不相同,如城市的场地修复可以下猛药,耕地修复就必须高标准严要求,以保证土壤的微生物种群、营养物质、分层结构都不破坏,而矿山修复更为复杂。所以,我认为在实际进行土壤修复时,必须做到因土而异、订制施治,这样才能像老中医一样,做到一人一方,才能做到药到病除。特别是耕地修复,由于土壤类型、自然地理条件、污染物种类及其组合、污染物含量范围等因素错综复杂的交叉,实际上不存在‘一药治百病’的‘仙方’。”陈明强调。

    值得关注的是,目前的《土壤污染防治法》主要关注了场地污染和耕地污染,而对矿山这个重金属污染的源头的关注比较少。陈明认为,过去由于中国地质科学院定位于社会公益型研究基础,主要从事基础性、公益性研究工作,很在在应用性的土壤修复技术研究方面获得国家和部门项目资助,这是非常可惜的。在当前“万众创新”的大形势下,这样的局面有望被打破,国土资源部门数十年积累的地质、地球化学基础研究成果有望在土壤修复领域发扬光大。对于矿山环境修复,国土资源部门的科技工作者应有“舍我其谁”的担当。

    记者离开时,陈明表达了自己的一个愿望:“当前党中央、国务院高度重视土壤环境保护工作。作为具有深厚基础、长期经验和技术优势的国土资源部门,理应加大对相关理论研究和技术研发的支持,针对国家对矿山土壤环境修复的迫切需求,快速形成实用性强的土壤修复创新成果,为国家解决土壤污染难题和生态文明建设作出应有的贡献。”

    保卫土壤:地球化学全力出击

        五月的北京春风拂面,繁花似锦,在北京海淀的西郊宾馆迎来了一批来自德国遥感界的尊贵朋友,他们此行的目的是来参加2008年5月26日至28日召开的中国国土资源部和德国教育研究部地学联委会第二次会议暨中德遥感先进技术及地学应用交流会。
        五月十二日,一场罕见的大地震使全球的聚焦点都集中在中国四川汶川这个地方。全国人民万众一心,各方力量都投入到抗震救灾这一头等大事上。作为会议承办单位航遥中心此时已上下齐动员全力以赴开展抗震救灾遥感调查与监测工作。但航遥中心顾全大局、不负众望保障了这次十分重要的国际会议的顺利召开,三天的会议圆满完成了各项议程。令人难忘的是会议期间,中德双方的遥感专家还围绕遥感技术在抗震救灾工作中的作用展开了广泛而深入的研讨交流,以实际行动有力地支援了抗震救灾。

    图为中德遥感学术交流会全体参会人员

        一、会前准备:精心组织,周密安排
        国土资源部、中国地质调查局对于此次中德学术交流会高度重视,会议由航遥中心承办。在抗震救灾的关键时期,几乎所有航遥中心的地质遥感专家和技术人员都在进行着外业航空数据获取和内业解译成图工作。但是,航遥中心接到任务后立刻行动了起来,决心将这次中德交流会圆满完成,为地质遥感技术的国际交流搭建良好平台,更期望通过此次交流为抗震救灾以及预防次生灾害提供更多的技术思路和支持。
        在部国际合作与科技司及局科外部的关心和指导下,会议各项筹备工作紧张有序的展开。中心副主任、总工程师熊盛青亲自指导协调各项工作,中心办、科外处、遥感部、物探部等多个部门密切配合。由于会期临近,中心迅速成立了由科外处李志忠处长为组长的中德会议筹备组,为了使各项工作同步推进,有序开展,筹备组成立了四个工作小组。多次召开会议抓好会议筹备的各项细节,各小组成员服从统一领导,分工不分家,积极准备,通力配合,在时间紧、任务重的情况下,加班加点,竭力为会议的顺利召开做好前期准备。会务接待组对于德国专家的情况进行了详尽了解,做到了对每个专家情况心中有数,并在会议报到期间做到了一对一接待。文集编辑组共修订论文35篇,内容涉及遥感卫星传感器研制、数据模拟传输、数据处理及地质矿产、地质灾害、海岸带调查等方面的应用,最终完成的论文集具有较高学术水平和参考价值。会场布置及礼品宣传组迅速协调好了会议场地,制作了10块宣传展板,并采购、定做了会议纪念品。

    中德遥感先进技术会议文集封面

        部国科司及局科外部相关领导对航遥中心的会务组织工作极为关心并大力支持,多次致电询问会议筹备情况并指导协调相关事宜。在中心领导的关心指导和中心各部门的鼎力配合下,会议筹备组在短短不到两周的时间里完成了会前所有的准备工作。中德遥感先进技术交流会在紧张而有序的节奏下拉开了序幕。

        二.开幕式:井然有序,友好庄重
        2008年5月26日上午9时,在中国地质调查局科技外事部连长云副主任的主持下,中德遥感先进技术及其地学应用交流会隆重开幕。开幕式上,全体代表首先起立向在中国四川汶川特大地震遇难者默哀1分钟,表达中德双方科学家对遇难同胞的悼念之情。随后,中国国土资源部国际合作与科技司孙宝亮副司长、德国教育研究部Mr. Reinhold Ollig、德国驻中国大使馆科技参赞Matthias Hack等领导出席会议并讲话。中德双方领导都表示要秉承“平等、诚信、和谐、共赢”的主旨,为推动中德地学遥感领域和友好关系的持续发展而继续努力。来自德国地学界的20位专家和来自中国的40多位专家参加了会议。

         三.学术交流:准备充分,气氛活跃
        开幕式结束后,来自中德双方的26位专家围绕遥感先进技术及其地学应用主题进行了全面认真的学术交流。台上专家展示了其精心准备的学术报告,台下在座的各位专家和参会人员仔细聆听、认真记录,并就自己感兴趣的专业问题与报告人现场交流。会议过程中大家发言积极,交流踊跃,使会场气氛融洽而活跃,达到了此次会议交流学术、增进沟通的目的。
        交流会上德方专家展示了遥感技术的最新进展,包括TerraSAR卫星技术和高光谱卫星系统,并介绍了在地质调查、土地利用、地质灾害预警、煤火防治和海岸带监测等领域的应用成果。德方专家还展示了四川灾区的最新遥感图像,对灾区的地质构造进行了分析。

    Dr. Heike Bach在做学术报告

    Prof. Manfred Ehlers在做学术报告

        中方专家在会上介绍了近年来我国国土资源领域遥感应用的新进展,围绕着城市调查、灾害监测、北京一号小卫星应用、高光谱技术方法、海岸带调查等方面进行了系统交流,同时介绍了地震灾区滑坡和堰塞湖的遥感图像解译结果。
        航遥中心副主任、总工程师熊盛青教授做了精彩的学术报告,展示了航遥中心在国土资源领域应用遥感先进技术的大批高水平成果,着重向在座国内外专家介绍了中心在此次抗震救灾工作中紧急获取、制作的四川灾区遥感影像图,并分析了这些图像对于当前抗震救灾和预防灾后次生灾害的重要作用,阐述了遥感技术在灾害监测方面的实际意义。此报告让大家更多地了解了当前地震灾区的地质环境状况,参会人员都认真聆听,对灾区人民的关切之情溢于言表。

    航遥中心副主任、总工程师熊盛青教授在做学术报告

        四.航遥中心青年专家:初露锋芒,充满激情
        在此次中德遥感先进技术交流会上,航遥中心的青年专家党福星、杨日红、葛大庆和范景辉等人初露锋芒。他们的精彩发言为会议增添了年轻人的朝气,向国内外专家们展现了中国青年遥感专家的风采,更让在座的国内外专家们看到了中国地质遥感领域强大的后继力量。
        这些青年专家大多背负着抗震救灾遥感解译的艰巨任务,但他们克服了时间紧迫、任务繁重的困难,加班加点,挤时间撰写论文、制作幻灯片,精心组织讲演内容,在保证抗震救灾工作的同时,提交了高质量的论文并完成了精彩的学术报告。航遥中心科技外事处杨日红博士的孩子出生不到两周,就接到赴甘肃南部开展受灾情况调查的任务。他到达甘肃徽县后,立刻开展了受灾地区的无人机航摄工作,获取了宝贵的数据资料。从一线回到中心后在处理带回数据的同时他又立刻投入到中德会议的筹备组织工作中,同时还争分夺秒准备出高水平的学术论文和演讲报告。会议上他详实精彩的报告博得了专家们的一致好评,而走下讲台他又立刻转身投入到了中心抗震救灾技术工作的一线中。杨博士只是中心许许多多为灾区积极工作默默奉献的地质遥感工作者之一,他们为全国人民揭开了震区神秘的面纱,为国家抗震救灾、预防次生灾害提供了坚强而科学的技术支持。航遥中心青年专家展现的过硬的专业技能,优秀的科研能力及良好的英语交流水平,获得了与会专家的阵阵掌声。
        航遥中心的青年专家们还分别主持了中德学术交流会的四个专题会议,对参会专家的报告作了认真准确的点评,体现出了其良好的专业水平和组织能力。这些青年专家们的努力、专业和敬业让在场的每一个人都深深感受到了年轻一代航遥人卓越的专业精神和学术品质,相信他们必将继往开来,有力的推动遥感技术在国土资源领域的研究与应用!

    航遥中心杨日红博士做学术报告

    航遥中心党福星博士做学术报告

    航遥中心范景辉博士做学术报告

    航遥中心葛大庆博士做学术报告

         五. 今后合作:领域宽阔,前景诱人
         中德遥感先进技术交流会后,双方举行了中国国土资源部和德国教育研究部地学联委会第二次会议。国土资源部国际合作与科技司彭齐鸣司长从抗震救灾紧迫、繁重的工作中抽出时间参加了会议,并就中德双方的下一步合作与德方进行了积极对话。中德双方肯定了8年来共同合作所取得的积极成果以及双方在成像光谱技术和干涉雷达技术合作方面取得的重要进展。双方专家探讨了下一步合作的领域,并就合作项目交换了意见。双方经过充分交流,起草了合作意向书,期望双方在高光谱、干涉雷达技术及其在国土资源调查和灾害预警评估等方面有进一步的技术交流与合作。中德双方都十分满意此次联委会所谈及的下一步合作意向,联委会在愉快的气氛下顺利完成,随后彭齐鸣司长代表中方与德方交换了纪念品,共同祝愿中德合作和中德友谊更美好的明天!
         对于中德双方地学遥感领域的合作和中德两国之间的友谊,专家们充满信心和期待,相信在中德双方的共同努力下地学遥感必将硕果累累,中德友谊定会历久弥新! 



    国土资源部国际合作与科技司彭齐鸣司长与德方交换合作意见





    中德遥感先进技术及地学应用交流会侧记