海洋资源是海洋环境中可以被人类利用的物质、能量以及空间，包括生物、矿产、海水、空间资源及海洋能源。人类对海洋资源的调查、开发和利用是从近岸到远岸，再至深海。随着人们对海洋资源环境重要性认知程度的加深，海洋环境调查和影响评价成为提高海洋资源开发利用价值、维护海洋环境功能的重要方式。

环境基线值指研究区环境参数的当前水平值，即环境现状值，它是环境影响评价工作中最基础的内容。环境基线调查需要记录包括物理海洋学、化学海洋学、地质地貌、生物群落等方面信息。其中，生物基线调查的主要内容包括：采集原生动物及后生动物群落数据——巨型动物、大型动物、小型底栖动物、微生物群落、底栖鱼类和食腐动物以及与资源直接相关的生物区系的数据；记录观察到的海洋哺乳动物，近水面大型动物和鸟群；记录和描述沉积物的生物扰动活动和混合状况；摄影记录手段建立图像背景资料档案；等等。

近期，自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局首次依靠自身力量完成了西太平洋工区的生物和环境调查外业工作，采集了浮游生物、底栖生物、微生物样品，并利用海底摄像记录大型底栖动物与底质环境的图像资料，为建立深海环境基线打下了基础。

合理的技术路线和科学的技术方法是航次任务顺利完成的重要保证。下面，我们来围观本航次生物与环境调查过程与方法。

浮游生物调查取样

浮游生物是指生活在水中缺乏有效移动能力的漂流生物，分为浮游植物和浮游动物。它们体型细小，大多肉眼不可见，且其游动速度往往比它自身所在的洋流流速慢很多，因此它们常常“随波逐流”。浮游生物种类和数量繁多，且时空变化明显，是水域中其他生物生产力的基础。浮游生物调查研究有重要的科学价值，它们有的可以作为海流指示种，有的具有富集放射性同位素的能力并可以作为污染的指示种，硅藻、有孔虫和翼足类等死后沉积在海底，成为海洋底质重要组分，能助力古海洋环境研究。

我们使用深水浮游生物拖网（图1）来获取大洋浮游植物（藻类）、小型浮游动物和大中型浮游动物样品。

图1 深水型浮游生物拖网

采样之前，需要准备3个润洗好的广口瓶，记号笔分别标记大、中、小和站位号，对应收集浮游生物拖网中的样品，同时备好甲醛溶液、镊子，手套等工具。每次下网前检查三个网的网具是否破损，网底管是否处于闭口状态（图2）。

样品采集时，拖网的落网和起网保持匀速和慢速，速度0.5m/s左右，钢丝绳倾角不得大于45°，直到拖网设备出水。使用水泵抽海水，从凌空的网外侧自上而下冲洗，使粘网的标本集中于网底管，确保网中样品全部收入样品瓶，采集的样品使用中性的甲醛溶液固定，最后将样品放入阴凉避光的样品库保存。

图2 浮游生物拖网采样

底栖生物调查取样

海洋底栖生物是指栖息于海洋基底表面或沉积物中的生物。它们多为无脊椎动物，也包括以绿藻、褐藻、红藻等为主的典型植物。按生活方式，底栖动物有固着、附着、穴居、爬行、游泳、共栖、共生及寄生等多种类型，其种类多样性极其复杂，分布范围从潮间带直至万米水深的深海底。按体型大小，底栖动物可分为大型、小型和微型底栖动物。底栖生物分别处于不同的营养层次，并且与底质环境之间存在耦合关系，因此，阐明底栖生物的数量变动规律及其与本底环境、资源间的联系，对海洋环境调查研究有重要意义。

本航次底栖生物调查对象以底栖动物为主。按体型大小，调查对象分为大型底栖、小型底栖和微生物。大型底栖和小型底栖（以能否通过0.5mm孔径的筛划分）调查工具包括箱式采样器、定量框、样品筛、PC管等。

采样之前，准备好硅胶软管、3个广口瓶、定量框、量杯、PC管、铲子等工具，样品筛的最上和最下层孔径没有要求，可以选择粗孔径的网筛，中间三层由上至下按孔径从大到小的顺序排放。

底栖生物调查可以使用底拖网和箱式采样器等方式，本航次以箱式采样为主。箱式采样器出水、去上覆水后，观察沉积物的表层有无大型生物体，若有可用自封袋留存，拍照记录样品位置和站位名称；挑选未扰动或扰动少的地方，将备好的定量框和PC管插入箱式采样器中；待箱式采样器中的泥样脱离箱体，拍照并记录；取出插管，处理后两头加管堵，贴好标签根据实验目的置于普通冰箱冷藏或冷冻保存，待检测小型底栖生物；取出定量框并进行过筛处理，过筛时顶层可以加盖一层筛子防止冲水时水泥溅出，同时也防止高压水枪直接冲破样品，最底部垫一层筛子，有利于泥水尽快排空；过筛后将筛子上的剩存物分别装到样品袋，处理后置于普通冰箱保存，待检测大型底栖生物（图3）。

图3 底栖生物调查取样

微生物调查取样

海洋微生物是来自海洋环境，可在寡营养、极端环境（低温、高压、高盐等）下长期存活并能持续繁殖的微生物，主要包括真核微生物（真菌、藻类和原虫）、原核微生物（海洋细菌、海洋放线菌和海洋蓝细菌等）和无细胞生物（病毒）。海洋微生物在生物地化循环中起非常重要的作用。深海微生物由于长期处在极端环境条件，使之形成了特殊的生物结构、基因类型和代谢产物，是重要的深海生物资源，也是深海环境基线调查的内容之一。

本航次微生物调查内容为：水体/沉积物样品中的微生物群落多样性组成及空间分布特征等。调查工具包括箱式采样器、活塞重力采样器、无菌袋、无菌注射器、无菌瓶、去离子水、缓冲液、液氮等。

箱式取样器出水后，用软管和无菌广口瓶收集上覆水，立即冷藏和沉淀；用润洗过的花泥铲或不锈钢勺刮取表泥（未扰动，水平方向不紧挨着插管和箱式壁）装入无菌袋，由于微生物样品对光照和温度变化十分敏感，为了防止其降解，现场处理完成后可将其置于超低温冰箱（-80℃）保存；将事先冷藏的上覆水样品取出，润洗所有过滤工具，包括空瓶、镊子、滤膜夹等器具(膜除外)；滤膜夹装膜并过滤，过滤过程需注意水要从膜具的中孔流出，且螺纹口处不漏水。过完膜后，用镊子将圆形滤膜折成小扇形过液氮，置于EP管中超低温保存（图4）；重力柱的上覆水/泥样品以类似的方式处理。

图4 微生物调查取样

海底摄像影像资料采集

如果你认为4000米水深以下的海底是一望无边的黑暗和寂静，那你就错了。利用海底摄像系统，我们能揭开海底原貌的神秘面纱。淡定摇尾的鱼、落荒而逃的芒虾、看似不动的蛇尾、海参和海葵、固着海底的海绵、一张一弛的头足类......在镜头下一览无遗。

本航次海底摄像调查内容为：记录底质环境状况；记录大型生物多样性。深海高清摄像系统主要由甲板单元、水下拖体及光电复合缆组成，可满足最大摄像作业深度为6000米。

通过海底摄像可以现场记录底质环境状况；现场记录摄像大型底栖生物出现的时间、数量、种类（图5，图片依次为芒虾、蛇尾、海参、鱼类、海葵、海绵、快速游动的头足类）；根据班报记录情况统计底质环境状况和底栖生物多样性。

图5 深海大型底栖生物影像

初步认识

本次调查收获满满，所获浮游生物样品肉眼可见桡足类、端足类（钩虾）、水母、浮游幼体等浮游动物；大型底栖生物样品肉眼可见生物栖管、海绵骨针；微生物样品从上覆水过滤和表层泥样中提取，需进一步实验室检测分析其群落结构和多样性；海底摄像拍摄到的生物超过200个，主要生物类型有：海绵、蛇尾、鱼类、虾类、海参、头足类、海葵等。

当前，服务支撑海洋生态环境保护，实现海洋资源绿色勘探是自然资源统一管理的重要内容。新时代新职责赋予海洋调查研究工作新使命，也要求基层海洋工作者不断学习和参与实践，丰富原有知识体系，跨学科交流和融会贯通，才能提高履职尽责能力，适应职能转型的新要求。

为加强实验室青年科学家学术交流，打造学术研讨与交流平台。2018年11月23日下午，“自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室2018年度青年学术论坛”在北京举办。重点实验室主任毛景文院士，自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所主要负责人和相关负责人，80余名中青年专家学者和研究生参加了此次论坛。

陈其慎、段士刚副研究员等14位青年学术代表分别从不同的角度重点介绍了自己的工作目标任务、取得的主要进展和成果以及下一步工作计划。实验室学术委员对各报告进行了点评与指导。

近年来实验室技术方法创新取得重要进展，建立了石榴石U-Pb定年和主微量元素同时测定方法，为矿物岩石的形成时代和成因提供更多制约；建立了“含硝酸盐的碳酸盐碳氧同位素高精度分析方法”，为基础地质和气候环境等研究提供了有力支撑；建立了“PPM级硝酸盐氮和三氧同位素细菌反硝化测定方法”，为研究大气污染、生态环境、农业科学和地质科学等研究提供了新的技术手段。首次将锂同位素用于矿床成矿流体研究中，提供了岩浆水大量参与成矿的Li同位素新证据，为解决矿床成因提供了有效手段和途径；高温高压实验技术进步拓展了在不同类型矿床中的应用，为成矿过程、成矿模拟研究提供了新的技术手段。依托试验技术方法的进步，资源所青年科学家在班公湖-怒江成矿带、南岭成矿带、江陵凹陷、湘西地区针对铜、钨、锡、锂等资源，开展了系统的成矿规律与成矿预测研究，取得了重大进展，有效提升了重点实验室的学术水平，推进了资源所学科的发展。

此次论坛，重在为青年科研工作者搭建展示自己及成果的舞台，通过科研学术思想的碰撞，增强所内学术氛围、提升科研技能、加强对青年科技人员的培育。同时，实现科学研究与实验技术方法的结合，助力资源所申报自然科学基金项目，提升以科技创新引领地质调查的能力与水平。各位专家学者、研究生认真聆听了报告，提出较好的工作意见及建议。

资源所主要负责人对各学术汇报人的工作给予充分肯定，指出青年科研工作者是资源所的中坚力量，是推动资源所各项事业发展与科技创新的生力军，青年科研工作者要进一步明确科研业务方向，强调科研创新对于科研工作的重要性。青年科研工作者要互相交流学习和分享经验，为重点实验室建设与发展做出新的更大的贡献。

重点实验室青年学术论坛现场

国家地质实验测试中心向瑞金市人民政府移交土地质量调查成果并进行科普宣传

地球化学生物技术处理酸性矿山废水现场

仙桃市富硒办公室等向测试中心赠送锦旗

生态环境是人类生存最为基础的条件，是我国持续发展最为重要的基础。国家地质实验测试中心所属自然资源部生态地球化学重点实验室近年来在矿山酸性废水处理、复合性污染土壤修复、土地质量调查、大气中持久性有机污染物示踪研究等方面取得了显著进展，为改善地球环境作出了贡献。让我们一起来了解他们保护地球家园的行动。

卡住污染的源头

——地球化学生物修复技术处理酸性矿山废水

谭科艳

金属硫化物矿山在开采、冶炼过程中，会产生含有大量金属离子及硫化物的酸性废水。若这种酸性矿山废水直接排放到地表水中，就会使其中的金属和硫元素在底泥中富集，并对周边生态环境及人体健康造成严重危害。

目前，针对酸性矿山废水的处理技术主要有以下几种：一是中和处理技术，通过向废水中投放碱性中和剂（石灰、硫化钠、碳酸盐矿物等）来实现废水处理。中和法是传统的处理方法，虽可实现一定的废水处理目的，但存在不易控制、处理效果差的问题。二是微生物处理技术，通过具有特定功能的微生物对废水中的污染物进行富集、转化、矿化等来降低其有效性和迁移性。微生物处理技术具有成本低、效率高的特点，但存在稳定性差的问题。三是人工湿地处理技术，人工湿地由人工基质和水生植物组成，通过土壤—植物—微生物系统来对废水进行净化，但存在占地面积大、处理周期长的问题。四是渗透—渗析处理技术，具有分离效率高、无相变、节能的特点，但存在修复费用高的问题。

为了解决上述技术瓶颈问题，国家地质实验测试中心设计了一套地球化学生物技术处理酸性矿山废水的系统，提高了酸性矿山废水处理效果，增强了系统稳定性，且不会造成二次污染。

该中心在江西德兴铜矿酸性矿山废水排放源头建立了一个示范点，设计了铁去除、硫酸盐还原、硫回收、锰去除和末端净化单元，利用当地底泥驯化的SRB，在厌氧条件下通过代谢使能量和电子转移（氧化还原反应），进行硫酸根离子的还原和硫化铜的回收；利用曝气和氧化细菌的方法将大量的铁、锰转化为氧化物进行絮凝沉淀；利用天然矿物材料强大的阳离子交换吸附能力去除微量有毒重金属；并调节pH值到中性以达到减少污染排放和对下游生态环境的影响，达到国家污水综合排放标准。针对pH值极低，含大量铜、锰重金属，含大量铁，以及极高浓度的硫酸根离子的AMD，设计方案理论上达到重金属去除率80%以上，具有结构简单、成本低廉、控制容易、处理效率高、净化效果好、能耗低的优点，针对德兴铜矿排放废水的特点提供了技术解决方案。

本技术不仅将污染修复工作放到铜矿AMD的源头排放点，卡住污染排放的根本，真正做到矿山修复治理的源头防控，而且形成了从上游技术研发到下游应用的完整链条，迈出了修复技术现场应用的关键一步，同时也体现了国家地质实验测试中心的技术引领地位，开创了中心与地方企业融合发展的新局面。

彻底去除土壤中的重金属

——EK-PRB/SS联合技术修复复合污染土壤

黄园英

随着我国产业转移政策的实施和城市“三旧”改造的加快，因工业企业关停转而遗留的“棕地”不少于50万块，主要表现出多源、复合、持久、面广、量大等特征，其中，无机污染（以重金属为主）、有机污染以及二者的复合污染均较为突出。这些日益增多的污染场地将对环境和公众健康构成巨大威胁，成为影响和制约城市可持续发展的重要因素。电动修复因具有适用于低渗透性土壤和同时去除多种污染物的优势而受到广泛关注。由于土壤组成、污染物类型、性质等不同，特别是在不同污染物同时存在的复合污染情况下，单一修复技术往往难以达到修复目标，因此，不同修复技术的组合应用越来越受到重视。

依托部公益性科研专项《电动力学与PRB技术联合修复有机氯和镉、铬（Ⅵ）污染土壤》，针对重金属—有机氯复合污染土壤，国家地质实验测试中心研发了一种新型、绿色环保的土壤修复技术——电动力学—渗透反应格栅技术（EK-PRB）。项目自主研发的EK-PRB装置及工艺，以绿色环保的太阳能供电为主，电动力装置与PRB采用原位连接方式，PRB反应介质为来源广泛、价格低廉的天然材料等组成，失效后可随时更换。阴阳极采用特殊的摆放方式，克服了以往阴阳极作用距离短，电场分布不均匀的缺点，使得EK-PRB技术应用于野外现场污染场地修复成为可能，打破了以往大部分电动修复研究仅停留在实验室阶段的局限。野外现场小试结果表明，EK-PRB技术对“活动态”重金属和有机氯能同时去除，土壤中重金属镉、铬“活动态”去除率大于50%，总六六六和总滴滴涕去除率大于90%。

而对于多重金属复合污染土壤，采用自主研发的电动力学—稳定化（EK-SS）修复装置和修复方案，重点解决了如何使土壤中的多种重金属同时快速定向运动和如何将EK-SS的具体修复方案和修复装置实用化两个技术难点。典型示范结果表明，该技术对污染土壤中各种形态的重金属（包括铜、铅、锌、镉、汞和砷）都有去除作用。经过48小时处理，土壤中大多数重金属浓度可降低70%左右，电动修复的成本由每立方米2500元降低至565元左右。

EK-PRB/SS技术已形成了有机—重金属或多种重金属复合污染场地的修复方案和配套修复装置等创新性成果，并通过现场小试和典型示范说明其应用效果，初步评估其快速、高效和经济实用性。另外，该技术为“永久性”修复技术，将重金属或有机物从土壤中彻底去除，消除了重金属重新活化的风险隐患，且适用范围广，经济效益高，二次污染少，因此在污染场地原位修复方面将有广阔的应用前景。

生态环境调查的新利器

——精准高效绿色的环境有机分析技术

饶竹

环境中持久性有机污染物、药物、个人护理品、合成麝香及紫外吸收剂等新型污染物对生态环境和人体健康具有潜在威胁，其调查与评价是生态地球化学学科发展的新需求。一年来，国家地质实验测试中心先后建立了气相色谱—质谱、气相色谱—三重四极质谱法测定水、土壤中合成麝香及紫外线吸收剂，以及液相色谱三重四极质谱分析方法测定水、土壤中10种全氟化合物的新方法。这些方法高效、快速、准确，已应用于生态区地球化学样品分析，研究成果相继发表在国内外期刊上，达到国内外先进水平。

自动绿色有机污染物分析技术既是当前分析技术发展的方向，也是生态文明建设发展的需要。2019年，中心围绕自动绿色技术，开发了自动顶空—全二维气相色谱测定短链氯化石蜡分析新方法，样品用量由1升减为10 毫升，无需有机溶剂，避免了有机试剂造成的二次污染。该方法已成功应用于北京地区地下水、湖水、河水中的短链氯化石蜡测定，为生态环境调查提供了新的科学手段。

抗生素污染是生态地球环境研究的新课题。中心利用超高分辨率液相色谱—质谱联用仪建立了自动在线固相萃取—超高效液相色谱—高分辨质谱分析平台，实现了地下水中40种抗生素自动化识别、确证与定量分析，在无标准品情况下，对批量地下水样品中近200种目标物进行自动化识别，样品用量仅需10毫升，全部检测时间仅1小时，大幅减少了样品前处理时间、有机试剂用量和野外采样工作量，有助于提高地下水资源质量调查与监控的效率。

此外，该实验室还完成了“DZ/T0064.72-201x 地下水质检验方法”中敌敌畏、甲拌磷、乐果、甲基对硫磷测定 气相色谱法等4个地下水标准的报批；完成了“地下水43种极性农药测定 液相色谱—质谱”“地下水 38多环芳烃衍生物测定 气相色谱—质谱法”等6个标准方法研制工作，形成了地质行业有机污染检测标准新架构，将现行有效的“DZ/T 0064-93地下水质检验方法”中13项有机污染物检测指标扩展至265项，大幅提升有机污染检测标准化水平；有力支撑了“DZ /T 0290-2015地下水水质标准”“GB/T14848-2017地下水质量标准” “DZ/T 0307-2017地下水监测网运行维护规范”标准的实施。

这些新技术新方法已成功应用于雄安新区水土有机污染现状调查、贵州南明河抗生素赋存水平调查、污水回灌影响下的北京市地表水中药物与个人护理品分布特征与评价，以及河南洛阳、山西晋中等污染场地地下水有机污染筛查，有利支撑了生态文明建设，促进了生态地球化学学科的发展。

发掘瑞金特色土地资源

——土地质量调查助力精准脱贫攻坚

刘斯文

2017年以来，国家地质实验测试中心承担了自然资源部中国地质调查局“支撑服务赣州六县精准脱贫攻坚地质调查”工作，瑞金市1∶5万土地质量地球化学调查是其中的一部分。为高质量完成该项任务，中心调集能兵强将、充分发挥测试分析专业优势，在标准要求基础上增加了特色农产品中钾、钙、磷、铁、锗等8种有益人体健康元素的测试分析，为最大程度地发掘瑞金市特色土地资源和名特优产品提供测试分析数据支撑。

瑞金市1∶5万土地质量调查涉及7个乡镇，面积400平方公里，基本覆盖了瑞金盆地的农耕区。此次土地质量调查是自20世纪80年代瑞金市第二次土壤普查以来最为全面的一次体检，也是对“藏在深闺人未识”的特色土地资源、特色农产品的一次全面发现。

调查发现，瑞金市土壤环境质量优越，清洁土壤面积约占98%。富硒土壤面积达31平方公里，呈北东—南西向，分布于瑞金盆地、河谷边缘的黄柏乡、沙洲坝镇、云石山乡等地区。富锌土壤面积达70平方公里，连片分布于瑞金盆地内的壬田镇、叶坪乡等地区。调查还发现富硒、富锌特色农产品，比如：富硒、锌、铜、钙、钾的莲子、花生，富硒杨梅、水稻，富硒、富锰茶叶。其中，瑞金莲子中的硒、钙平均含量是普通莲子含量的4倍。项目查明，瑞金市无公害土壤和绿色食品产地面积占比高达95%。其中，AA级绿色产地占48%、A级绿色产地47%，共圈定绿色富硒、富锌农业产业基地16个。

2018年12月，国家地质实验测试中心向瑞金市人民政府移交了《赣州市瑞金市1∶5万土地质量地球化学调查成果报告》和《瑞金市绿色富硒、富锌特色农业基地档案集》。瑞金市人民政府表示，地球化学调查成果对于瑞金市脱贫攻坚，发展地方经济、脱贫致富、生态文明建设等诸多方面具有非常重要的应用价值。部分富硒、富锌农业基地已经实现成果转化应用，带动了近万人口脱贫，取得了显著的社会和经济效益。

助力仙桃打造富硒农都

——土地质量调查服务地方经济发展

刘久臣

国家地质实验测试中心承担的《湖北典型地区1∶5万土地质量地球化学调查》项目， 2016～2018年在湖北省江汉平原仙桃市开展1∶5万土地质量地球化学调查示范。调查结果显示，仙桃市土地环境质量优良，营养元素丰富，在完成的605平方千米调查面积中，发现富硒土地资源250平方千米。依靠调查成果，项目组积极与地方政府对接，服务社会效果显著。

土地质量地球化学调查成果应用于仙桃市自然资源局于2017年开展的永久基本农田划定工作，在国土管理与资源利用中发挥了重要作用。结合仙桃农业发展方向，国家地质实验测试中心协助仙桃市政府编制了《仙桃市富硒产业发展规划》，规划至2021年将着力打造40万亩富硒水稻、30万亩富硒油菜、20万亩富硒蔬菜、10万亩富硒瓜果和莲藕的“四三二一”工程，建成六大富硒板块、百万亩富硒产业基地，一个富硒产业园、富硒产品物流中心和交易中心。

围绕硒元素的科普与开发，国家地质实验测试中心协助仙桃市建设了中国首家以“硒元素”为主题的科普性展览馆“中国硒馆”。该场馆将于2019年6月开馆，届时将成为仙桃市“荆楚富硒粮仓，中国富硒农都”建设上的一张新名片。此外，还协助地方进行富硒产业的宣传推介工作，为地方进行科普讲解，在地方电视台、报纸等宣传媒介推介项目成果，吸引更多富硒产业落户仙桃。截至2018年底，仙桃市已建成富硒农产品基地45万亩，富硒产业规模达14.6亿元，从事富硒产业企业总数15家，富硒产品商标数5个。

国家地质实验测试中心还协助仙桃市组建了湖北省食用富硒农产品监督检验检测中心，为富硒产业发展技术攻关及产品质量安全提供保障。目前，该检测中心已完成100多个大宗农产品的富硒检测，开展了8个富硒农产品标准化生产科研试验示范。

仙桃市自然资源局、仙桃市农村工作领导小组办公室、仙桃市富硒农产品开发领导小组办公室、仙桃市西流河镇人民政府对项目成果给予了高度认可，并期待与国家地质实验测试中心在富硒农产品开发与测试上继续保持合作，让富硒产业在乡村振兴事业中发挥更大的作用。

揭开雾霾产生的自然条件之谜

——东亚季风区大气颗粒物7Be纬度分布规律探索

杨永亮 盖楠

宇宙射线成因核素7Be（半衰期53.3天 ）来源于平流层底部和对流层顶部，是宇宙射线同大气中的氮和氧原子相互作用的产物， 7Be 在大气中的浓度不受人类活动影响、无地表污染源、可经大气运移，是一种有效的大气气溶胶示踪剂。

在中国地质调查局地质调查项目及国家自然科学基金项目的支持下，国家地质实验测试中心较为系统地开展了对处于中国东亚季风区内的纬度范围为19°N～53°N的7Be的大气沉降通量、土壤中累积量、大气气溶胶中含量在不同季风条件下的纬度分布规律以及7Be对典型大气中持久性有机污染物的示踪研究。

通过在中国五个不同纬度城市（低纬度的广州、中纬度的苏州、北京、青岛以及高纬度的黑河市）大气气溶胶中7Be和典型持久性有机污染物（有机氯农药和多氯联苯）的同步观测，发现我国东亚季风区不同纬度城市近地表大气气溶胶中7Be浓度的年平均值与纬度之间的关系服从正态分布规律。

持久性有机污染物会吸附在大气颗粒物上随大气环流远程迁移。为此，项目组开展了我国东亚季风区不同季节大气颗粒态和蒸汽态有机氯农药六六六和多氯联苯的纬度分布研究。研究证明，以宇宙射线成因核素7Be作为大气环流的参照系，可以解释东亚季风区大气环流对持久性有机污染物纬度分布现象。7Be可作为大气污染物远程迁移研究的一个有效的地球化学示踪剂。

此外，为了有效鉴别京津冀地区自然条件因素和人类活动因素对雾霾发生的影响，正在开展的大气气溶胶中7Be的纬度分布研究，根据风向在京津冀地区布置多个采样点，在观测7Be的同时也对一些重要污染物进行观测。该研究对大气环境地球化学研究以及对雾霾的预测、预报具有一定的科学意义和应用价值。

项目组通过对不同地区大气沉降通量的同步研究，对7Be的地球化学行为有了更深入的了解，并对大气污染物远程输送、沉降的中、长期变化及跨境迁移规律的探明提供了重要数据；同时，对雾霾的成因、发生过程及机理进行深入分析，研究成果将对我国中纬度地区大气污染及雾霾的防控具有重要意义。

从镇巴县城到圈子崖天坑的水泥公路还剩下最后的两三千米就修通了，这八九十千米的山路，即使是越野车，也得行驶近三个小时。

记者随同科考队从镇巴县城出发，过了三元镇，沿途都是在悬崖绝壁上忙于修路的山民。尽管已经铺上了水泥路面，但路牙子和栏杆还没有配起来。车在路上行驶，记者往窗外一看，脚下就是悬崖，没有在这样的路上跑过的人，还是会心生恐惧的。

正在修路的山民们对于我们一行的匆匆驶过很友善，从他们喜形于色的脸上，可以看出他们对天坑开发的某种期待。

科考人员在天坑底部考察天坑构造

近年来，陕西汉中天坑群的发现让天坑这种奇特的地质现象为世人所瞩目，也惊动了国际地学界。今年4月28日~5月9日，中国地质调查局岩溶地质研究所、陕西省地质调查院与捷克洞穴学会、英国洞穴协会联合对汉中天坑群进行了第四次国际科考。

天坑群成了继“两汉三国”汉文化之后汉中的又一张靓丽名片。汉中天坑群调查研究成果显示，汉中地区5019平方千米面积内，共发现天坑54个，占全球已发现天坑的1/4，此外，洞穴、峡谷、地缝、石芽、石林、湖泊等岩溶地貌景观超过400处，这也让汉中天坑群成了当之无愧的世界级天坑博物馆。

显然，作为罕见的地质遗迹，汉中天坑群的发现无疑会引发一股旅游开发热潮。但是，在旅游开发的同时，也必然会引来一些反对的声音，到底是重开发还是重保护，这就要考验当地政府的智慧了。

什么是天坑？

天坑是在地球表面自然形成的平均宽度与深度均超过100米的独特的大型喀斯特地貌。站在坑口直接向下观望，让人有一种深不见底的恐惧。在伯牛坑探秘期间，记者怀着好奇，糊里糊涂地跟着科考队顺着绳子往坑里滑，刚刚下到一半，就感到了莫名的恐惧。记者硬着头皮下到坑底，溶洞般的巨大洞厅令记者惊叹，随处可见坍塌的碎石，川流不息的地下暗河不知流向了何方。

据专家介绍，地下河水的强大侵蚀动力是天坑形成的主要原因之一。随着河水的不断冲刷，洞穴面积不断扩大，形成了我们看到的这种大厅。再经过数万年的冲刷和崩塌，大厅顶部完全塌陷，最终形成天坑。

对于天坑的概念，陕西省地质调查中心主任罗乾周用比较通俗易懂的语言给出了自己的答案，天坑是指四周陡壁具有一定规模、发育在碳酸岩岩区的一种地貌，是在地下河强烈溶蚀和侵蚀作用下，石灰岩不断溶解，导致岩层不断崩塌，并贯通地表所形成的。

2001年之前，天坑只是对重庆奉节县小寨天坑这种景观的特称，类似的地貌在各地有不同的名称，如“龙缸”、“石院”、“石围”、“岩湾”、“天盆”等。2001年，天坑作为一个专门的喀斯特术语被我国专家提出。

作为一种地质奇观，天坑虽然已经在地球上存在了漫长的岁月，但直到2005年，中国地质调查局岩溶地质研究所研究员朱学稳与其所在研究集体提出的喀斯特天坑理论体系和“天坑（karst tiankeng）”的名称，才正式被国际喀斯特学术界认可。这是继峰林（fenglin）和峰丛（fengcong）之后，第三个由中国人定义并用汉语和拼音命名的喀斯特地貌术语。

在朱学稳和英国诺丁汉特伦特大学Tony Waltham教授联合署名的论文《天坑释义》中，他们是这样定义天坑的：具有巨大的容积，陡峭而圈闭的岩壁，深陷的井状或桶状轮廓等非凡的空间与形态特征，发育在连续沉积厚度及其含水层包气带厚度均特别巨大（地下水位深埋）的可溶性岩层（以碳酸盐岩为主）中，从地下通向地面，平面宽度与深度从大于100米至几百米以上，底部与地下河相连接（或有证据证明地下河道已迁移）的一种特大型喀斯特负地形。

此外，在观赏方面是否具有稀有、壮观、险峻、生境独特和生物多样性等综合属性，也应该被认为是鉴别天坑与一般漏斗、洼地或竖井的重要标志。失去地下河行迹或周壁的完整性遭受严重破坏的天坑，可称为退化（剥蚀）天坑。

“据推断，汉中天坑群的天坑形成时间在18万年到12万年前，最古老的可追溯到68万年前，通过研究天坑我们可以研究古地理环境、气候等，可以帮助我们更好地了解过去。”罗乾周称，独特的地形、负地形下特殊的生态环境是人类了解地质、气候变化的最佳场所。

汉中天坑群的一大特点是，这些天坑都处于原始森林之中。我国的喀斯特地貌以“中国南方喀斯特”世界自然遗产最为著名，那些分布于云南、贵州、广西、重庆等地的石林、峰丛、溶洞、天生桥以及天坑等，没有一处有着汉中天坑群这样丰美茂盛的原始森林。

关于汉中天坑群的形成，陕西省地质调查中心总工程师李新林告诉记者，天坑群的形成是一个很复杂的过程，它不是简单的地质塌陷的结果，地下水流的侵蚀和微生物（细菌）的侵蚀也是天坑形成的诱因。当然微生物的侵蚀必须具备一个条件，就是上部有适合菌体繁育的土和植物。

天坑是一种自然景观，由喀斯特作用形成，因此人为作用形成的巨型坑不能叫天坑，比如矿坑就不能算天坑。此外陨石撞击地球形成的陨石坑也不能叫天坑，因为它不是喀斯特作用所形成的。

北纬30度以北

北纬30度主要是指北纬30度上下波动5度所覆盖的范围。在这一个纬度发生着许许多多让人捉摸不透的未解之谜和神秘事件，四大文明古国全部集中在神秘的北纬30度附近。

据研究发现，在北纬30度附近发生的地震都十分严重，其实不仅仅是地震，海难、火山和空难在北纬30度发生的概率也非常高。

在北纬30度，既有着许多奇妙的自然景观，又存在着许多神秘现象以及未解之谜。北纬30度发生的一系列现象都有着一定的必然联系，其被人们称为地球的脐带，该纬度的磁场、电场、重力场等都对地球环境产生了很大的影响，北纬30度未解之谜等着人们去探索。

北纬30度既是地球山脉的最高峰所在地，又是海底最深处的藏身之所，世界著名的几条大河都在这一纬度进入海洋。在这里，不仅有着神秘的古埃及金字塔群，还有神秘的火神火种壁画，死海、空中花园、百慕大三角州、玛雅文明遗址等都在这一纬度存在着，甚至人们猜想的亚特兰蒂斯似乎也存在于北纬30度附近。

在北纬30度存在的神秘现象以及未解之谜数不胜数，这一纬度也一直被人们称之为神秘的北纬30度。地球在46亿年的历史变迁过程中，形成了今天独特的地质和地貌特征。关于北纬30度的奇异现象，尽管地球物理学家发现了由地表至地心分布着地壳、地幔和地核，以及三者不同尺度的三维横向不均匀性，但有些奇怪的自然现象还无法弄清，很多问题仍需进一步进行研究。

天坑是一种罕见的地质现象，一般形成期在50万年左右。目前，全世界发现并被确认的天坑共有130个，其中90多个在中国。那么，为什么说这次发现的汉中天坑群十分罕见？原来，汉中天坑群发现之前，全世界发现并被确认的天坑均位于北纬24度~31度之间和南、北纬20度以内，而在汉中发现的天坑群沿着大巴山脉，分布在北纬32度~33度范围内，是在我国北纬32度湿润热带-亚热带岩溶地貌区最北界首次发现的岩溶地质景观。

据了解，汉中天坑群是首次在北纬32度~33度范围内被发现的全球纬度最高的天坑群，填补了世界岩溶地质研究的空白。汉中天坑群共有54处，主要分布在汉中市宁强县禅家岩镇、南郑县小南海镇、西乡县骆家坝镇、镇巴县三元镇4个区域，其中超级天坑2个、大型天坑7个、常规天坑45个、其他地质遗迹473处。

中科院院士袁道先在进行实地考察后认为，汉中天坑群将我国湿润热带-亚热带岩溶地貌区界限显著北移，具有重要的科学价值，合理保护与开发利用天坑群地质遗迹资源，对于地方经济发展具有重要的推动作用。

汉中发现罕见天坑群的重要价值在于，不仅极大地丰富了我国乃至世界地质遗迹旅游资源，更填补了世界岩溶地质研究空白，增加了生物研究原始样本，对研究我国南北方乃至全球古地理环境及气候变化具有重要科学价值，其被专家誉为改写地质历史的世界级“自然博物馆”。

由联合国教科文组织选出的地质公园是以其地质科学意义、珍奇秀丽和独特的地质景观为主，融合自然景观与人文景观的自然公园。联合国教科文组织的目标是选出超过500个值得保存的地质景观加强保护。目前，我国已有35处地质公园进入联合国教科文组织世界地质公园网络名录。无论是地质公园还是世界自然遗产都是全球自然景观中的佼佼者，其科学意义和旅游观赏意义不言而喻。记者从不同渠道了解到，针对汉中天坑群这一独特的地质遗迹，目前各方正在积极筹备世界地质公园和自然遗产申报。

中国地质调查局高级工程师毛晓长认为，汉中天坑群与南方天坑有着不同的形成机理，生物多样方面也很独特，因此从稀有性、科学性、美学性、可保护性等方面而言，汉中天坑群具备成为世界级地质遗迹的条件。

专家认定，汉中天坑成群分布，规模巨大的洞穴廊道、地缝、峡谷、石林及湖泊等岩溶景观类型齐全，组成了完整的岩溶地貌系统。岩溶洞穴中保留有丰富的古地下河冲积物、次生化学沉积物及重力崩塌堆积物，为研究地下河演化和秦岭南部古环境变化提供了素材。

记者了解到，中国地质调查局岩溶地质研究所与陕西省地质调查院已达成共识，拟共同推进汉中天坑群国家及世界地质公园申报工作，初步确定以汉中黎坪地质公园为基础，联合南郑小南海、宁强禅家岩天坑群，争取申报世界地质公园。

开发之惑

天坑是一种独特的自然奇观，为喀斯特条件下所特有。它在自然景观中，具有稀少、奇特、险峻、恢弘、壮丽、秀美、生态环境独特等一系列特殊的旅游观赏价值与感官属性。同时，天坑总是与洞穴、地下河、奇峰怪石等其他旅游资源共存于一体，因而无疑是一种特殊的超级旅游资源。

据了解，重庆小寨天坑已于1999年向游人开放，广西乐业大石围天坑群正在旅游开发规划之中。未来，喀斯特天坑风景名胜区将为世界旅游业增添一个璀璨夺目的亮点。

汉中天坑群一般分布在人迹罕至的大山顶上，居住在这里的村民大多因为交通问题而在贫困线上挣扎着。在南郑县小南海镇考察伯牛坑时，正在地里干活的一位老农民悄悄地向记者打听，这里真的能开发吗？几天后，在央视对镇巴县三元镇天悬天坑进行直播的当天，一群前往围观的当地村民又问了同样的问题，其中一个年轻人告诉记者，他自己花钱修通了一条从家到公路的水泥路，准备开一个农家乐。

记者注意到，每个天坑附近的百姓都对天坑的开发充满了期待。面对这一世界级的旅游资源，当地政府又岂能错过？对于经济欠发达的汉中来说，有开发利用的冲动也在情理之中。但是天坑资源属于不可再生的自然遗迹资源，一旦开发不当将会带来不可挽回的损失。

在本次科考期间，中国地质环境监测院地质环境评估室主任、全国重要地质遗迹项目负责人董颖对天坑一味地搞大规模开发提出了反对意见，她说：“地质遗迹开发要谨慎，应以保护为主，即使要开发，也应该以维持天坑的原貌为基点，不要对其原有的风貌进行破坏，否则就失去了意义。”

因此，对于经济实力不强、脱贫攻坚压力较大的汉中来说，如何利用天坑群资源，推动区域经济发展、促进当地群众致富增收成了主政者面临的主要问题。

“汉中天坑群基本上为原始状态，未受人为破坏，保存程度极好。”李新林介绍，汉中天坑群地质遗迹呈现地面与洞内景观相结合的多层次的游览空间，可以与人文、生态及红色旅游资源相结合，形成完整的旅游资源配置格局，具备观光游览、度假休闲、探险科考、科学研究、科普教学等多种功能。

据了解，由于自然条件限制，天坑周边交通十分不便，当地群众的生活也十分贫困。周边群众期待天坑群的发现能够带动基础设施建设，依靠生态旅游促进自然资源开发和农副产品销售，为当地脱贫攻坚提供机遇。

实际上，由于汉中天坑群还处于科考阶段，旅游还尚未开始，加之天坑所在之处地形都较为险峻，保障措施还不完备，为了游客的安全，暂时没有对外开放。不过，在科考队进入圈子崖天坑和天悬天坑期间，记者发现，还是有不少重庆、四川、湖北等外省市的游客慕名前来参观旅游。

据了解，当地已着手编制下一步调查、保护和开发利用方案。陕西省计划对其余岩溶遗迹区继续开展深入地质勘查，并启动地质遗迹保护管理办法的起草工作。

“通过考察，我们发现，汉中天坑群还存在许多未解之谜，需要我们在今后若干年开展多学科、多方面的深入调查。”陕西省地质调查院副院长黄建军说。

斯洛文尼亚科学院岩溶所的安德烈·米哈维奇博士在不久前考察汉中天坑群后表示，汉中天坑群非常壮观，具有很高的科学价值和旅游价值。

斯洛文尼亚最著名的波斯托伊纳洞已有约200年的开发历史，它经历了一个不断纠正错误和调整旅游战略的发展过程，以求在遗迹保护和开发旅游之间实现平衡。安德烈·米哈维奇说：“我建议对汉中天坑群的保护利用进行综合评估，三思而后行，避免破坏和犯错。”

汉中天坑群如何做到在保护中开发，相信当地政府部门会有一套完善的规划。记者意识到，要想更好地开发，把汉中天坑群当作一个地学科普基地，还需要我们的地质学家更好地讲好地球的故事。