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    为深入贯彻习近平生态文明思想、党的二十大和党的二十届三中全会精神,全面落实新时代地质工作的新要求,促进水文地质学科的发展,10月25日至27日,“2024年全国水文地质学术年会暨守护生命之源:水循环与自然生态系统保护修复学术研讨会”在厦门召开。本次会议由中国地质学会主办,中国地质学会水文地质专业委员会、中国地质科学院水文地质环境地质研究所(以下简称“水环所”)、福建省厦门地质工程勘察院、天津华勘集团有限公司联合承办。

    会上,来自国内外知名院校、科研机构、企业的专家学者围绕水文地质领域的关键科学问题和重大需求,深入探讨水文地质科学的前沿方向和发展趋势,为推动生态文明建设和水文地质事业高质量发展献言献策。

    会议表示,水既是宝贵的资源,又是重要的地质营力和活跃灵敏的环境要素。山水林田湖草沙之所以是生命共同体,关键在水。只有水这个要素,集渗透性、流动性、溶解性和生命支撑于一体,通过蒸发蒸腾、降水浸润、吸附渗透和地表地下流动,将其他责任要素紧密联系在一起,相互作用、滋养万物。地质工作服务生态文明建设,应当紧紧抓住水这个关键要素。

    水环所在会上发言表示,在全球气候变化、土地和自然生态、水资源的破坏性使用及其管理不善,流域水循环、全球水文循环面临着前所未有的压力,变得更加不稳定和不可预测,全球水资源供应不再可靠,水及其循环是人类命运共同体利益、是全球的共同利益,是水资源(节约)、水热能(开发)、水环境(治理)、水生态(保护修复)、水灾害(防治)乃至水文化等的重大战略科技问题。厦门新基地于近期启用,水环所将积极构建“厦门+正定”一所两翼科技创新基地新格局,坚持“四个面向”,坚持以水及其循环介质紧密相关的地球系统科学为主线,守正创新,夯实水文地质和环境地质科技创新之根,重塑水环所现代化科技创新体系,抢占水工环战略科技制高点。

    交流会期间,香港大学教授焦赳赳、自然资源部第三海洋研究所研究员蔡峰、厦门大学教授陈能汪、长安大学教授王文科、中国地质科学院水文地质环境地质研究所研究员王贵玲等,分别围绕海岸带水文地质研究、海滩修复理论与实践、海陆界面氮循环与全球气候变化、旱区地下水与国家水网、中国地热资源成因模式等内容作大会报告。

    10月26日,8个分会场报告同期举行。会议议题涵盖变化环境下的水循环与资源保护利用、地下水环境质量与生命健康、地下水—自然生态系统相互作用与保护修复、水土资源平衡配置与国土空间生态修复、水—碳循环与全球环境演化、地热资源探测与绿色利用、特殊类型区水循环与生态地质环境问题、水工环技术方法与智能化服务体系应用等。

    10月27日,与会代表一同走进筼筜湖,现场考察、实地感悟感悟习近平生态文明思想的孕育、发展和完善,“厦门实践”带来的鹭岛蝶变。

    与会代表一致认为,此次会议为广大水工环地质工作者提供了一个高水平的交流平台,对于促进水工环科技进步、推动水工环地质理论和技术方法创新具有重要意义。各部门、各行业要充分发挥水工环地质在资源利用、环境保护、灾害防治等方面的重要作用,发挥自我优势和协同创新,为全面推进美丽中国建设、加快推进人与自然和谐共生的现代化提供地学支撑。

    全国水文地质2024年学术年会现场 

     
    2024年全国水文地质学术年会在厦门召开

    近日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所在莱州湾海岸带地下咸(卤)水演化研究方面实现新突破,该研究揭示了长期开采条件下含卤地下水系统的水化学演化规律,为卤水资源的可持续开发利用提供了理论基础。该成果发表在环境科学领域国际顶级期刊Science of the Total Environment(IF=10.753)。

    莱州湾海岸带地下卤水水动力水环境敏感脆弱,易受人类活动胁迫,特别是近几十年大规模工业化开采,引起地下淡水咸化、卤水浓度下降,地下水水化学是否发生重要改变?在人类开采活动影响下不同界面的水化学变化过程以及未来卤水的水化学变化趋势尚不明确。因此,为满足卤水资源的可持续开发利用和保护地下水环境,急需清晰阐明人类活动影响下的含卤地下水系统水化学演变规律。该研究基于长序列地下水水化学数据,定量分析和模拟地下卤水开采过程中的多界面(卤水/咸水、咸水/淡水)地下水水化学演化过程。

    研究表明,过度开采前后卤水地下水位和浓度变化显著。通过稳定同位素特征发现浅层地下咸水对地下卤水具有补给作用。在近海卤水/咸水界面处的浅层地下咸水和深层地下咸水均受海水入侵影响。其中,浅层地下咸水经历咸化过程,深层地下水经历了一个淡化过程。在咸/淡水界面处的浅层地下咸水受淡水开采的影响呈现复杂的演变过程,而深层地下水受卤水侵入影响呈现咸化过程。水化学模拟结果表明,在限制开采阶段,由于石膏和岩盐的溶解,卤水浓度得到了恢复,但是恢复程度有限。

    该研究成果受国家自然科学基金(U2106203,41977173和42076070)、中国地质调查局项目(DD20211401)等项目资助。

     

     
    青岛海洋地质研究所海岸带地下咸(卤)水演化研究实...

    为纪念第47个世界地球日,4月22日,挂靠中国地质科学院水文地质环境地质研究所的中国地质学会水文地质专业委员会、中国地质学会地热专业委员会、地下水资源合理利用与污染防护传播专家团队、地热资源开发利用学科科学传播专家团队联合国土资源实物地质资料中心举办了以“节约集约利用资源,倡导绿色简约生活-落实五大发展理念、推行最严格水资源管理”为主题的科普宣传进社区活动。通过主题宣传图板展览、悬挂宣传横幅、设置咨询展台、免费发放宣传环保袋等多种形式,认真普及地球科普知识,号召社会公众保护地下水资源。

    活动现场,实验室科研人员围绕地下水来源与存储、地下水超采与污染之忧、华北平原地下水资源调查评价、地热资源开发利用保护、饮用水分类、地下水开采引起的环境问题、过量开采地下水的后果、地下水污染从何处来、神奇的孢子和花粉等内容,向广大市民进行科普宣讲。

    地下水污染到了什么程度?如何防治地下水污染?我喝的水干净吗?成了市民最热门的话题。据荣获国土资源科学技术一等奖的“华北平原地下水污染调查评价及关键技术研究”项目组调查显示,华北平原地下水质量从浅层至深层由差变好,从山前至滨海逐渐变差。浅层地下水未受污染占56%,深层地下水未受污染为87%。在4384个浅层地下水参评点中,Ⅰ~Ⅲ类地下水占22%、Ⅳ类占21%、Ⅴ类占57%;1679个深层地下水参评点中,Ⅰ~Ⅲ类地下水占26%、Ⅳ类占23%、Ⅴ类占51%;从山前平原至滨海平原,地下水质量逐渐变差,其中Ⅰ~Ⅲ类的地下水从49%降至3.9%,Ⅴ类地下水从21%升至86.9%。华北平原地下水质量主要受原生地质环境的控制,促使浅层地下水超Ⅲ类的原生指标包括锰、总硬度、溶解性总固体、碘化物、氟化物和砷等;深层地下水超Ⅲ类水原生指标有氟化物、碘化物、溶解性总固体、氯化物、锰、砷等。浅层地下水受人类活动影响较大的污染指标有亚硝酸盐、硝酸盐和铵氮;深层地下水源自人类活动影响的污染指标有亚硝酸盐、镉、六价铬、铅和汞等。

    科普合作单位国土资源实物地质资料中心展出了实物中心精心挑选的典型矿床的矿石标本及地质样品,同时利用科普展板、地质科普系列画册、科普丛书“趣话实物地质资料”等科普材料,广泛宣传实物地质资料,普及地学科普知识。

    活动现场,丰富的展板内容和精彩的回答释疑博得了市民们的一致好评,纷纷表示以后要积极投身到珍惜水资源,保护生态环境事业中,将节约用水、科学用水,成为文明健康生活的追求。

    向市民讲解地下水科学与工程科普基地成果

    向市民讲解如何检测矿泉水及分类

    向市民讲解如何开采地热资源及用途

    向市民赠送国土资源优秀科普读物

    向市民赠送国土资源优秀科普读物

    向市民讲解地下水污染防治与修复

    免费向市民发放环保宣传袋

    市民踊跃领取环保宣传资料

    水环所举办纪念第47个世界地球日进社区活动

     

    17日,“蓝鲸一号”海上钻井平台可燃冰开采现场。广州海洋地质调查局供图

     

    可燃冰又称天然气水合物,是一种甲烷和水分子在低温高压情况下结合在一起的化合物,被看作是有望取代煤、石油的新能源

     

    勘探显示,南海神狐海域有11个矿体、面积128平方公里,资源储存量1500亿立方米,相当于1.5亿吨石油储量

     

    从5月10日起,国土资源部中国地质调查局从我国南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的可燃冰矿藏开采出天然气。截至5月17日15时,总量试采12万立方米,最高产量达3.5万立方米/天,平均日产超过1.6万立方米,其中甲烷含量最高达99.5%。

    这是我国首次海域可燃冰试采成功,这一成果对促进我国能源安全保障、优化能源结构,甚至对改变世界能源供应格局,都具有里程碑意义。

     

    神狐海域可燃冰储量只是我国可燃冰蕴藏量的冰山一角

     

    直升机从珠海九州机场起飞,飞行约90分钟,远远就见到蔚蓝的海面中巍然伫立着的37层楼高的钻井平台,这里就是我国首次完成可燃冰调查的神狐海域,也是我国首次进行可燃冰试采的海域。

    “对于海洋可燃冰的研究,我国是从1995年开始的,并于2007年5月成功获取了可燃冰实物样品,成为世界上第四个通过国家级开发项目发现可燃冰的国家。”试采现场指挥部总指挥叶建良介绍说。

    可燃冰,又称天然气水合物,它是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物,因形似冰块却能燃烧而得名,是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源,分布广泛而且储量巨大。1立方米的可燃冰分解后可释放出约0.8立方米的水和164立方米的天然气,能量密度高,资源潜力巨大,估算其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍,科学家们甚至认为它是能够满足人类使用1000年的新能源,是今后替代石油、煤等传统能源的首选。

    2010年底,由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》通过终审,科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体,显现出良好的资源潜力。“海洋六号”入列后,再次深入南海北部区域进行新一轮精确调查,调查海域包括琼东南海域、西沙海域、神狐海域和东沙海域等区域,调查的重点是在南海北部前期勘探的基础上圈定重点勘探区域。

    试采现场指挥部地质组组长陆敬安说,勘探显示,神狐海域有11个矿体、面积128平方公里,资源储存量1500亿立方米,相当于1.5亿吨石油储量,“成功试采意味着这些储量都有望转化成可利用的宝贵能源”。

    神狐海域可燃冰储量还只是我国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”。在西沙海槽,科考人员已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里;在南海其他海域,同样也有天然气水合物存在的必备条件……

     

    此次试采实现了勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新

     

    可燃冰储量丰富,但是如果一直只躺在南海海底,则发挥不了其价值。但可燃冰开采难度巨大,迄今鲜有国家尝试。

    全球可燃冰研发活跃的国家主要有中国、美国、日本、加拿大、韩国和印度等。其中,美国、加拿大在陆地上进行过试采,但效果不理想。日本于2013年在其南海海槽进行了海上试采,但因出砂等技术问题失败。2017年4月日本在同一海域进行第二次试采,第一口试采井累计产气3.5万立方米,5月15日再次因出砂问题而中止产气。

    “此次试采实现了中国可燃冰勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新,在这一领域实现了从跟跑到领跑的跨越。” 叶建良介绍。

    “通过这次试采,中国实现了可燃冰全流程试采核心技术的重大突破,形成了国际领先的新型试采工艺。”试采现场指挥部办公室副主任谢文卫说。

    南海神狐海域的天然气为水合物泥质粉砂型储层类型,该类型资源量在世界上占比超过90%,也是我国主要的储集类型。这是我国也是世界第一次成功实现该类型资源安全可控开采,为可燃冰广泛开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验。谢文卫介绍,“我们提出‘地层流体抽取试采法’,有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题。我们成功研发了储层改造增产、可燃冰二次生成预防、防砂排砂等开采测试关键技术,其中很多技术都超出了石油工业的防砂极限。”

    本次试开采是世界上第一次针对粉砂质水合物进行开发试验,为此海洋地质学家们在试采思路、井位选择、工程地质勘查、关键技术和工艺确立、试采平台优选等诸多方面,都具有中国特色,可以称之为“中国方案”。

    在试采作业中,大量国产化装备成功投入应用,充分表明“中国造”已走在世界的前列。

    首先,必须要点赞的是试采作业最重要的“大国重器”——我国最新研制成功世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台“蓝鲸一号”,这个净重超过43000吨、37层楼高的庞然大物今年2月刚“诞生”,就从中国烟台起航,于3月28日抵达神狐海域实施试采。“蓝鲸一号”是目前全球最先进的双井架半潜式钻井平台,可适用于全球任何深海作业。

    其次,大量拥有自主知识产权工具的成功应用,表明国内石油公司已具有深水工艺及设备研发能力,如完井防砂工艺,已远远超过石油工业的防砂极限;完井与测试系统集成装备,结合可燃冰试采工程开发与科研需求,为我国可燃冰开发研究提供科学数据。

     

    监测结果显示,试采过程安全、友好、可控、环保

     

    试采可燃冰,外界一直有一个疑问,就是会不会对周边海域的环境造成影响。

    由于甲烷是比CO2更高效的温室气体,因此可燃冰的环境问题一直是人们关心的一个重要问题。我国进行海域可燃冰试采,同样非常重视环境问题,为此投入人力物力进行了研究。

    2011年6月至2017年3月,南海水合物环评项目组在南海神狐水合物区先后共组织了10个航次的野外调查工作,对试采区进行了多年系统调查,调查内容包括海底工程地质特征、地质灾害特征、海底环境监测、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化学及水文特征、海表大气甲烷含量特征等,基本查明了可燃冰试采区的海洋环境特征,同时,发展了一系列我国自主产权的环境评价技术,为可燃冰试采、开发提供了良好基础。

    可燃冰试采的环境问题,主要是试采过程中是否发生不可控的可燃冰分解,导致甲烷泄漏,从而引起海底滑坡等地质灾害,甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题。针对这些问题,在试采过程中,一方面根据水合物区海底地形地貌特征、工程地质特征、水合物储层特征,通过合理设计井位及降压方案,从工程设计上避免发生甲烷泄漏所引发的环境问题和灾害问题,另一方面通过布设海底地形、气体渗漏等监测设备,构建了海水—海底—井下一体化环境安全监测体系,实现对温度、压力、甲烷浓度及海底稳定性参数的实时、全过程监测。监测结果显示试采未对周边大气和海洋环境造成影响,整个过程安全、友好、可控、环保。

    本次开采试验还为后续研究提出了很多课题。下一步重点是研究如何解决本次试验当中发现的一些问题,并在之后3—5年内开展第二次试采,进一步为商业化开采做好技术准备。

    《 人民日报 》( 2017年05月19日 12 版)

    打开一个可采千年的宝库

    首次揭示南极大陆岩石圈三维构造格架

      1月17日,在北京召开的中国地质科学院2016年工作会议上,中国地质调查局党组成员,中国地质科学院党委书记、副院长王小烈提出,地科院要充分把握国家科技创新发展的大好机遇,深化改革、开拓创新,奋力实现地质科技创新发展新跨越,全面提升地质科技创新能力和支撑服务水平,努力建设世界一流地学科研机构。

      基础科技能力提升 地调科研成果丰硕 高层次人才梯队建设成效突出

      2015年是“十二五”收官之年。据王小烈介绍,2015年,地科院承担各类项目1465项,总经费9.82亿元,其中,国家科技项目经费1.85亿元、地质调查项目经费6.74亿元、横向项目经费0.56亿元。组织实施地质调查2项计划、12个工程、82个二级项目。获批国家自然科学基金项目95个,总经费4911万元。院基本科研业务费立项资助项目36个,经费1136万元。

      “地科院去年基础创新能力大幅度、全面提升,地质调查、学科建设、前沿研究成果丰硕,技术创新、成果应用、支撑服务效果良好,服务国家战略和生态文明建设更加有力,在找矿突破、生态环境、减灾防灾等方面为经济社会发展作出了积极贡献。”王小烈说。

      国家重大科技项目组织实施进展良好,基础研究和理论创新成绩斐然。“973”计划项目《青藏高原南部大陆聚合与成矿作用》、《中国陆块海相成钾规律及预测研究》顺利验收。“973”计划项目《我国富铁矿成矿机制与成矿预测》及在研“863”计划、重大仪器设备研发、重点基金等项目进展良好。在赣州等地新发现长羽毛恐龙及翼龙化石。全国1∶100万分幅地质图、1∶250万月球地质图出版,编制了数字化亚洲花岗岩图;建立了印度—欧亚大陆碰撞地球动力学模型和青藏高原新的成矿模型。陆块海相成钾理论研究取得重要突破,提出找钾靶区及成钾远景区,指导江陵凹陷中南部整装勘查取得找钾突破;海相火山岩型和BIF铁矿形成背景及富铁矿成矿机理研究取得重要进展。完成第一张南极板块(大陆及海域)高精度三维地壳和岩石圈结构图,提高了南极地质研究程度。

      技术方法研发应用取得新进展。建立了全球首个碳酸盐全岩稀土元素精确定量溶解法;东海长期观测站建立井下综合地球物理观测研究平台;成功研制国家第一个钕同位素比值(143Nd/144Nd)标准样品。铼—锇同位素、元素微区与形态分析等测试水平显著提高。在无人机航磁测量系统、地震勘探、油气地球物理综合探测、土地质量地球化学调查评价和土壤修复等方面取得重要进展。

      高层次科技人才培养引进取得重大突破,国际合作与交流不断深化。高锐当选中国科学院院士,朱立新、蒋忠诚、王贵玲当选俄罗斯自然科学院外籍院士,石建省获“全国优秀科技工作者”称号,侯增谦获李四光地质科学奖,成杭新获“全国国土资源系统先进工作者”称号,曾令森获黄汲清青年地质科技奖,翟庆国获国家自然科学优秀青年基金资助,唐菊兴获地调局首批卓越地质人才称号。中俄蒙哈韩五国第三阶段项目合作进展顺利。引进第四纪测年带头人组建中—澳年代学联合实验室。

      地调科研成果丰硕。全院2015年获国土资源科技一、二等奖各3项,其他省部级奖2项;6项成果入选中国地质调查局中国地质科学院2015年度地质科技十大进展;2项成果获中国地质学会2015年度十大地质科技进展。发表学术论文1034篇,其中第一作者SCI检索论文378篇、EI检索论文76篇、国内核心期刊论文497篇,出版专著19部。获发明专利15项、实用新型专利27项、软件著作权登记11项。

      产学研用紧密结合 科技引领找矿突破 有力服务国家战略和生态文明建设

      2015年,中国地质科学院科技支撑找矿突破,取得重要成果。

      在西藏班公湖—怒江成矿带实现重大突破,铁格隆南斑岩—浅成低温热液型铜矿成为我国最大的千万吨级超大型矿床,预测资源量超过1500万吨;川西甲基卡勘查发现超大型锂辉石矿,有望成为世界级锂资源基地;在准噶尔东部发现大型隐伏斑岩—矽卡岩型铁铜矿;通过“油钾兼探”在柴达木盆地、兰坪—思茅盆地、塔里木盆地等6个有利区,获氯化钾远景资源量8.89亿吨,氧化钾资源远景量近百亿吨。在冈底斯和北喜马拉雅地区圈定一批找矿靶区和成矿远景区,为青藏高原矿产资源勘查部署提供了重要依据。

      在青藏铁路沿线措美县钻获205摄氏度高温地热蒸汽资源,估算发电潜力约110兆瓦;在福建漳州龙海实施我国第一口干热岩科钻进尺突破3120米。

      服务国家战略和生态文明建设更加有力。编制完成了《中国地下水质量与污染调查报告》,为“水十条”制定和全国人大常委会《水污染防治法》执法检查提供了重要技术支撑。发布《中国耕地地球化学调查报告(2015)》,对我国耕地地球化学总体状况作出科学判断。创新西南石漠化综合治理技术,驱动火龙果生态产业跨越式发展。编制中国主要活动断裂对重大工程规划建设影响分析报告;积极参与尼泊尔8.1级地震地灾应急调查。

      产学研用结合更加紧密。落实中央精准扶贫要求,开展对口扶贫单位云南省盐津县地灾调查和典型地质景观调查;推进“乌蒙峡谷地质公园”规划建设。全面支撑部地质公园管理,组织修订《国家地质公园规划编制技术要求》、《国家地质公园验收标准》和《中国国家地质公园建设指南》;推动甘肃敦煌和贵州织金洞正式列入世界地质公园名录。与浙江地勘局、江西地勘局、深圳地质局等单位通过联合承担项目、设立院士工作站,多方面开展合作。

      深化体制机制改革 加强科技平台建设 破解重大资源环境和地球科学难题

      王小烈表示,2016年是国家实施“十三五”规划的开局之年,是局、院“科技创新年”,也是体制机制改革的攻坚之年、全面推进地质科技创新的关键之年,要切实做好“两重一主”工作,通过加快提高地质科技创新能力,破解重大资源环境问题和地球系统科学问题,为“十三五”开好局、起好步。

      “我们要深刻认识科技体制改革带来的机遇和挑战,以科技创新引领全院各项事业发展。要面向世界科技前沿,聚焦国家重大需求,激发创新活力,着力解决地球科学与资源能源重大问题,支撑服务国土资源和地质调查事业发展,为建设世界一流的地学科研机构作出积极贡献。”王小烈说。

      一是精心组织、积极推进,深化体制机制改革。

      积极推进地质科技体制机制改革。要按照深化科技体制改革和事业单位分类改革相关要求,出台“十三五”地质科技发展规划,加快推进地质科技体制机制改革,提高管理效能,促进地质调查与科学研究一体发展。

      加快推进国家实验室建设,把筹建“自然资源与能源安全国家实验室”作为重中之重抓好抓实,全力推进国家实验室的申报工作。

      深化落实地质调查与科学研究融合机制。将科技创新纳入地质调查计划、工程、项目的考核内容。继续推进“8+6”、“1+6”合作机制。扎实推进产学研用结合,促进成果转化、应用和服务。

      二是规范运行、完善管理,提升科技平台建设水平。

      加强各类科技支撑平台建设和管理。着力推动成矿作用及资源评价、岩溶动力学、地下水资源与工程等部级重点实验室申报国家重点实验室,联合申报工程技术研究中心。建实建强地球深部探测中心、全球矿产资源战略研究中心等科技创新研究中心,组织实施好深部地质调查工程,全面完成全国新一轮矿产资源保障程度论证。

      全力推进地质科研实验基地和基础设施建设。做好京区科研实验基地建设,加快做好厦门科研实验基地、桂林国际岩溶研究基地、北京离子探针中心二期建设。加快推进深部地下实验室申报。

      三是围绕中心、服务大局,强化管理和服务保障能力。

      要适应国家财政体制改革的新要求,推进项目法人负责制。修订地调科研项目和经费管理办法,提高资金使用绩效和管理水平。

      要大力开展云南盐津县等精准扶贫,继续加大资源环境灾害调查和地质公园建设力度。积极推进成果资料汇交和大型仪器设备共享使用,完善国家地质公园信息数据库建设。进一步做好科普工作,加大各类科技条件平台的开放力度。

      四是聚焦需求、瞄准前沿,组织申报实施重大科技项目。

      组织申报实施国家重大科技项目。重点申报深地资源勘查开采、地下水探测与调控、岩溶地区生态修复、战略稀缺资源综合评价等项目。组织申报国家自然科学基金重大项目、重点项目及面上基金、青年基金等各类项目,力争涌现更多的“杰青”、“优青”人才。

      全力支撑服务“一带一路”、京津冀协同发展、长江经济带等国家重大战略。积极推进能源资源综合调查、重要成矿区带和战略性新兴矿产调查评价。开展重要活动构造与地壳稳定性调查评价,推进含水层水质综合调查、地热资源勘查评价和地球关键带地质调查,加强岩溶水文地质环境地质、岩溶塌陷、应对全球气候变化等调查研究,推动土地质量地球化学调查及成果应用。

      2016年全院基本科研业务费大幅增加,要加强统筹协调,做好与国家科技项目及地调项目的衔接。重点支持重大科技项目申报前期的孵化性研究及交叉领域学科新生长点的前瞻性研究。

      五是培养引进高端创新人才。

      建立开放竞争、引进与培养并重的人才队伍建设机制,创造招揽全球人才的良好环境。推进“李四光学者”特聘专家引聘工作。出台院加强地质科技人才队伍建设指导意见,培养和造就一批在国内地学界有影响力、在国际地学界有话语权的科学家、科技领军人才和高层次中青年专家,培养和建设一批特色鲜明、国内一流、国际知名的高水平创新团队。

      六是发挥优势、突出重点,深化国际科技合作交流。

      探索提出和组织申报青藏高原深部过程与资源环境效应合作研究、全球地球化学调查、地球关键带监测研究等国际大科学计划。重点开展特提斯构造带和中亚造山带对比研究、极地科学考察与国际合作、国际合作编图与综合研究。积极开展国际地学合作交流,加强与世界一流大学和科研机构的实质性地学科技合作,开展高水平科学联合攻关。
    提升创新能力 推进跨越发展

    中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心(以下简称“哈尔滨中心”)滹沱河上游重点地区水文地质调查项目组积极回应驻地群众需求,注重发挥自身专业优势,为驻地群众成功打出一口清澈且富含矿物的水井,老百姓感激地为其命名“地调龙泉井”。

    多年以来,受自然和人为因素影响,山西省五台县东龙泉村村民们赖以生存的泉水流量逐年减少,渐渐断流。为寻找新的水源,该村经多次尝试失败后,选择村子下游的低洼处打了一口井,勉强维持全村的基本饮水需求。但因为给水和排水几乎处于同一位置,该井水质并不理想。

    水是生命之源,更是民生之本。得知哈尔滨中心水文地质调查团队进驻五台县后,东龙泉村干部第一时间提出找水打井的诉求。项目组高度重视,迅速成立“找水打井小组”,全面细致查阅已有地质、水文等专业基础资料,科学分析驻地水文地质条件、水资源环境和地下水分布数据,反复论证打井孔位,最终确定在村子上游滹沱群豆村亚群神仙垴组,以夹硅质结晶白云岩为原岩的变质岩地区打井。经过夜以继日地工作,钻井成功打到含水层。当清水喷涌而出的那一刻,整个村子沸腾了,乡亲们奔走相告。

    “不仅要让村民喝上水,更要喝上高品质的水。”顺利出水后,项目组随即对水质进行了化验分析。结果显示,井水中含有多种有益人体健康的元素,锶含量0.43毫克/升、偏硅酸含量20.1毫克/升、锌含量0.024毫克/升、总溶解性固体342.5 毫克/升、游离二氧化碳 13.2毫克/升,其中,锶含量达到矿泉水标准,具有可开发潜力。井水属于基岩裂隙水,出水量2010 立方米/天,按照山西省用水定额,可满足20000人生活用水,可养殖家禽200万只、养猪10万头,有力支撑了乡村振兴。此外,项目组还在五台县东雷乡东山底村成井一口,日出水量达到180立方米/天,解决了该村饮水困难、农作物因严重缺水而减产等问题。

    清泉引进村,助力振兴路。哈尔滨中心项目组创新工作方式方法,探采结合井成功实现了成果转化,有力支撑五台县高质量发展和乡村振兴,为后续水文地质调查研究打下基础,也为今后找水打井提供了典范。

    钻井现场

    一口“地调龙泉井” 开出改水兴农花

    钱塘江,浙江省的母亲河;钱塘江源头区域,国家重点生态功能区、长三角地区重要战略水源地和华东地区的重要生态屏障。2018年,钱塘江源头区域山水林田湖草生态保护修复工程被列入国家第三批试点,并启动实施。随后,建德市、淳安县、常山县、开化县四县(市)分别着眼于生态保护与历史文化融合、内陆湖泊生态系统保护修复、废弃矿山生态修复、生物多样性保护等,统筹推进山水林田湖草综合治理、系统治理、源头治理。2021年,钱塘江源头区域生态保护修复工程因特色鲜明、成效显著,入选自然资源部与世界自然保护联盟(IUCN)联合发布的基于自然解决方案中国实践典型十大案例。

    在开展钱塘江源头区域山水林田湖草生态保护修复工程的四县(市)中,有两个县隶属于衢州。作为钱塘江源头城市,衢州是浙江大花园的核心景区,扎实做好山水林田湖草生态保护修复工作成为其保护浙江生态屏障的第一道关。

    废弃矿山变身“常山小瑞士”

    眼底是生机绿意,星罗棋布的稻田错落有致;眼前是矿山绝壁,雪山般斑斓的灰黑色岩壁高耸巍峨;抬头远眺是三衢石林,山石壮阔尽显大自然的鬼斧神工……

    当记者走进辉埠矿山公园时,眼前的景象令人震撼。你很难想象,许多年前这里曾是机器隆隆的矿区开采现场,灰尘弥漫。

    辉埠石灰石矿区整治后一角

    辉埠矿山公园位于衢州市常山县辉埠镇,这里拥有丰富的石灰石资源,开采历史悠久。2006年,当地被命名为“中国常山钙业生产基地”,石灰石资源开发利用也成为常山县最大的支柱产业之一,高峰时的2013年其年产值达到10亿元,占全县总产值的10%。然而,粗放式开发利用不仅破坏了生态环境,也影响了当地居民的正常生产生活。

    “过去的辉埠镇,天是灰色的,镇域内尘土飞扬,当地老百姓常常是晴天出门一身灰,雨天出门一身泥。”采访现场,常山县委常委、辉埠镇党委书记杨力军回忆起多年前的场景感慨万千,“因为灰尘大,当地村民种植的水稻上落满水泥浆和灰尘。丰收时节,当各地稻谷飘香,抓紧抢收时,当地的农户却因为晴天灰尘太大无法抢收,只能等到下雨天才能收割。”不仅如此,“粗放式开采还导致山体满目疮痍,坡面长时间风化剥落,岩体原生结构面长期裸露,存在大量地质安全隐患。此外,大量矿渣等松散物质导致水土流失,山体孔隙汇水及石灰岩溶解造成重度碱性水污染,严重威胁着当地水系生态环境及居民日常用水安全。”常山县自然资源和规划局副局长胡龚雅补充道。

    开展区域综合整治迫在眉睫。2013年,常山县“蓝天三衢”生态治理工程正式启动。一场以地质安全和生态绿色为出发点,以“山水林田”要素协同修复为技术着力点,以建管发力、长效机制为管理落脚点的“生态修复战”正式打响。

    工程分一期、二期两个阶段实施。第一步率先对当地的钙产业链条进行系列整治,全面关停拆除16家轻钙企业、165孔石灰立窑和201条石灰钙落后生产线,彻底切断污染源头。随后,工程对矿山边坡开展生态修复。针对矿区遗留问题复杂多样的实际,设计施工团队实施“一区一策”,有效清理宕底台地的矿渣与落石,消除矿山边坡地质灾害隐患。针对石灰石尾矿废水造成的区域性水体和土壤破坏,常山县着手实施水体环境生态修复系统,建设东乡湖生态消纳系统,引取周边大坞水库和灵湖溪的水源进入消纳池中,强化碱性水生态消纳效果,真正实现污水长效化、智能化处理排放。同时,紧密结合水土保持工程措施、林草植物保护措施和空气污染防治措施形成水土保持综合防护体系。

    不仅如此,工程还按照山水林田湖草系统治理和绿色发展理念,优化国土空间布局,整合资源进行全域规划设计和整治,将废弃矿山宕底、废渣场地复垦为耕地,将相邻未利用坡地进行连片开发改造为耕地;对旱地进行防渗层回填、改造,有效增加耕地面积,提升耕地质量。

    至此,工程多措并举,通过“山水林田”协同修复,将“地质+生态”领域的关键治理技术运用到“自然恢复+工程治理+长效管理”之中,满足了人民群众对美好生态环境的需要。

    但是,常山县的石灰石储量和品位位居浙江省首位,去产能后该如何实现当地的绿色可持续发展?“科学利用石灰石资源,实现生态和经济效益兼得。”常山县给出了答案。

    为此,该县在整治的同时,成立了常山县农村投资集团有限公司泰安矿产经营有限责任公司,专门负责石灰石矿产资源的科学利用和市场化运作,以及对外招商引资等工作。同时,辉埠镇凭借常山“两山合作社”这把“金钥匙”,对辉埠后社片区矿山开采、钙产品加工遗留的污染用地及周边土地进行集中收储,开展污染治理和生态修复,为当地企业转型升级、引进投产企业进驻提供了优质的融资平台,从而实现生态资源向资产、资本的高水平转化,成为辉埠镇在产业转型过程中绿水青山变为金山银山的有力助推器。

    统计显示,通过矿山地质生态环境综合治理,工程完成废弃矿山治理面积676亩。治理后,矿山边坡失稳、崩塌情况不复存在,地质灾害威胁得到有效消除;城区环境空气优良率从2014年的81.8%上升到2021年的98.6%;通过土地平整和连片改造,新增水田360亩、旱地690亩,旱改水150亩,为实现耕地总量动态平衡发挥了重要作用。同时,各村立足产业基础和区位优势,依托辉埠工业园区平台,走出了一条契合实际、具有特色的共同富裕新路子。2020年,全镇村集体经济总收入达2006万元,农民人均纯收入达2.45万元,同比增长15%……

    如今,曾经的矿区和生产企业没有了,取而代之的是一座美丽的辉埠矿山公园。打开社交平台,人们亲切地称这里为“常山小瑞士”,高大冷峻的矿山与错落有致的绿色景观碰撞形成的独特风景,吸引数万网红慕名在此拍照打卡。可以说,项目的实施,使全镇的生态效益、经济效益和社会效益得到同步提升。

    地役权补偿机制实现自然生态保护与利用双赢

    “如果我是一条鱼,我愿意游进钱江源;如果我是一只鸟,我愿意飞向古田山。”在钱江源国家公园科普馆展示区,有这样一段优美诗句格外吸引人。

    诗中提到的“钱江源”,便是浙江省母亲河钱塘江的发源地,位于衢州市开化县,钱江源-百山祖国家公园候选区钱江源园区便坐落于此。钱江源园区是由古田山国家级自然保护区、钱江源国家森林公园、钱江源省级风景名胜区,以及连接上述保护地的生态区域整合而成,总面积252平方公里。区内保存着全球稀有的大面积呈原始状态的中亚热带低海拔典型的常绿阔叶林地带性植被,生物多样性极其丰富,是中国特有、世界濒危野生动物黑麂和白颈长尾雉的集中分布区,被人们称作“中国的亚马逊雨林”。

    试点工作开展以来,钱江源-百山祖国家公园候选区钱江源园区秉持水源涵养、生物多样性保护的功能定位,针对试点区域范围内的集体建设用地占比高等特点,创新性探索了地役权补偿的机制,辅之以社区共管机制加以具体落实,实现生物多样性的完整保护。

    据了解,在钱江源-百山祖国家公园候选区钱江源园区2.3万公顷的林地面积中,集体林地占比高达79.6%。为实现集体林地统一管理,2018年2月,钱江源国家公园管理局在国内率先启动集体林地地役权改革,通过一纸协议、一套管理方式,在权属不变的前提下,规范国家公园范围内集体林地的生产经营活动,并通过生态补偿的方式,实现对自然资源统一管理。钱江源国家公园管理局有关负责人解释说,“集体林地地役权改革简单来说就是,你承诺不破坏生态环境,将林地纳入我的统一监管,我就给你一定的经济补偿。”

    2020年,在集体林地地役权改革的基础上,钱江源国家公园管理局又推出农田地役权改革——在村民承诺农田不使用农药、化肥等的前提下,给予农户每年每亩200元生态补偿金,此举有效激发了辖区群众保护生态的积极性。今年,生态补偿力度进一步加大,补偿金额增至每年每亩800元。2021年9月,在联合国《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议(CBD COP15)非政府组织平行论坛上,论坛组委会公布了“生物多样性100+案例”全球征集活动结果,“钱江源国家公园集体土地地役权改革的探索实践”从全球26个国家的258个申报案例中脱颖而出,成功入选“生物多样性100+全球特别推荐案例”。

    统计显示,截至目前,钱江源国家公园林地、农田地役权改革覆盖4个乡镇,包括21个行政村、64个自然村,3199户10644位村民共享生态红利。

    建立以国家公园为主体的自然保护地,是贯彻习近平生态文明思想的重大举措,也是我国生态文明制度建设的重要内容,对于推进自然资源科学保护和合理利用,促进人与自然和谐共生,推进美丽中国建设,具有极其重要的意义。浙江钱塘江源头区域山水林田湖草生态保护修复工程在不改变土地权属的基础上,建立科学合理的地役权补偿机制和社区共管机制,实现重要自然资源的统一监管。同时,试点区强化科研监测,推进数字赋能,通过开展自然教育、融合区域发展等多种措施,在改善生态环境质量的同时,持续释放生物多样性红利,有效解决了自然生态保护与利用双赢的难题,为我国人口集中区域的生物多样性保护提供了有效范本。

    下淤村治水富民成为“中国最美乡村”

    就在常山县实施“蓝天三衢”生态治理工程、开化县着手打造“国家东部公园”并探索钱江源国家公园建设的同时,开化县音坑乡下淤村等4个村也在积极进行全域土地综合整治与生态修复工程。通过“全域整、综合治、全面改”,曾经的乱点建成了景点,荒滩变成了公园,下淤村也成为“中国最美乡村”,书写了“百亩水岸胜过千亩良田”的佳话。

    “早些年,来我们这里的外地人很多,不过都是来采砂的。现在不同了,大家都是来旅游的。”衢州市开化县音坑乡副乡长方继高介绍说。

    行走在音坑乡双溪公园,古树成林、虬枝盘曲,脚下一条条弯曲的小路通向远方。鸟鸣声、人语声、欢笑声,汇集成一首美妙的交响曲。很难想象,这里曾经挖沙船“隆隆”作响、河道被挖得坑坑洼洼……

    据开化县自然资源和规划局三级主任科员翁宇涛介绍,双溪公园是中村溪、马金溪两条河流百年冲刷沉淀形成的河滩地,面积约30余亩,滩上有成片的天然枫杨树林,已有200多年的历史。早前,这里一直是采砂制砂的砂场,河道无序挖砂,场地砂堆成山,洗砂、制砂严重影响生态环境,天然枫杨树林也遭受严重破坏。为此,开化县委县政府成立了专项工作组对制砂场实施依法强制关停,并启动双溪口河滩地生态修复治理工程。在保护原有树木的基础上,通过“围护、回填、复绿、美化”等手段开展生态修复,建设生态护岸、休闲步道,种植草皮、补种景观树种,增设休闲设施和生态公厕,把脏乱差的河滩地治理成一个集茶文化交流、露营、休闲等功能于一体的滨水公园,将这里打造成城市的后花园。

    在治理河滩地的同时,堤岸治理也在同步进行。“我们坚持以‘原生态+景观’,把治水和造景有机结合起来。”方继高指着河岸护坡向记者介绍,“我们使用大叠石作为护岸建设生态护坡,就地取材以青石板、鹅卵石建成河岸游步道,这样看起来建设成本增加,但是实际带来的综合效益却很高。”

    由于环境质量不断提升,基础设施不断完善,当地吸引了众多游客。为此,下淤村结合马金溪打造“水岸风情、休闲下淤”,整合实施历史文化传统村落项目,大力打造下淤自身品牌,并流转490亩土地,累计投入1000多万元,建设古道修复、宗祠复建、传统美食、精品民宿等项目,以点带面发展全域旅游。据统计,目前村集体流转土地约占全村土地的90%。“通过规模化整治流转,将‘农地流转、农居集聚、耕地保护’3项措施有机结合,在鼓励农村‘三产’融合发展的同时,结合乡村旅游,创建特色旅游品牌,真正实现依靠产业振兴、产业兴旺助推乡村振兴。”衢州市自然资源和规划局有关负责人介绍。

    2018年,下淤村成为被18位省部级领导频频点赞的“好地方”,并先后获得国家级荣誉6个、省市级荣誉28个。村集体经济收入也得到显著提高,农民人均收入是开化县平均水平的1.5倍,实现村强民富……

    不难发现,钱塘江源头区域山水林田湖草生态保护修复工程的开展,让衢州的山更青、水更绿、园更美、人更富。党的二十大报告指出,大自然是人类赖以生存发展的基本条件,尊重自然、顺应自然、保护自然是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。

    保护生态环境就是保护自然价值和增值自然资本,就是保护经济社会发展潜力和后劲,同时也让良好的生态环境成为经济社会持续健康发展的支撑点。如今,衢州市正用“绿水青山”敲开经济发展的新大门,走出一条生态美、百姓富的绿色发展之路。

    迎全国生态日记者行 | 这里,为何被18位省部级领导频...

    近日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所科研团队在近海松散沉积物中的甲烷研究方面取得新认识,相关成果以 “Biogenic methane in coastal unconsolidated sediment systems: A review”为题在环境科学领域TOP期刊Environmental Research (影响因子8.431)上发表。

    该研究综述指出,海洋沉积物是世界上已知的最大甲烷储库。在许多沿海地区,甲烷被埋藏在海底以下几厘米到几百米深的沉积物中,以气囊、分散气泡和溶解气体的形式存在,也被称为浅层气(甲烷为主的气体混合物)。浅层气的存在影响工程地质环境,威胁人工设施的安全。浅层气从沉积物中逸出到大气,甚至会威胁生态系统安全,影响全球气候变化。

    在海上开发不断深入和全球变暖的背景下,对浅层气的现有科学认识与为相关问题制定科学解决方案的需求之间存在巨大差距。基于这一需求,科研人员系统收集了上述浅层气各方面的资料,全面总结了目前的科学认识,分析了存在的不足,为浅层气灾害防治、工程技术、气候变化与碳循环等领域的研究提供系统的参考。

    近年来,青岛海洋所团队围绕近海生物成因甲烷开展了系列调查、监测和研究工作,为碳循环理论研究、浅层气灾害防治、含气土体工程治理等领域提供了全面的科学理论、技术方法和基础数据支撑。

     

    图1.近海松散沉积物中生物成因甲烷全生命周期概念模型图

     

    图2.近海松散沉积物中甲烷可能导致的危害和影响

     
     
    青岛海洋所近海沉积物中生物成因甲烷研究取得新认识

    日前,中国地质调查局青岛海洋地质研究所与厦门大学等单位合作,在西北太平洋多金属结核高分辨率地球化学研究方面取得了新进展,研究揭示了多金属结核微层多样性及元素富集过程和机制,成果发表于国际SCI期刊《Minerals》(IF=2.818,JCR二区)。

    海洋水成多金属结核通常是通过铁、锰氧化物胶体沉淀在海底逐渐积累形成的,它们不仅富集多种关键元素(包括Ni、Cu、Mn、Co、Mo、Ti、Li和稀土元素),并且记录了海底长期古海洋环境变化。研究人员使用原位电子探针分析技术结合背散射图像和高分辨率元素面扫分析,获取了西北太平洋海域三个结核的横截面中主要元素的空间分布信息,并探讨元素沉淀行为。总体上研究区结核样品以水成沉淀为主,且元素沉淀行为符合Koschinsky和Halbach(1995)所描述的胶体化学模型。通过高分辨率地球化学分析,研究人员认识到了结核微层的多样性,并且发现了水成结核中的成岩层及富硅层。成岩层类似于秘鲁海盆中的成岩结核特征,其形成可能是由于表层海洋生物生产力增加,导致沉积物中Mn氧化物的还原和溶解以及相关元素的释放引起的。靠近成岩层的水成层似乎也受到成岩作用的影响,Cu和Ni含量高于其他水成层。富硅层的特征与克拉里昂-克利普顿区域的埋藏结核特征一致,增加的海洋沉积速率导致的亚氧环境可能促使了富硅层的形成。

    近年来,该研究团队在多金属结核地球化学研究方面取得了系列成果。

     

    多金属结核三种不同层的形成模式

    青岛海洋所多金属结核高分辨率地球化学研究取得新进...

    页岩油(shale oil)传统意义上指的是通过油页岩(oil shale)的热解、加氢或热液溶解作用提炼得到的一种非常规石油资源,与天然石油类似,但含有较多的不饱和烃类及氮、硫、氧等非烃有机化合物,它的组成和性质因油页岩中有机质的性质、干馏方法、热解条件、回收系统等不同而有很大的差别。

    与其他能源资源相比,全球的油页岩资源非常丰富,比煤炭多40%。全球油页岩资源折合成页岩油资源量约4750亿吨,比传统石油资源量高出2倍多。此外,油页岩埋深浅、分布广且稳定,探明成本低,资源易于落实。若开采技术攻关突破,国家能源急需时可随时发挥作用,所提取的页岩油可以作为常规石油的补充能源。2016年美国的页岩油产量超过2亿吨,占到石油总产量的50%以上,对常规石油形成了有效补充,发挥了替代作用。这也对美国经济产生了深远的影响,使美国的能源独立性更强并降低了贸易逆差。从能源角度说,页岩油可以对常规石油形成有效的补充,可以看作是一种战备资源。

    近日,地学文献中心完成了情报专辑《页岩油手册——理论、技术与挑战》,该专辑全面阐述了页岩油的来源、特征及分布,页岩油的性质,介绍和探讨了油页岩的开采方法、页岩油加工提取的关键技术,最后分析了页岩油的勘探开发现状及未来前景和挑战。希冀本专辑能为相关领导及部门了解世界油页岩勘探开发的相关进展及关键技术等提供信息支撑,为我国油页岩勘探开发及部署提供参考和借鉴。

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    地调局地学文献中心完成情报专辑《页岩油手册——理...

    中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心“金牌职工”、中国地质调查局西宁自然资源综合调查中心分析测试技术“蓝领专家”,先后获得“河南省岩矿测试技术标兵”“全国先进工作者”“全国技术能手”等荣誉称号,荣获“全国五一劳动奖章”,享受国务院政府特殊津贴……参加工作28年以来,支金保收获了无数褒奖。在这些耀眼光环的背后,是他对党的忠诚、对地质事业的热爱和对科技创新的不懈追求。

    作为中国地调局西宁中心分析测试实验室质量管理组组长、高级化验技工,他勤奋学习、刻苦钻研,实现了从一名普通工人到高级技能人才的飞跃,在平凡的岗位上做出了不平凡的业绩。

    立志做一名有知识的“蓝领”

    1993年,支金保入职原武警黄金第六支队,成为实验室一名职工,负责样品分析。这项工作技术含量高、标准要求严,被称作“寻找金矿的眼睛”。自认为高中毕业、文化底子不错的支金保怎么也没有想到,第一次摸底考试竟没及格。“别人行,我凭啥不行?”他没有气馁,而是暗下决心:一定要练就过硬本领,做一名有知识、有技能的职工。

    为尽快掌握相关理论知识和操作技能,他不放过每一次学习培训机会,每天加班加点学习,反复练习各种操作方法,细心琢磨工作中的每个环节;遇到不懂的问题,就虚心向技术干部和老同志请教。功夫不负有心人,不到一年时间,他就熟练掌握了样品加工、磨片、溶样、测试等技术,在每次计量认证和复查现场样品考核和理论考核中成绩均为优秀。

    2004年,河南省举办首届地质行业技能比武,相关单位都派出业务领域的尖子参赛,支金保也报了名,且是唯一一名高中学历的选手。他闭门苦练七十多天,每天练习操作300遍。最后,在规定的五大类、69个竞赛项目中,他一路过关斩将,夺得全省第三名的好成绩,被授予“河南省岩矿测试技术标兵”称号。回到工作岗位,同事们打心眼里佩服这位勤奋的“战友”。

    支金保常说一句话:“新时代技能人员要有学历文凭,更要有知识和技能。”二十多年里,他先后啃完了《化验读本》《岩矿分析》《金的分析化学》等二十多套化验专业方面的书籍,做了几十万字学习笔记,千余条操作规程烂熟于心,十几项化验技能炉火纯青,上百种问题处理方案成竹在胸,并以优异成绩取得郑州大学化学工程与工艺专业本科文凭、材料成分检验工种高级职业资格证书,从一名普遍的化验员成长为资深的技术人员,多次被表彰为学习成才先进个人、业务技术标兵。

    工作中的支金保一丝不苟

    攻克技术难题诠释不懈追求

    参加工作后,支金保把分析测试岗位确定为自己人生和事业的新起点,设定了做一名优秀复合型技术工人的目标。地质工作者科学严谨、求真务实的作风和他对技术创新的执着追求,激励着他攻破一个又一个技术难题。

    金精粉测试含量偏低是岩矿分析中最为棘手的难题之一,尽管单位组织了多次技术攻关,问题却始终没有进展。支金保迎难而上,在查阅大量资料、请教众多专家和开展数百次实验之后,成功找到了破解办法——通过更换液体氟化氢铵和改进吸附材料配比,从而大大提高金的溶解和吸附能力。这一方法不但能快速测算出金含量,而且具有极高的市场应用价值,被相关单位推广使用。

    矿石样品磨片是一项极难掌握的技能,在每分钟1200转的磨片机上打磨一块橡皮大小的石片,全靠手指按压的力度掌控,轻了薄片会被甩飞,重了会被磨碎。在长期的工作实践中,支金保不但练就了一手磨片绝活,还摸索出一套四步磨石法,可以轻易地将一块石头打磨成透明薄片,厚度相当于一张普通纸的1/10,而且成功率也从之前的不足50%提高到90%以上。

    为提高野外快速分析能力,他与同事孙鹏经过两年多的研究,探索出野外样品快速分析法,将实验室采、加、化周期由原来的45天缩短至1天。

    “每解决一个技术难题,都是完成一次对自己的挑战,也是成长的蜕变。”二十多年来,支金保在本职岗位上做了大量技术革新,先后破解26个技术难题,取得8项技术革新成果,不但大大提高了实验室快速、准确分析的能力,还为单位节约经费上百万元,成为名副其实的岩矿分析专家,被称为“专家型技术工人”“工人教授”“身边的大国工匠”。

    “传帮带”培育技术人才队伍

    “不仅要个人进步、团队进步,还要带着更多的人一起进步,要把工匠精神传递给年轻人。”支金保是这样说的,也是这样做的。二十多年来,他先后带过四十多名徒弟,其中32人成为业务尖子,所在的分析班连续多年被评为先进班。

    工作中,他总是手把手地教方法,不厌其烦地讲要领,毫无保留地把自己多年积累的技巧和绝活全盘托出,得到了大家的钦佩和敬仰。遇到反应慢的徒弟,他反复耐心地示范讲解,直到对方学会为止。即使徒弟不小心犯错,他也不会大声训斥,而是认真分析原因,一起总结教训。

    技术干部王彩玉说,支师傅对她影响最深的,不仅是他的过硬技术,还有他的职业精神。每次添加试剂,他都按照精确值,一点一点地滴,做到分毫不差;每当开启盐酸等危险试剂瓶盖,他总是挡在助手前面以防不测。这种严谨细致、一丝不苟的精神一直影响和鼓舞着实验室的每一位同志。

    2008年,单位从国外引进一套价值五十多万元的分析仪器,领导把这件宝贝交给了支金保和他的徒弟党书鹏。为了尽快掌握技术,支金保对照操作规范和说明书苦练3个月,总结出180多个注意问题和易错点,然后手把手地教给党书鹏。每次操作机器,他都站在徒弟背后,做对方最大的支持,因为按照规定,师父在场时发生任何操作失误由其负全责。解除心理压力的党书鹏进步极快,不到半年就熟练掌握了整套机器的操作要领。

    坚守共产党人的精神追求

    一直以来,支金保都在用实际行动诠释着入党时的铮铮誓言。

    矿石样品磨片是实验室几十个岗位中最苦最累的工作。一天下来,支金保腰酸背痛,满手伤痕,耳朵和鼻子里塞满了粉尘。长时间的劳累使他落下了颈椎劳损的毛病,脖子上经常贴满各种膏药。强烈的噪音还给他的听觉系统造成伤害,听力不及常人一半。

    在实验室,支金保是唯一一个身兼两职的人,既做分析测试又管样品磨片。别的同事都有机会调休,他却经常加班加点。某年初冬,单位接到某矿区一批紧急矿样测试,要求20天内拿出结果。支金保深知,野外勘查耽误一天就会损失几万元,于是带领分析班昼夜连轴转。工作中,他需要不停地用手沾水,很快双手便被冻得红肿裂口,即便贴上膏药、涂上药膏,血水依然将半个水池几乎染成红色。十几天后,任务圆满完成,而他的手已经溃烂化脓。

    2008年底,支金保带领样品分析班出色完成了多项重大化验任务,单位准备给他表彰。得知情况后,他马上找到领导:“工作是大家干的,哪能给我一个人表彰”。结果,个人三等功变成了全班的集体三等功。

    支金保在河南省技能比武中获奖后,不断有企业以高薪聘请他。当时他的妻子下岗待业,全家唯一的收入是他每月不到2000元的工资。面对优厚待遇的诱惑,他严词拒绝:“没有组织的培养就没有我的今天,没有实验室这个平台就没有我现在的成绩。翅膀再硬,我也不会离开哺育我的家。”

    二十多年来,支金保经手的化验样品多达四十余万件,从未出过差错。他始终保持着对地质事业的热爱,心系单位发展。2014年8月,原武警黄金第六支队从河南省三门峡迁至青海省西宁市,考虑青海工作区条件艰苦,加上两地分居,许多职工都打起了退堂鼓,支金保是唯一一个主动报名随队前往的。2018年8月,黄金部队跨军地改革,不少年龄较大的干部职工选择回流部队安置,支金保则毅然选择随队转改。

    谈到未来,支金保眼神坚定地说:“人不能在荣誉面前止步。今后要做的事还很多,除了用心干好本职工作,还要为单位培育更多新一代工匠,带动更多青年人走技能成才、技能报国路。”

    从高中生到“大国工匠”
    土壤是人类的衣食之源和生存之本,是最基本的生产要素。土壤的健康质量直接影响动植物和人类健康。为了更好地保护我们的生存之本,今天我们就来认识了解土壤环境问题中较突出的重金属污染。

    土壤重金属污染指的是什么 

    重金属通常是指密度大于5克/立方厘米的所有金属元素,包括汞、镉、砷、铅、铬、镍、铜、锌、钒、锰、锑等,其中前5种元素因其毒性大被称为“五毒元素”。

    顾名思义,土壤重金属污染就是重金属或其化合物通过各种途径进入土壤造成的污染。土壤遭受重金属污染的典型事例最早可追溯到19世纪发生在日本足尾铜矿山的公害事件,由于铜矿山废水排入农田,使土壤中铜含量高达200毫克/千克,不仅造成水稻严重减产,而且使矿山周围农田变为不毛之地。进入20世纪五六十年代,相继发生了举世瞩目的“八大公害事件”,其中发生在日本的“痛痛病”和“水俣病”公害事件就是土壤受到重金属镉和汞污染的两个典型。

    土壤重金属污染的危害 

    重金属可以污染水体、大气、土壤、作物等,但重金属不会像有机污染物那样被降解,因此通过食物链被生物体吸收后,会在体内积累,对人类健康造成巨大的威胁。有毒有害的重金属元素,例如砷、镉、铬、汞和铅,会对人体造成严重的危害,可能导致高血压、语言障碍、疲劳、睡眠障碍、提高攻击性倾向、注意力不集中、易怒、过敏反应、自身免疫疾病、血管闭塞以及记忆力下降等疾病和症状。重金属元素还会对人体细胞酶产生毒害作用。

    土壤重金属污染来源 

    土壤中重金属的来源可分为地质过程内源和人为活动外源两部分。地质过程内源又可分为继承型和次生富集型两类。继承型是指母岩中镉、汞、铅等有害重金属含量本底高,在后期的风化成土过程中,这些有害重金属继续保留在土壤中。资料显示,我国土壤大面积的重金属高异常主要是由成土母岩引起的,这些成土母岩多是富含铜、铅、锌、砷、镉等有害元素的硫化物矿床、黑色岩系、煤系地层等地质体,以及含锰、铬、镍的基性岩等。

    次生富集型是指成土母质中重金属元素含量并不高,但是在母岩风化成土过程中,化学性质活跃的元素,如钾、钠、钙、镁等易进入水体流失。而化学性质不活跃的元素,如汞、铅、砷等有害元素在原地的风化残留物中反而富集了。

    人为活动外源主要是指大量重金属通过人为活动进入到土壤环境中,其中主要是现代化工业,例如电镀、电池、化肥、矿业、造纸、杀虫剂、制革、塑料制品、冶金、采矿、化石燃料等制造、使用、活动过程中产生的含重金属的废水、废渣和废气。

    土壤中重金属的活性 

    土壤中重金属的含量和存在形态,很大程度上决定了其对环境、人体的风险高低。目前,土壤重金属的形态分级可分为离子态(水溶态)、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态。不同形态的重金属,其毒性、迁移性和生物有效性均有不同差异。

    一般来说,离子态的重金属移动性强,易被植物吸收,多存在于土壤溶液中或土壤黏粒表面,有着较高的生物有效性;而某些重金属离子会与土壤中的盐类(如磷酸盐、碳酸盐、硫化物、铁锰氧化物等)、有机质形成沉淀物、复合物或螯合物,移动性有所降低,生物有效性也随之下降;最为稳定的则是残渣态,一般存在于硅酸盐、原生和次生矿物等晶格中。

    影响土壤重金属形态分布的因素有很多,归纳起来可分为两大类:一类是土壤内因,即土壤理化性质,如pH值、土壤有机质、土壤质地、胶体含量、离子含量、Eh值、营养元素等;另一类是人类活动,如输入到城市土壤中的重金属的数量、种类的影响。

    土壤重金属污染修复的方法 

    根据修复方式以及处理后土壤位置是否改变,土壤重金属污染治理方法分为原位治理和异位治理。异位治理环境风险低,见效快,成本高,环境扰动大,如客土法、换土法、土壤淋洗法等。原位治理中主要包括物理修复、化学修复、生物修复以及农业生态修复。

    物理修复主要包括电动修复、电热修复等。电动修复主要通过电流的作用,土壤中重金属离子和无机离子以电渗透和电迁移方式向电极运输,然后进行集中收集处理。

    化学修复就是向土壤中投入改良剂,通过对重金属的吸附、氧化还原等作用,降低重金属的生物有效性,常用的土壤改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、有机质等。

    生物修复利用生物削减、净化土壤中重金属或降低重金属毒性。1983年美国科学家Chaney提出了利用超富集植物清除土壤中重金属污染的思想,即利用植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理后可将该重金属移出土壤,达到污染治理与生态修复的目的。

    农业生态修复主要包括两个方面:一是农艺修复措施,包括改变耕作制度,调整作物品种,种植不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等措施,来降低土壤重金属污染;二是生态修复,通过调节诸如土壤水分、土壤养分、土壤pH值和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因子,实现对污染物所处环境介质的调控。

    钨尾矿资源,待挖掘的宝藏 

    □郝小非

    钨矿是重要的矿产资源,已发现钨矿物和含钨矿物20余种,最具有开采价值的是白钨矿和黑钨矿,主要分布于江西和湖南。钨矿品位一般在0.1%~0.5%,对钨矿选别后,91%以上的固体废弃物被作为尾矿丢弃。我国每年约有1000多万吨钨尾矿被排放到尾矿库中,未被有效开发利用,不仅占用大量土地,还存在安全隐患。但尾矿不是没有任何利用价值的废物,在技术经济条件达到的情况下也是待挖掘的宝藏。

    随着人们对尾矿资源综合利用认识的提高,人们也越来越注意到尾矿也是一种资源,可以被开发利用。钨尾矿中一般含铜、钼、铋等重要金属矿物及石英、萤石、绿柱石和石榴子石等非金属矿物,随着选矿技术的提高,我们不但可以再次回收利用钨,也可以回收铜、钼、铋、铷、锂和钾等有价元素,还可以回收萤石、石英、石榴子石等非金属矿物。另外,我们还可以利用钨尾矿制备地聚物、微晶玻璃、陶瓷原料、免烧砖、透水砖等环保建筑材料。

    总之,只要我们结合钨尾矿资源特点,因地制宜地寻求钨尾矿资源化利用途径,一定可使钨尾矿变废为宝,实现经济效益、生态效益、社会效益的有效统一。

    “锆”诉 

    □雷晴宇

    对普通大众来说,单纯提到化学元素锆,可能相对比较陌生,但它却与我们的生活密切相关。比如,我们最常用到的卫生洁具、瓷砖等陶瓷产品,就是因为其中含有一定量的锆才让它的外表变得那么艳丽和富于光泽,也让它具有了极强的抗腐蚀和耐磨等性能。

    在工业实践中,由于提炼和加工困难、产量不多,锆被列为稀有金属。

    锆的应用领域非常广泛。其中,63%以上的锆以硅酸锆、氧化锆的形式应用于陶瓷、耐火材料领域,约有13%用在锆化学品领域,仅有3%~4%的锆矿石被加工成金属锆。因其具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性,锆还被广泛应用在航空航天等领域。

    锆的元素符号为Zr,锆元素在地壳中的含量仅约为0.025%。

    地壳中大部分锆呈分散状态存在于许多矿物中,已知含锆的独立矿物有38种,锆英石(ZrSiO4)和斜锆石(ZrO2)是主要的具有工业价值的含锆矿物。锆英石主要赋存于海滨砂矿中,是世界冶炼金属锆的主要来源。斜锆石主要产于碱性火成岩中,与霞石、霓石、磷灰石、萤石、钙钛矿、锆石、烧绿石等共生。

    含锆的天然硅酸盐ZrSiO4被称为锆石或风信子石,广泛分布于自然界中,具有从橙到红的各种美丽的颜色,自古以来被认为是宝石,印度洋中的岛国斯里兰卡盛产锆石。

    1789年,德国人M.H.Klaproth对锆石进行研究时发现,将它与氢氧化钠共熔,用盐酸溶解冷却物,在溶液中添加碳酸钾,沉淀、过滤并清洗沉淀物,再将沉淀物与硫酸共煮,然后滤去硅的氧化物,在滤液中检查钙、镁、铝的氧化物均未发现,在溶液中添加碳酸钾后出现沉淀,这个沉淀物不像氧化铝那样溶于碱液,也不像镁的氧化物那样和酸作用,Klaproth认为这个沉淀物和以前所知的氧化物都不一样,是由Zirkonerde(锆土,德文)构成的。不久,法国化学家de Morueau和Vauquelin两人都证实M.H.Klaproth的分析是正确的,该元素拉丁名为Zirconium,符号认为Zr,中国译成锆。

    1808年,英国的H.Davy利用电流分解锆的化合物,没有成功;1824年,瑞典的J.J.Berzelius用钾还原K2ZrF6时制得金属锆,但不够纯。直到1914年,荷兰一家金属白热电灯制造厂的两位研究人员Lely和Hambruger用无水四氯化锆和过量金属钠同盛入一空球中,利用电流加热500℃,取得了纯金属锆。

    锆矿资源是稀有金属矿产资源之一。世界各大洲均发现有锆资源,主要分布在大洋洲和非洲,美洲、亚洲、欧洲也有发现。锆矿床按其成因可分为脉型岩矿和砂矿两种类型,但由于岩矿结构形态复杂,分离共生矿物成本高及开采难度较大等原因,导致目前全球工业开采多以砂矿型为主 。砂矿主要包括滨海砂矿、冲积砂矿以及残积砂矿,其中滨海砂矿最具工业开采价值,规模和产量远大于冲积砂矿及残积砂矿。

    据美国地质调查局数据显示,2012年~2018年,全球锆资源储量维持在7500万吨左右,澳大利亚、南非、肯尼亚及莫桑比克4个国家锆矿储量合计6140 万吨,占全球的84.11%,矿床类型多以滨海砂矿为主; 印度、马达加斯加、巴西、中国、美国、乌克兰、印度尼西亚及俄罗斯等国家锆矿储量1160万吨,占全球的15.89%。

    我国的锆储量和美国基本一致,约有50万吨,仅占全球储量的0.68%。相较于其他国家,我国锆资源非常缺乏,所以,我国的锆资源主要靠进口获得。随着需求量不断增大,近年来进口以每年6%的速度增长,国内每年锆进口需求量达到90%以上。

    锆英砂主要用于生产化学锆、电熔锆、硅酸锆、金属锆等。2019年,我国锆英砂市场需求量为62.02万吨,而我国自有资源产量不足1万吨,近3年的进口量均超过100万吨。

    中国和欧洲是锆的主要消费市场,中国对锆的需求在全球占比高达52%。

    锆矿按照主要用途分为金属锆和工业锆两类。金属核级锆处于锆产业链最顶端,工业锆主要用在化工耐酸碱设备、电子行业等领域。中国是世界陶瓷工业生产和出口大国,硅酸锆则是陶瓷行业的直接和主要原料,陶瓷制品离不开装饰,好的装饰使制品身价百倍,装饰材料是装饰的物质基础,陶瓷色料是最重要的陶瓷装饰材料。由此可见,陶瓷色料在陶瓷装饰中的地位,也可知氧化锆在陶瓷装饰中的地位。同时,随着中国陶瓷产业的迅速发展,锆需求也随之猛增。

    矿山废水变废为宝的秘诀 

    □胡四春

    在矿山开采、矿物富集分离过程中,会产生大量的矿山废水,其中包括矿坑水、露采厂废水、选厂废水、尾矿库和废石场的淋滤水,这些废水不仅被白白浪费掉,而且还污染了地表水和地下水,危害环境。

    根据产生的途径不同,矿山废水性质相差很大。例如,矿坑废水pH值要么是强酸性,要么是碱性;选厂废水可能含有大量的重金属离子和有机药剂,这些都给废水处理及回用造成了巨大的麻烦。因此,根据废水产生的途径和废水处理后的性质进行分类处理和分质利用就成了把矿山废水变废为宝的关键。

    矿山采选废水常见处理方法 

    一般来说,矿山采选废水常见处理方法主要包括七方面:

    自然净化法。自然净化法作为最廉价、最简单的废水治理方法,被我国的选矿厂普遍采用。自然净化法常以尾矿库为构筑物,废水通过管道运输至尾矿库,在库内发生沉淀、水解、氧化、挥发、光照降解甚至生物分解等作用,使悬浮颗粒和残余药剂浓度降低,甚至基本去除。

    自然净化的效果与曝晒时间、光照强度、水体温度、初始pH值、溶解氧等因素有关。通常曝晒时间越长、光照强度越强、温度越高,自然净化效果越好。

    特点:自然净化法具有成本低、管理方便、无二次污染等特点,但存在净化不彻底、耗时长、气候等自然因素干扰大等问题,特别在高寒地区,往往会因为净化效率低下而影响废水的回用。因此,自然净化法通常可作为选矿废水的预处理方法,或用于成分相对简单的重、磁选废水的处理。

    酸碱中和法。酸碱中和法是一种传统的废水治理方法,因简单实用而被广泛采用。这其中既包括酸性废水中的H+(或碱性废水的OH-)与中和剂中的OH-(或H+)发生反应,生成中性水分子,同时矿浆的合适碱度也有利于重金属离子与氢氧根离子反应生成难溶的氢氧化物沉淀,从而消除重金属污染。

    生产实践中,常用的中和剂有石灰、消石灰、硫酸、碱性废水废渣(电石渣等)、酸性废水废气等。在选择中和剂时,应优先考虑厂区周边的废料,以达到“以废治废”的目的。理论上各重金属在一定pH范围内均能沉淀,因此控制好pH值是中和法的关键。

    特点:酸碱中和法具有管理方便、费用较低、操作简便、处理量大、适应性强和运行稳定等优点,但也存在一些问题,如在用石灰中和时,设备及管壁结垢严重、污泥增量较大、易产生二次污染等。

    混凝沉淀法。混凝沉淀法是目前治理选矿废水较成熟的一种方法,常与活性炭吸附或氧化法组成混凝沉淀——活性炭吸附法和混凝沉淀——氧化法。

    混凝沉淀法使用的药剂主要包括凝聚剂和絮凝剂两大类。凝聚剂主要有氯化铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)等,使用最普遍的絮凝剂是聚丙烯酰胺(PAM)。混凝剂的选择至关重要,它直接关系到净化效果的好坏。

    特点:混凝沉淀法可以有效去除废水中的悬浮颗粒和一些重金属离子,是一种成熟、稳定、高效的废水治理方法,但也存在对有机化学药剂净化不彻底,因药剂用量过大易产生二次污染等问题。

    化学氧化法。化学氧化法是深度治理废水中残留浮选药剂的有效方法,特别是近年发展起来的高级氧化技术(AOP)能彻底去除废水中持久性难降解有机污染物。

    化学氧化法的实质是,氧化剂通过夺取废水中有机污染物中的H原子等途径,将有机污染物氧化成无毒或低毒的小分子物质,或转化为容易从水中分离的物质,从而降低废水的COD、BOD。常见的氧化剂有臭氧、Fenton试剂、双氧水、次氯酸钠等。

    特点:化学氧化法治理废水具有操作稳定、反应彻底、处理效率高并能提高废水的可生化性等特点,特别对于处理高COD的有机废水具有显著优势,但也存在运行费用较高等问题。

    人工湿地法。人工湿地是仿照自然湿地人工修建并参与监督控制的具有流动或静止水体的浅水水域,是以基质-植物-微生物为核心的综合生态系统,可通过基质截留、过滤、吸附,植物吸收、拦截,微生物摄食、分解等途径去除废水中的污染物,充分发挥了物理、化学和生物的协同作用。

    特点:人工湿地法为治理废水提供了一条绿色化、生态化的技术路线,但也存在基质易堵塞、占地面积大、受气候等因素干扰大等局限性。

    微生物处理法。微生物处理法对于矿山酸性废水具有显著的优势。其净化原理是利用微生物的新陈代谢作用降解水体中的污染物,从而达到净化废水的目的。

    特点:微生物法治理废水拥有巨大的发展潜力,具有环境友好、选择性好、二次污染少等特点,甚至还可以回收某些重金属原料,但如何筛选出适应性强的菌种是个难题。

    矿山废水的分步处理和分质利用 

    一般来说,铅锌矿矿山废水的分步处理和分质利用分4步来进行:

    一是将铅精矿和锌精矿的浓密溢流水直接回用到各自的选别流程。

    二是向尾矿水加入一定量的钾明矾和阴离子PAM进行混凝反应和絮凝沉降,将尾矿废水中影响选矿指标的铜、铅、锌、镉、铬等重金属离子去除掉。然后,再加入一定量的椰壳型粉末活性炭,并通过纤维球过滤塔来去除掉影响选矿指标的部分有机残留药剂,适度处理后的废水大部分回用到选矿流程。

    三是采场废水一部分用于厂区绿化用水和尾矿干堆库区降尘喷淋用水。

    四是加入一定量的纯碱来降低水的硬度,通过砂滤和膜滤工艺来降低水的浊度等,然后将深度处理后的水分别用于陶瓷过滤机的槽洗水、酸洗水及浮选药剂的配制溶解用水。

    根据其性质及成分存在差异,选用合适的废水处理技术及回用方法,可提高选矿废水循环利用率,实现废水的清洁排放,真正做到变废为宝。

    生态画卷 资源综合利用有新突破
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