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    2017年12月21日,中央国家机关文明办、国家机关事务管理局、中央国家机关绿化办、北京市园林绿化局、门头沟区园林绿化局等单位到地调局环境监测院西峰寺办公基地对古银杏树(1800多年历史)进行现场考察,并研究提出具体保护措施。

    考察组对银杏树的养护工作提出五点要求:一要深刻认识并高度重视古树名木的保护工作;二要做好银杏树整体的支撑保护,及时替换老旧支架;三要立即修补断裂分枝树杈的断面,锯口处要涂抹保护剂;四要对古树进行整体的超声波树洞检测,进行封堵保护处理;五要做好浇灌和防虫等日常养护工作,建立银杏树状态随时查看机制。北京市园林绿化局表示,将在技术和资金上对西峰寺银杏树的保护工作提供支持和帮助。

    环境监测院党委书记李文鹏对中央文明办、绿化办和北京市各级园林绿化部门对西峰寺银杏树保护工作的大力支持表示感谢。李文鹏指出,西峰寺银杏树是中央国家机关中最年长的古树,环境监测院将按照国家古树名木保护相关管理规定扎实做好银杏树的保护工作。

    国家机关事务管理局驻京办事处与综合管理司穆华伟副司长、中央国家机关绿化办王国立主任和北京市园林绿化局、门头沟区园林绿化局等领导和专家共7人参加考察。环境监测院党委书记李文鹏,党办、团委、西峰寺等有关部门负责同志陪同考察。

    中央国家机关文明办对环境监测院西峰寺办公基地古银...

    428日,天津市第八十二中学150余名师生走进自然资源部中国地质调查局天津地质调查中心,与地质科研人员“零距离”接触,领略地学科技前沿,感受科研成果背后的故事。本次活动紧紧围绕“珍爱美丽地球守护自然资源”地球日主题,分科普讲座、“科普集市”、参观实验测试室等三个环节,为天津市第八十二中学的师生带来了一场精彩的地学科普盛宴。 

    活动伊始,天津地调中心科技人员为同学们作了题为《雄安新区地质演化过程及蕴含的资源环境》的科普讲座,介绍了雄安新区的6500万年来地质演化的过程,以及蕴含的地热、地下水和城市地下空间等资源。 

    “科普集市”集中共分为8个展台,集中展示了天津地调中心近年来的工作成果,并由科普志愿者为中学生们展示了多年来亲手采集的和田玉、岫岩玉、玛瑙、孔雀石、紫晶、萤石、骨骼化石、金伯利岩、榴辉岩、橄榄岩等百余种珍贵样品,现场讲解标本岩石成因与发现过程中故事,形成了科普人员与受众面对面交流,点对点服务的科普模式,打破地质科学的神秘面纱,促进了地学科技的科普化。 

    第四纪地质展台展示了记录渤海湾沧海桑田变化的海相贝壳和牡蛎礁,介绍了泥质海岸带地质环境研究动态。 

    前寒武纪地质展台展示了金伯利岩、榴辉岩、橄榄岩等典型的岩石标本,以及和田玉、岫岩玉等玉石标本,介绍了喀斯特岩溶地貌风景及其形成演化过程,阐述了偏光显微镜在岩石矿物鉴定中的应用情况。 

    境外地质展台前,志愿者们集中展示了一批“奇珍异宝”,其中不乏一些绚丽多彩的宝石或矿石,如孔雀石、方铅矿、黑钨矿、黄铜矿、黄铁矿、紫晶、萤石等,吸引了大量师生们的目光,他们仔细询问起这些宝石矿物的光学特征、化学成分、形成过程以及如何正确鉴别等方面内容。志愿者们从矿物摩氏硬度、晶体化学、地球化学、地质年代学及同位素地球化学等各个方面向他们全方位地科普了这些宝贝的“前世今生”。 

    在矿产院与铀矿办展台前,科普志愿者悉心准备和介绍了便携式显微镜、罗盘等器材,从各种矿物的个性生长、特殊地质现象的形成、仪器的使用等多方面为学生们讲述了野外工作中的新奇发现和地质世界的趣味现象,展示了鄂尔多斯盆地、中生代地层结构与演化过程的动画视频,同时为同学们分发了精心准备的《砂岩型铀矿是如何形成的?》《为什么铀矿是护航生态文明的低碳能源》《如何寻找砂岩型铀矿》等科普读物,将现象与知识融会贯通在一起,将绿色矿产勘查的理念讲解给广大中学生。 

    基础地质展示了各类化石、矿石、火山弹、玛瑙等,播放了造山带演化多媒体课件,介绍了地质灾害、大洋演化、第四纪火山地貌、石炭纪古生物宣传册。 

    在物化探展台前,展出了“珍爱美丽地球 守护自然资源”宣传读物,学生们接触到了给地球做“体检”的地球化学方法。 

    在水工环展台集中展示了多参数水质监测仪、环境X-γ剂量率仪、超声波水位探测仪等科技感十足的水文地质、工程地质和环境地质的监测设施和装备。 

    资料信息室展台前,展出了叠层石、海百合、珊瑚、震旦角石、植物化石、硅化木、谷纳氏螺、中华鲟鱼等古生物化石,让孩子们感受到了来自古生物学的科学魅力;同时还展示了铜蓝、铜绿、菊花石、黄铜矿、方铅矿、绳状火山熔岩和萤石等矿物标本,让孩子们了解到大自然的千姿百态;另外,还展示了《国际年代地层表》和《中国“金钉子”-全球标准层型剖面和点位研究》专著,介绍在我国建立的多颗金钉子,激发孩子们对科学探究的兴趣,同时了解我国地质科学家在国际学术界中所作的努力和取得的成果,提升民族自豪感。 

    同时,实验测试室安排了“4.22世界地球日专题宣传片”、“大型仪器设备”、“常规分析实验室”以及“显微镜下的岩石”等环节对同学们进行了科普宣传。学生们参观了X射线荧光光谱仪、电子探针、激光剥蚀多接收等离子体质谱仪等大型仪器设备和常规化学实验室,专业技术人员用通俗的语言讲解了岩石矿物、土壤等样品元素含量的测试过程,并对岩石矿物地质年代学的测试原理、实验流程以及实际应用进行了科普宣传;显微镜实验室的技术人员指导同学们观察了岩石样品薄片下的微形貌特征、基本矿物组成等。 

    这次活激发了同学们学地学、爱地质的热情,让他们用科学热情,为科普活动的可持续发展提供源泉和动力。 

     

    活动合影

    天津地调中心成功开展第50个世界地球日科普宣传活动

    泰晤士河是英国伦敦的母亲河,但在19世纪中期以后,河流污染严重,生态环境不断退化。从19世纪中期至今,英国政府与社会对其开展了长期治理。在治理过程中,以英国环境研究理事会及英国地质调查局为代表的地球科学研究机构做出了卓越贡献,提供了大量基础数据和地球科学认识。泰晤士河的治理,形成了在法律、机构、资金、产业、科研、技术等多方面的经验,可为我国江河污染治理和生态修复提供借鉴。

    工业革命以来的严重污染

    泰晤士河全长约346千米,为英格兰最长河流,全英国第二长河,也是全世界水面交通最繁忙的都市河流和伦敦地标之一。泰晤士河流域面积13100平方千米,占英国国土面积的5.4%;形成了许多城市,除去伦敦之外,还有牛津、雷丁和温莎等,是全国经济发达地区,人口占全国的1/5。泰晤士河是伦敦的主要水源,占总供水的2/3。直到18世纪,泰晤士河水产丰富、野禽成群、风景如画,是著名的鲑鱼产地。

    泰晤士河整个流域的大规模污染主要由工业化引起的人类活动增加所致,且随着社会发展,污染的类型和分布不断变化。

    英国地质调查局的泰晤士河流域三维综合建模

    1780年代,抽水马桶开始流行可看作是污染的开始。因为泰晤士河是伦敦居民的主要水源,污染使伦敦市霍乱相继爆发,导致1832年死亡5275人,1849年死亡18036人,1854年死亡11661人。

    1878年9月3日,“爱丽丝公主号”沉船事件发生。船上800名乘员中有 650人溺毙,这一事件让英国社会高度关注排污口以下河段的污染问题。

    战后即上世纪50年代,合成洗涤剂的广泛使用导致附着在水体表面的污染物难以被降解,河水溶解氧(DO)几乎为零,形成严重污染,几乎没有鱼类能生存。甚至发生了停靠在泰晤士河码头船体的镀层被污水腐蚀而变黑事件,造成了恶劣的国际影响。

    泰晤士河污染所导致的严重后果,迫使英国政府经历了一百多年的治污历程。

    实施全流域治理修复

    泰晤士河流域的治理修复过程可分为三个阶段:转移污染、流域修复和监测巩固。

    1. 转移污染——隔离排污,终端处理

    1848年英国议会通过了《都市排污法》,测量、设计并改进了伦敦下水排污系统。建立起“隔离式”排污系统方案。方案从1834年就已提出,但政府部门间的博弈和讨论不断,一直无法实施。

    直到1858年夏,泰晤士河“恶臭”大规模爆发,迫使在河边工作的英国议会和政府迅速行动,通过一项法案以“改进下水排污系统,尽最大限度防止污水直排泰晤士河”。从1858年到1885年,伦敦泰晤士河相继建成隔离排污系统,加上排污口污水处理,基本奠定了英国泰晤士河水污染治理的“隔离排污、终端处理”的百年规划理念,影响直至今天。

    2. 流域修复——统一管理,系统治理

    1955年至1975年,泰晤士河开始了第二阶段的治理,主要是将治理的范围扩展到了全流域,并采取了系统方法进行修复。这一时期,英国水资源经历了从地方分散管理到流域统一管理的历史演变。

    从1960年代起,英国对河段实施统一管理,把泰晤士河划分成10个区域,合并了200多个管水单位,建成一个新的水务管理局——泰晤士河水务管理局,实现了全流域统一管理的可能。

    这次治理秉承全流域治理的理念。大伦敦地区的180个污水处理厂缩减合并为十几个较大的污水处理厂,各类下水和污水处理设施合理布局,升级改造污水处理设施技术,并采取了对河流充氧的措施来提高河流的溶解氧。 目前,泰晤士河全流域建设污水处理能力几乎与给水量相等。沿岸的生活污水须经处理后才能排放,污水处理费计入居民的自来水费。

    到上世纪80年代,河流水质已恢复到17世纪的原貌,达到饮用水水源地的水质标准。鱼类绝迹百年后,多种鱼重返泰晤士河。

    3. 监测巩固——全域监测,科技助力

    1975年后,泰晤士河的治理进入了巩固阶段,水资源全流域管理的方法不仅解决了污染治理资金不足的难题,而且促进了城市经济的发展。在此阶段,英国政府一方面不断投资对污水处理设施进行技术改造,如对污水的处理已采用超声波监测控制、污泥密度和包膜电极监测溶解氧等新技术,此外遥测技术也得到使用。另一方面严格控制工业污水的排放,对沿河两岸的工矿企业严加监督,规定除了经过净化处理的水以外,将任何东西排进泰晤士河都是非法的。此外政府利用科研机构开展了全流域多要素的水质监测,并实施了生态净化。

    经济转型和产业升级也是治污的有力措施。近年来,随着英国产业的升级改造和大伦敦区的经济模式转换,重污染工业企业相继关闭,代之以各类文化和服务机构,大大缓解了泰晤士河的污染压力。今天泰晤士河已经重现昔日的碧水蓝天。

    针对一直以来下水道雨污不分流导致的问题,英国政府宣布将耗资20亿英镑,于2020年前在伦敦地下80米处修建一条长达32千米的排污水道,进一步改善污染物在河道外的输送条件。

    环境科研机构的重要作用

    英国环境研究理事会(NERC)下属的各科研机构,如英国地质调查局(BGS)和生态水文中心(CEH)与全国环境保护机构合作,在泰晤士河流域开展了大量的调查研究工作,有力地支撑了系统治理和生态恢复。

    1. 调查监测——提供治理所需的地球科学基础数据

    BGS在泰晤士河口开展钻探,测量汞异常,以确定污染程度和深度,并对防洪和排污进行河道调查,内容包括人居环境调查、河道周围地形图测制、水文调查、水位和河道容量调查等。

    BGS通过河流栖息地调查,形成了流域基底数据,包括地质、地形、水质、水流量等;通过水生微生物分析,揭示季节、年份变化。同时,为了保障城市建设需要,BGS还开展了多个图幅的 1∶2.5万砂石资源调查。

    NERC和环保机构合作开展了水源地监测,在饮用水水源区、重要物种区、娱乐水域、营养敏感区、保护区内布置了上千个监测点,从源头和末端进行水质监测。

    2. 研究评价——深入研究地上地下水相互作用和污染物的运移机理

    BGS研究了地下水-地表水相互作用,通过地下水体、基本流量、硝酸盐、过渡区域、观测站数据、洪泛区、水质、气候变化等因素的分析,揭示泰晤士河流域的地下水体化学状况、灰岩含水层水质量等。

    CEH在上游对影响水资源的土地利用、气候因素、人为磷输入源进行研究,并通过历史水位和全球变化引起的海平面上升模拟,积极评估防洪设施的防洪水平,为达千年一遇水平,确定需加固的区段。

    3. 模拟预测——以三维地质建模和时序分析支持水管理的科学决策

    BGS建立了伦敦地区和泰晤士河流域三维地质模型,包含基本构造、地层、城市地下空间、地质灾害、土地利用、含水层特性数据、水位数据、钻孔地球物理数据、海岸和海洋等数据,从而构建跨学科、多要素、面向决策的整合科学研究基础。

    BGS使用过去120年的降雨、径流、蒸散等数据进行水流模拟,形成基于时间序列分析的预测成果。

    CEH通过藻类和磷集成模拟的流域研究,对一系列缓解和适应战略的成本效益进行了评估,认为最有效的策略是将化肥用量减少20%,同时对废水进行高标准处理。其结果可使水质接近欧盟水框架指令的指标。

    CEH通过区域气候模式获得的降雨量和潜在蒸发量,模拟了泰晤士河流域未来流量的变化。

    4. 支持修复——机构主动作为,助力保护修复

    NERC的各科研机构主动参与并实施伦敦各河流行动计划(2009),恢复和改善伦敦的各条河流,改善洪水管理;改善野生动物栖息地,支持可持续发展;帮助城市适应不断变化的气候,为伦敦人提供更好的生活。

    我国可以从中借鉴什么

    1. 建立权威的流域管理机构对流域实施统一管理

    1960年成立的泰晤士河水务局,被赋予流域管理机构的权力后,治理产生了立竿见影的效果。这种大胆的体制改革被欧洲称为“水工业管理体制上的一次重大革命”。从泰晤士河流域的治理经验来看,一个强有力的具有综合决策和协调手段的流域管理机构是整治流域水污染的基本条件。

    我国当前应改变流域用水、管水、治水等工作的分散局面,解决无权过问行政及经济方面受到制约的局面,可成立治理专门委员会,对流域进行统一规划与管理,提出水污染控制政策法令和标准,并建立相关治理项目。

    2. 加快完善水污染治理相关法律法规

    从泰晤士河的治理历程来看,逐步完善水污染防治相关法律法规发挥了举足轻重的作用。内容涉及水资源保护、污染源管理和控制、水环境管理、水质监控等方面。其中,《污染控制法》明确了对各种违规行为的处罚规定,对污染城市河流及其他水环境的行为,起到令行禁止的作用。

    我国可在目前水资源保护标准上,充分考虑水环境保护、水资源管理和水污染防治三者的历史依存关系,坚持水资源开发利用和水环境管理监督职能应完全分开的原则,适时出台一些法律。

    3. 重视科技创新,以地球系统科学引领规划治理

    在泰晤士河治理过程中,科学技术的支持作用非常突出,特别是泰晤士河的第二次治理是在有关科学研究的前提下实施的。科学研究帮助水务局制定了科学合理、符合生态原理的治理目标,根据水环境容量分配排放指标,并及时跟踪监测水质变化。在此过程中,英国环境研究理事会和英国地质调查局发挥了专业优势,提供了十分有价值的地球科学数据和知识。

    我国在水污染治理中既要持之以恒,同时也需要科学的研究与规划。尤其是要发挥中国地质调查局的地球系统科学优势,持续不断地提供调查、监测数据,深入研究地表水和地下水的关系,适时提供关于流域的研究评价成果,为治理和修复提供地球系统科学解决方案。

    4. 建立资金保障机制,开辟多种融资模式

    为了解决资金缺口问题,泰晤士河采取了多种融资方式,这些融资方式成功的一个主要特点是市场化运作。如泰晤士河水管理局通过向排污者收取排污费,并发展沿河旅游娱乐业,仅1987年~1988年,其总收入就达6亿英镑,这不仅满足了水环境治理的需要,还向政府上交盈利2亿英镑。我国可充分调动政府、企业与社会的积极性,为私营部门进入污染治理领域创造制度与政策环境,从而造就多元化融资模式。

    5. 加快促进沿岸产业结构的转型升级

    泰晤士河在治理过程中并没有强迫关闭沿岸企业与工厂,而是提高了排污相关指标。全面实行“污染者付费”原则,并制定了相关法律,加快促进沿岸产业结构的转变。因此,我国可探索构建政府部门与流域企业的和谐关系,引导、鼓励其实现转型升级、绿色发展,从源头上减少污染,并在治理中加强政府管理。

    6. 掌握先进的污染处理技术和生态防治措施

    泰晤士河在治理过程中结合了工程治理措施与生态防治措施,采用了先进的污水处理技术,以及如芦苇床处理系统为代表的湿地污水处理工艺,以实现人工净化加自然净化的效果。我国也应该应用这些污水处理技术,引进或探索适合于我国气候条件的生态净化措施,寻找可检测污染物水平的化学、生物指标。

    (作者单位:中国地质调查局发展研究中心)

     

    地球科学机构在泰晤士河流域治理中的支撑作用

    2018年4月11日-13日,中国地质调查局岩溶地质研究所在中国地质调查局广州岩溶地质灾害研究基地开展综合数字测井系统培训。

    本次培训的设备为英国Robertson Geologging综合数字测井系统,其中包括电测井探头(ELOG)、超声波井下电视探头(HRAT)和声呐探头(SONAR)。

    经过为期三天的培训学习和现场测试,各学员对英国RG综合数字测井系统的设备安装、软件操作和数据处理有了全面且清晰的认识。通过现场试验证明,该系统能够通过声呐,超声波等方法有效识别地下岩体裂隙发育程度,深层岩溶空腔大小、形态及展布方向等地质情况,可以为研究深层岩溶发育机理和服务城市地下空间开发利用提供技术支撑。

    岩溶所、广州市地质调查院、广东省煤炭地质局,以及欧美大地仪器设备中国有限公司和英国Robertson Geologging公司等30余人参加培训。

    岩溶所在广州开展综合数字测井系统培训

    在含油气地层钻进,泥浆循环罐内液面高、低的临界变化,直接反映井喷、井涌、井漏等井况变化。在罐内安装液位报警器,根据设置的高、低界面实时进行声、光报警,对现场迅速采取技术措施,控制井内压力异常、保证井场安全、降低泥浆成本等具有重要作用,也是含油气地层钻进必须遵守的安全规定。 


        由于“松科二井”钻井工程使用的“地壳1号”钻机,进入现场时未配备液位报警器,而现场需要配备8台,经调研报警器市场价格每台均在5000元以上。遵照中国地质调查局“松科二井”应建设“三个平台”的精神,在中国地质调查局勘探技术研究所松科二井工程现场指挥部总工程师朱永宜的大力倡导下,指挥部决定自行研制同类型液位报警器。


        经过努力,基于超声波测距仪和LM339电压比较器原理的超声液位报警器研制成功,并成功应用于“松科二井”工程。该报警器具有高、低位双向报警功能以及当前液位和高、低限位显示功能。报警器双向液面限位分别通过两旋钮调节,简单易学,便于现场工人操作,报警灵敏度为1cm(液位变动超1cm即可开始预警),预警范围可调,测距精度为毫米级,适用泥浆罐(池)深度不大于5m,工作温度范围为-35℃至80℃。


        该报警器可单台独立工作,也可多台联机预警,不仅可对科学钻探、油气和地热资源钻井、地质勘探过程中井涌(井喷)、井漏等危险情况及时报警,同时也可应用于其它行业液位、物位的监测和预警,研制成本大大低于同类产品的市场价格,具有一定的市场价值。

     

     

     

     

     

     

    泥浆罐超声液位报警器成功应用于松科二井工程

    2020年9月19日,以“决胜全面小康、践行科技为民”为主题的全国科普日活动在全国范围内同步启动。9月26日,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所与青岛市科学技术协会、青岛市教育局、青岛水族馆联合举办了一场“走进可燃冰实验室”大型实景科普直播活动,活动通过青岛海洋科普联盟科普直播室、中国矿业报社Bilibili平台“矿世奇谈”直播间面向全网直播。

     

    活动当天,以自然资源部天然气水合物重点实验室主任、海洋试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室主任、自然资源部首席科学传播专家吴能友研究员为首的科研团队14名科研人员,带领观众走入9个天然气水合物子实验室,介绍前沿科学知识,带大家领略了科技的魅力。

     

    在两位主持人的引领下,观众们从“海洋地学之光”雕塑开始开启了认识可燃冰之旅。吴能友研究员首先介绍了自然资源部天然气水合物重点实验室的定位、研究方向,以及“多学科结合、多尺度融合、直接面向应用”的特色,目前实验室已经发展成为国际上重要的天然气水合物勘探开发研究核心基地之一。吴能友研究员向观众们预告了科技人员将通过声光电等高科技手段揭秘可燃冰、展示来自我国海域真实的可燃冰样品、进行可燃冰点燃实验等参观内容,让观众对接下来的旅程充满期待。

    观众们跟随镜头最先进入的是水合物XRD(X射线粉晶衍射)和CT实验室,孟庆国老师首先通过形象的图片介绍了可燃冰微观晶体5种主要的笼形结构,这5种笼子按照一定的组合方式就形成了可燃冰I型、II型和H型三种典型的晶体结构类型。孟老师用科学小装置展示了光的衍射现象,每种晶体在X射线的照射下,都有形成专属于自己的衍射谱图,就像每个人的指纹一样。科学家就是用XRD仪器作为眼睛,去“观察”可燃冰的微观世界。接下来,李承峰老师用一张人手部的X射线透射光片介绍了医用CT探测人体内部构造的功能,实验室的X-CT也是一样的原理,它利用不同密度物质对X射线吸收能力的差异来探测可燃冰物质内部信息。李老师向观众展示了可燃冰在有孔虫腔体中、沉积物空隙中以及裂缝中分布的CT影像。

     

     

    纯有孔虫壳体介质中甲烷水合物生成前(a)和生成后(b)的微观分布图

     

    甲烷水合物在南海沉积物中生长过程微观分布的CT图像

    在NMR核磁共振实验室,孟庆国老师同样从医用核磁共振检测入手,介绍实验室利用核磁共振成像原理观察可燃冰分解过程。在声学和电学实验室,陈杰老师敲击岩心激发声波展示接收的波信号,赵金环博士用不同浓度的盐水点亮灯泡,这些简单而有趣的小实验帮助观众理解科学家应用超声波和电学成像法探测水合物的技术手段。

    做完声学与电学小实验,最激动人心的时刻来了!李彦龙和孟庆国老师在低温实验室隆重地向大家展示了科学家们千辛万苦从海底采集的可燃冰样品,让大家见到了这位沉睡在海底的“神秘朋友”。除了展示自然条件形成的可燃冰样品,他们还介绍了实验室人工制备和保存可燃冰的方法,并在现场点燃了实验室特地为本次直播活动合成的可燃冰,熊熊火焰在“冰”上“跳舞”的奇观,让人叹为观止!李彦龙老师还用量筒中的沉积物做了水的渗流实验,生动直观地让观众认识到砂质沉积物和泥质沉积物不同的渗透能力,从而理解了在两种储层中开采可燃冰的难易程度。

    点火实验结束之后,主持人带大家来到激光拉曼实验室,郝锡荦博士从天空为什么是蓝色的讲起,介绍空气中的氧气和氮气分子的瑞利散射现象,以及光的另一种特殊的散射现象-拉曼效应,正如每个人的指纹是不同的,不同的物质都有属于自己特征的拉曼光谱。正是利用这个原理,科学家用激光照射水合物样品,就可以鉴定水合物的类型。郝博士展示了南海和祁连山水合物样品的拉曼光谱,观众们也可以轻松地鉴别出二者的不同。

     

     

    在低温扫描电子显微镜实验室,孙建业博士向大家展示了低温扫描电镜在水合物实验测试中的应用。同学们熟悉的光学显微镜一般最高能将样品表面放大到几百倍,而扫描电镜则可以放大到几千至上万倍,让科学家细致观察物质的微观表面形貌。我们虽然用肉眼看不到南海岩心样品中的水合物,而在低温扫描电镜下,可燃冰就清晰地呈现在我们眼前了。

    低温扫描电镜下南海水合物微观形貌特征(分散型) 

    在黑暗的深海底部,没有阳光,却繁衍着大量的微生物,孕育着另一片生命的绿洲。在微生物实验室,李晶博士讲解了她培养和研究与甲烷关系密切的微生物-产甲烷菌和嗜甲烷菌的工作,原来研究这些细菌不仅可以深化我们对水合物成藏机理的认识,对它们进行DNA解码还可以为海底生态系统研究提供信息。

    参观到这里,可燃冰的微观探测体验就告一段落了。主持人带领观众来到了冷泉研究室,徐翠玲博士介绍了海底冷泉的概念,冷泉探测标志,如声学剖面上的气泡羽状流、特征生物群落等,向观众展示了海底机器人抓取到的冷泉碳酸盐岩实物样品,冷泉周围生长的巨蛤、贻贝、管状蠕虫、盲虾、毛瓷蟹等生物,主持人代表观众和徐博士探讨了巨蛤能不能吃、为什么海底白色的生物居多等有趣的话题。

    毛瓷蟹和贻贝

    巨蛤

    最后,观众随着镜头来到了地震数据处理中心,徐华宁主任用一段“海洋地质九号”实施地震测量的动画给观众介绍了如何利用地球物理方法快速寻找海底可燃冰藏,他展示了经过处理的赋存可燃冰地层的地震剖面,漂亮的剖面展示了科技人员高超的处理水平,赢得了网上同行的称赞。徐主任用通俗易懂的语言讲解了水合物储层的反射特征,他热情地鼓励观众认真听讲,成为一名水合物地震勘探小专家。

    含水合物储层的BSR剖面

    帅气的陈强博士是从事水合物试开采技术研究的专家,他用动画的形式向大家介绍了水合物开采方面存在的技术难题和破解方法,他自信的话语让我们对未来可燃冰的开发应用充满了信心。

    水平多分支井试采工艺示意图

    本次的“云上参观可燃冰实验室”让观众们行程满满,收获多多,大家走进各种各样的实验室,见识了各种各样先进的仪器设备,跟随科学家为可燃冰做了一个全面透彻的体检,了解了可燃冰是什么物质,可燃冰的结构、性质和形成条件,到哪里寻找可燃冰,用什么样的手段寻找以及怎样安全高效地开采可燃冰等科学知识。活动展示了我国海洋地质调查研究的创新性成果,展现了科学家风采,引发了网友对海洋科学、可燃冰的兴趣,让广大科技爱好者更加了解可燃冰这种新能源,唤起了大家关心海洋,保护海洋的责任感和意识,激发了大家参与探索海洋、建设海洋强国的决心。

    本次活动中青岛海洋地质研究所首次在移动端开展移动场景大型科普直播,活动得到了青岛水族馆的大力支持,共吸引5万多观众在线收看,体现了青岛海洋科普联盟的组织力量,为联盟成员合作开拓海洋综合研学实践领域提供了优秀案例。

    青岛海洋所成功举办“走进可燃冰实验室”大型实景科...

    日前,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所自主研发的“基于温海水-砾石吞吐置换开采I类水合物系统的方法” “海底浅层块状水合物采矿机及吞吐式开采方法” “海底浅表层水合物开采装置及开采方法”等3项发明专利技术获得国家知识产权局批复,标志着青岛海洋所在海域浅表层天然气水合物高效开采研究领域取得新的进展。 

    “基于温海水-砾石吞吐置换开采I类水合物系统的方法(专利号:ZL2018 1 1514174.4)”通过采用主井加多分支孔的方法来增大块状水合物的分解表面积,并结合表层海水吞吐法、流体抽取降压法相结合的开采技术,使块状水合物逐步分解;同时,通过间歇式向地层中注入一定粒径的砂砾,不断填补由块状水合物分解造成的地层亏空空间,维持地层稳定的同时提高近井渗透率,促进水合物的有效分解;最终,通过循环往复执行,达到了安全、持续地开采浅层块状水合物的目的,既实现了天然气水合物的持续性、规模性开采,又维护了海底环境及生态系统的稳定,体现了绿色环保开发理念。

    “海底浅层块状水合物采矿机及吞吐式开采方法(专利号:ZL2018 1501016.5)”提供一种智能吞吐式海底采矿机及开采方法,采矿机底部设置行走装置,通过方向控制器往指定方向行走,利用掘冰器破冰,随后进行超声波碎冰、分解和过滤,实现开采分离一体化,操作简单,绿色环保。

    “海底浅表层水合物开采装置及开采方法(专利号:ZL2018 1 1485346.X)”中,采矿车在海底将水合物及沉积物采掘后进行排水、粉碎,然后被船体缆绳抬升到海水浅层并进行自然加热,其有益效果是,水合物的分解是发生在海水浅层位置的水合物分解站中,相对于海底环境具有低压和高温特征,具有水合物分解得天独厚的温压条件,兼以辅助加热以促进水合物分解的速率。采矿车具有海底自主行走功能,多角度、多方位开采等优势。采后的沉积物被回填到采空区,可有效避免滑坡等地质灾害,且整个单线作业速度快、时间短,有效避免水合物的分解对海洋环境以及海洋生物的影响。

    据悉,与常规中深层(埋藏深度在海底百米及以上)天然气水合物相比,海底浅表层天然气水合物(埋藏深度约在海底十几米到百米范围)通常具有分布零散、块状或结核状分布特征,同时有开采难度大、开采面临的环境挑战大等特点。青岛海洋所瞄准浅表层水合物基本地质特征,提出了系列潜在浅表层水合物低成本开采新方法,为我国海域天然气水合物的高效开发提供了技术储备。

     

     

     

     

     

     
    青岛海洋所在海底浅层水合物开发方面获系列国家专利