在全球近海环境中，有一种被称为“红色幽灵”的灾害——赤潮。赤潮发生的海域中，鱼、虾、贝类等海洋生物会因中毒或缺氧而大面积死亡，海洋生态系统遭到严重破坏。

   赤潮发生快、来势猛、规模大、危害重，如何有效防治赤潮一直是海洋科学领域一个世界级难题。进入21世纪，188体育平台海洋生态与环境科学重点实验室主任俞志明带领团队找到了赤潮克星，研发了绿色、环保的改性粘土治理赤潮技术，并多次应用于我国近海大规模赤潮应急处置。近年来该技术走出国门，被智利、美国和秘鲁等国家引入，得到了国际一致赞誉。

   2020年，该团队的“近海赤潮灾害应急处置关键技术与方法”获得了2019年度国家技术发明奖二等奖。

发明赤潮应急处置的有效“灭火器”

   “赤潮原本是海洋生态系统自我调节的一种自然现象，但是在人类活动干扰下，成为一种生态灾害。跟火灾一样，赤潮具有突发性，需要进行应急处置。”俞志明介绍。

   上世纪50年代，美国科学家最早尝试使用化学方法——用硫酸铜杀死藻细胞的方法来治理赤潮，然而其中的铜离子给生态环境带来了巨大的破坏。到上世纪六七十年代，该方法被国际禁止。

   随后，科学家们又对生物方法进行了探索，即找一种生物天敌来制约赤潮。比如浒苔和赤潮存在营养竞争关系，理论上讲浒苔很茂盛，赤潮就应减少。然而现实中，在一些“天敌”浒苔发生的水域，赤潮照样发生；且赤潮突发时，短时间无法找到足够多的“天敌”。

   第三种方法是物理方法，如打捞。这种方法对大藻可行，而赤潮生物只有几微米到几十微米，这种微藻类生物引发的灾害无法通过打捞来实现防控。

   随着近海人类活动的日益频繁，赤潮肆虐在不断加剧。转折点发生在上世纪70年代。日本提出了使用天然粘土治理赤潮的方法，其原理是利用粘土的絮凝特性，与赤潮生物聚集、沉降到海底，导致赤潮生物死亡。该方法的优点是天然粘土不会造成二次污染、见效快，符合应急处置的基本要求。但瓶颈也随之诞生：效率低、用量大、淤积重，无法大规模应用。

   如何解决这一问题呢？1991年，年轻的俞志明带领团队开始了系列科研攻关。

   经过理论模拟、室内实验和现场实践，俞志明团队发现赤潮生物细胞表面呈负电性，天然粘土颗粒表面也呈负电性，从而导致天然粘土絮凝效率低。那么，能否将粘土颗粒表面变为正电性、延长作用半径，从而提高其对赤潮生物的治理效率呢？

   念念不忘，必有回响。历经3年的“穷追不舍”，俞志明团队终于在国际上率先提出了旨在提高絮凝赤潮生物效率的粘土表面改性理论，用人工手段强制改变天然粘土的表面性质，研发出高效絮凝赤潮生物的改性粘土。

   俞志明团队取得了赤潮治理领域的重大突破——他们创造性地建立了提高治理效率的理论模型，发明了通过改变粘土表面电性、增加桥联作用等提高赤潮治理效率的技术与方法，利用吸附插入一定链长、带正电的大分子，制备出改性粘土新材料。粘土改性后，表面电位反转，与赤潮生物作用力由排斥转为吸引，粘附力大幅增加，絮凝效率由天然粘土的20%提高到90%以上；用量由国际上同类方法每平方公里100~400吨，降低到4~10吨，赤潮治理效率国际领先。

   改性粘土絮凝法得到了国内外同行的一致认可，该成果在1997年被国际权威杂志《自然》介绍和引用，并收录于2002年联合国教科文组织和APEC联合出版的Monitoring and Management Strategies for Harmful Algal Blooms in Coastal Waters一书中，成为国际上赤潮治理的主要推荐方法之一。

“十年磨剑” 还海洋一片湛蓝

   实验室成功仅是第一步。“赤潮治理研究必须走进现场，用现场应用来检验成果。”俞志明说。

   从1994年取得实验室成功，到首次成功应用，俞志明团队“十年磨一剑”。

   2005年，南京十运会前夕，玄武湖暴发蓝藻水华，原本澄澈的湖面上绿油油一片，像涂了一层厚厚的油漆。俞志明带着团队，第一次将改性粘土技术从实验室搬到了现场。

   8月的南京，近40℃的高温，俞志明团队天天“泡”在湖边，经过30余天的连续奋战，最终彻底消除蓝藻水华，有利保障了十运会水上项目的顺利进行。

   “这是又一个突破。”俞志明说，“我们的技术有了大面积应用的可能性。”

   此后，围绕保障“沿海核电等重大工程、主场外交等重要活动、旅游养殖等敏感水域”的生态环境安全，该技术成功应用于我国近海从北到南20多个水域的赤潮治理，用户达上百个。至今，该技术已形成“快速检测—多级预警—分级响应—综合评估”的现场实施模式，列入我国赤潮治理标准，成为我国近海赤潮治理的指导性方法，纳入我国沿海13个省市应急处置预案。

   “海洋环境多变复杂，针对不同水域、赤潮藻类，治理材料和技术都要适时调整，确保既有效又环保。”俞志明说。

   目前，针对近海常见赤潮藻，团队研发了3个系列、10余种改性粘土材料，具有降毒、杀菌、增氧、破囊等特殊治理功效；团队还与相关企业合作，研制出各种赤潮治理专用设备和全球首艘赤潮治理专用船，实现了材料和设备的产业化生产，保障了现场治理作业的机械化和智能化。

为全球近海生态环境保护提供中国方案

   改性粘土治理赤潮技术作为目前我国为数不多走出国门的环保技术，充分展示了我国科学家在该领域的引领作用，在国际上引起强烈反响。国际水产专业期刊AQUA和Salmon Expert点赞：“改性粘土技术是治理有害赤潮的有效措施，能够保障环境安全”“俞志明及其工作团队提供的治理赤潮方案是革新性的，是中国制造的‘赤潮灭火器’”。

   2016年初，三文鱼养殖产地智利沿海暴发赤潮，造成近10亿美元损失。2016年10月，智利政府组织代表团，实地考察了我国改性粘土治理赤潮项目的先进技术成果，并与海洋所签署了合作备忘录，决定引入中国赤潮治理技术。智利瓦尔帕莱索大学作为第三方机构进行评估，他们认为，“改性粘土是控制藻华暴发的新工具，能够高效吸附并沉降藻细胞，而对非藻类物种几乎无毒性。”

   2010年，秘鲁沿海赤潮频发，受此影响，扇贝养殖业遭受毁灭性打击。2019年，秘鲁前卫生部长、秘鲁—中国科学研究发展中心主席Eduardo Yong代表秘方与俞志明团队接洽，将该技术引进秘鲁，双方签署多份合作协议，并开展现场示范应用。饱受赤潮灾害之苦的秘鲁塞丘拉市市长称赞道，这给秘鲁全国乃至全世界的近海养殖带来了福音。

   2017年11月，美国佛罗里达州暴发了大规模赤潮，导致大量鱼类和水生动物死亡。2018年10月，法国举行第18届全球有害藻华大会期间，美国伍兹霍尔海洋研究所与俞志明团队签署了共同应对佛罗里达沿岸赤潮的合作协议，进一步确立了我国赤潮治理技术在国际上的引领地位。

   “下一步，我们将把生态调控、赤潮治理、环境修复的理念融为一体，进一步研发兼具不同功能的赤潮治理方法。”俞志明表示，“赤潮是一个全球性的环境问题，随着我国‘一带一路’倡议的不断推进，希望更多的沿海国家受益于这项技术，共享‘中国智造’给全人类带来的福祉。”