任南琪院士：推進(jìn)極地研究，擔(dān)當(dāng)中國責(zé)任

文/本刊記者 宋文芳 龐貝

2019年2月26日上午，哈爾濱工業(yè)大學(xué)極地研究院（簡稱“研究院”）、北極大學(xué)聯(lián)盟—哈工大培訓(xùn)中心（簡稱“中心”）舉行揭牌儀式。

極地是遙遠(yuǎn)和寒冷的代名詞，為什么要建立極地研究院？在寒冷的冰雪世界，我們能對(duì)極地做哪些研究？

帶著這些問題，我們采訪了極地研究院院長任南琪院士。

極地研究，中國來了！

極地研究有多重要？

任南琪院士

任南琪院士說，南北兩極對(duì)全球氣候變化和人類生存發(fā)展具有重要影響。這個(gè)問題越來越受到國際社會(huì)的廣泛關(guān)注。探索極地未知、開拓極地知識(shí)、保護(hù)極地環(huán)境、促進(jìn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，已成為全人類的共同使命。

近年來，我國先后發(fā)表了《中國的南極事業(yè)》白皮書和《中國的北極政策》白皮書，標(biāo)志著極地科學(xué)研究已經(jīng)上升到國家發(fā)展的戰(zhàn)略高度。

任南琪介紹，為響應(yīng)我國政府的極地政策，2018年9月4日，中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)正式發(fā)文，批準(zhǔn)成立“極地環(huán)境與生態(tài)專業(yè)委員會(huì)”，支持單位為哈爾濱工業(yè)大學(xué)，由我擔(dān)任主任委員。2018年10月20日，中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)極地環(huán)境與生態(tài)專業(yè)委員會(huì)（簡稱專委會(huì)）在哈爾濱工業(yè)大學(xué)揭牌成立，確定了第一屆專業(yè)委員會(huì)組織機(jī)構(gòu)。

中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)是我國環(huán)境學(xué)科最高學(xué)術(shù)團(tuán)體和我國目前規(guī)模最大的環(huán)?？萍忌鐖F(tuán)組織；極地環(huán)境與生態(tài)專業(yè)委員會(huì)是中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)唯一一個(gè)極地相關(guān)的專業(yè)委員會(huì)，也是第一個(gè)有外國專家加入專業(yè)委員會(huì)組織結(jié)構(gòu)的專業(yè)委員會(huì)。

作為斯匹次卑爾根群島條約國、南極條約協(xié)商國，我國堅(jiān)定維護(hù)條約宗旨，保護(hù)極地環(huán)境，倡導(dǎo)科學(xué)研究，推進(jìn)國際合作，努力為人類知識(shí)增長、社會(huì)文明進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

習(xí)近平總書記曾提出，要構(gòu)建立人類命運(yùn)共同體。中國是負(fù)責(zé)任的大國，應(yīng)承擔(dān)大國責(zé)任。

在第三屆氣候變化主題與環(huán)境發(fā)展可持續(xù)化國際會(huì)議上，尼泊爾副總統(tǒng)與任南琪院士親切交流

而在事關(guān)全球環(huán)境的極地研究方面，我國自然不能缺位，應(yīng)有所擔(dān)當(dāng)。極地研究院成立意義重大，對(duì)北極下一步的發(fā)展，包括環(huán)境保護(hù)、生態(tài)建設(shè)對(duì)全球的影響，我們應(yīng)該開展一定的工作。

這個(gè)重任為什么會(huì)落在哈爾濱工業(yè)大學(xué)的肩上？

任南琪院士說，作為我國地理位置最北的國家重點(diǎn)大學(xué)之一，哈工大積極響應(yīng)國家號(hào)召，融合環(huán)境、生命、土木、交通、建筑、空間科學(xué)等優(yōu)勢資源，積極開展與極地科學(xué)有關(guān)的高水平研究，產(chǎn)出了一批具有廣泛影響力的科研成果，是北極大學(xué)聯(lián)盟以及中國高校極地聯(lián)合研究中心成員單位。

2018年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)正式加入北極領(lǐng)域最大的學(xué)術(shù)組織——北極大學(xué)聯(lián)盟，并經(jīng)北極大學(xué)聯(lián)盟同意建立“北極大學(xué)聯(lián)盟哈爾濱工業(yè)大學(xué)培訓(xùn)中心”，這是北極大學(xué)聯(lián)盟在北極國家之外成立的第一個(gè)北極大學(xué)聯(lián)盟機(jī)構(gòu)。

為進(jìn)一步整合學(xué)校極地科學(xué)研究領(lǐng)域資源，推動(dòng)極地科學(xué)發(fā)展，培養(yǎng)優(yōu)秀人才，助力國家參與北極治理，哈工大充分發(fā)揮地緣優(yōu)勢和學(xué)科交叉優(yōu)勢，成立了極地研究院。

極地研究中的中國角色

哈工大極地研究院自身如何定位？將履行哪些職責(zé)？

任南琪院士介紹，研究院將本著“認(rèn)識(shí)極地、保護(hù)極地，推動(dòng)極地可持續(xù)發(fā)展”的原則，瞄準(zhǔn)極地科學(xué)前沿，依托學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程、物理學(xué)、土木工程、建筑學(xué)、交通運(yùn)輸工程、生物學(xué)、食品科學(xué)與工程等12個(gè)國家一級(jí)學(xué)科，通過多學(xué)科交叉與融合，積極開展與極地科學(xué)有關(guān)的高水平研究，建設(shè)由中青年國際知名學(xué)者為主的高水平國際化師資隊(duì)伍和國際化研究平臺(tái)，創(chuàng)造一流的研究成果，培養(yǎng)一流的科技人才，建成國際一流的創(chuàng)新基地，提升學(xué)校優(yōu)勢特色學(xué)科的科研水平和國際影響力，為我國極地研究提供科技與智力支持。

這個(gè)新的平臺(tái)吸引了很多北極圈高?？蒲性核鶎＜?，包括國內(nèi)的一些專家學(xué)者也參與到建設(shè)當(dāng)中。匯智聚力，這樣一個(gè)研究院將大有可為。

研究院現(xiàn)有50位研究人員，包括院士1人、長江學(xué)者5人、國家杰青5人，下設(shè)北極環(huán)境與生態(tài)國際聯(lián)合研究中心、極區(qū)空間環(huán)境研究中心、極地與寒區(qū)工程國際研究中心、極地交通國際聯(lián)合研究中心、極地建筑研究中心、極地生物與生命過程研究中心6個(gè)研究中心，以及漠河極地模擬實(shí)驗(yàn)基地、北極大學(xué)聯(lián)盟—哈工大培訓(xùn)中心。

成立于2001年的北極大學(xué)聯(lián)盟是國際北極領(lǐng)域最大的學(xué)術(shù)組織，由大學(xué)、大專、研究所等機(jī)構(gòu)組成，專注于北極及周邊地區(qū)的教育與研究。哈工大于2018年正式加入北極大學(xué)聯(lián)盟。

任南琪院士（左）接受本刊采訪

此次成立的北極大學(xué)聯(lián)盟—哈工大培訓(xùn)中心是北極大學(xué)聯(lián)盟在北極國家之外成立的第一個(gè)北極大學(xué)聯(lián)盟機(jī)構(gòu)。中心將向所有對(duì)北極知識(shí)和研究感興趣的中國大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的學(xué)生、教師和研究人員開放，通過獨(dú)特和先進(jìn)的合作平臺(tái)提供教育、研究的合作機(jī)會(huì)，加強(qiáng)北極大學(xué)和非北極大學(xué)學(xué)生、教師和研究人員之間的交流與合作。

比北極研究院揭牌儀式還早，由極地研究院聯(lián)合黑龍江省氣象局合作共建的漠河極地模擬實(shí)驗(yàn)基地已于2月21日在漠河揭牌。

基地位于被譽(yù)為“中國北極”的中國漠河北極村，緊臨中國最北端的邊界，為中國低溫之最，在氣候、生物、空間電磁環(huán)境等方面與極地地區(qū)較為類似，具備開展模擬極地科學(xué)實(shí)驗(yàn)的自然條件。基地觀測場布設(shè)氣象、大氣、生態(tài)等監(jiān)測設(shè)備，具備較為完善的與極地研究相關(guān)的觀測體系，可開展長期極地模擬實(shí)驗(yàn)?；匚磥韺⒅饕_展污染物在極地的環(huán)境行為和氣粒分配規(guī)律，星際空間磁層、電離層、高層大氣檢測，極端環(huán)境對(duì)生命過程產(chǎn)生的特殊效應(yīng)機(jī)理，遙感監(jiān)測技術(shù)等領(lǐng)域研究，為哈工大開展極地相關(guān)的科研工作提供有力支撐和保障。

任南琪院士說，在哈工大的支持下，我們建立極地研究院，將配合國家戰(zhàn)略開展極地研究，同時(shí)也為國內(nèi)研究院所、大專院校提供極地研究的平臺(tái)，不僅服務(wù)哈工大發(fā)展，同時(shí)也服務(wù)于中國極地研究科學(xué)家。

談到極地生態(tài)，任南琪院士表示擔(dān)憂，他說，極地生態(tài)特別脆弱，極地的生態(tài)環(huán)境、生物種群、生命保障以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等均不同于其他地方，值得我們認(rèn)真研究?？紤]到未來北極需要的一些學(xué)科領(lǐng)域，我們現(xiàn)在設(shè)立了6個(gè)主要領(lǐng)域的6個(gè)研究中心。我們也希望能通過這樣的研究，了解北極的現(xiàn)狀，探索未來發(fā)展。

任南琪院士表示，近年來，我國把生態(tài)環(huán)境保護(hù)放在非常重要的位置。對(duì)全球環(huán)境而言，北極是重要節(jié)點(diǎn)。未來，我們將要做一些研究，首先就是通過北極生態(tài)環(huán)境變化掌握全球變化。比如我們將和北極大學(xué)聯(lián)盟共同發(fā)射一個(gè)小衛(wèi)星來研究北極上空，通過對(duì)北極上空的探測來研究北極的變化等。

北極的污染是從大陸部分傳輸過去，任南琪院士說，北極和非北極生態(tài)污染的交互、傳輸過程，哪些物質(zhì)的破壞程度有多大，直接涉及到如果我們要保護(hù)北極應(yīng)該做什么、做到哪種程度。生態(tài)環(huán)境研究和保護(hù)，將是我們的最大的責(zé)任。

暑假期間學(xué)校進(jìn)行野外考察取樣時(shí)任南琪院士拍攝的極地風(fēng)光

聚焦國家戰(zhàn)略需求

除任極地研究院院長之外，任南琪院士還是哈爾濱工業(yè)大學(xué)副校長，并且擔(dān)任城市水資源與水環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。多年來，他的研究視野一直緊跟國家戰(zhàn)略需求，聚焦在生態(tài)環(huán)保領(lǐng)域，并做出卓越貢獻(xiàn)。

1990年，他面向低碳減排和可持續(xù)發(fā)展的重大需求，較早地提出了有機(jī)廢水是重要的可再生、可利用資源的理念，革新了以污染物去除為目標(biāo)導(dǎo)向的傳統(tǒng)廢水處理模式，利用生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水中有機(jī)污染物梯級(jí)利用產(chǎn)氫、產(chǎn)電等生物能源化目標(biāo)，并取得重要的理論突破和技術(shù)創(chuàng)新，開創(chuàng)了具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以厭氧活性污泥為產(chǎn)氫菌種的廢水發(fā)酵產(chǎn)氫技術(shù)。

1999年，任南琪率先完成了世界首例生物制氫中試，2005年完成生產(chǎn)規(guī)模試驗(yàn)，推進(jìn)了生物制氫技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程。這一突破，曾被評(píng)為“2000年中國十大科技進(jìn)展”，2007年獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。美國工程院院士BE Rittmann指出“（任南琪院士開創(chuàng)的）乙醇型產(chǎn)氫發(fā)酵為迄今為止所發(fā)現(xiàn)的2種重要產(chǎn)氫發(fā)酵類型之一”。

高濃度、難降解工業(yè)有機(jī)廢水是我國流域水質(zhì)惡化的重要污染源，其如何高效轉(zhuǎn)化是亟待解決的技術(shù)難題。任南琪團(tuán)隊(duì)圍繞著制藥、染料、化工、印染等典型重污染源行業(yè)廢水處理技術(shù)難題開展了近20年研究，取得重要的理論突破，并結(jié)合我國國情，開發(fā)出4套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高濃度廢水生物處理集成化技術(shù)，攻克了難降解廢水預(yù)處理的技術(shù)關(guān)鍵，與制藥、染料、化工等廢水傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，投資降低15%以上，運(yùn)行費(fèi)用降低20～40%。目前，已在太湖、松花江等流域建成30余項(xiàng)廢水處理工程，工程總投資近5.0億元，廢水處理總量近10萬噸/天。該項(xiàng)目于2004年獲得了國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

此外，針對(duì)我國制藥、化工等行業(yè)排放的含硫含氮有機(jī)廢水達(dá)標(biāo)處理難、硫系物隱患大等問題，任南琪院士團(tuán)隊(duì)揭示出超常規(guī)生物脫硫機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了制約硫轉(zhuǎn)化效率的瓶頸因素，發(fā)明了以硫資源回收為導(dǎo)向的廢水碳氮硫共脫除新型生物技術(shù)及設(shè)備，通過定向生態(tài)調(diào)控，顯著提高了系統(tǒng)的可操控性和處理效率，應(yīng)用于近10項(xiàng)處理工程，2010年該項(xiàng)目研究獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

針對(duì)我國有毒物質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及生態(tài)安全，任院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)率先建立起流域水體安全預(yù)警體系和應(yīng)急決策支持平臺(tái)，開啟了國家對(duì)松花江流域健康水循環(huán)和生態(tài)安全的長效規(guī)劃與關(guān)注。主持開展了大尺度環(huán)境中持久性有毒物質(zhì)（PTS）源匯及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究，組織建立了由6個(gè)國家參加的“國際持久性有毒物質(zhì)聯(lián)合研究中心”基地。

松花江硝基苯污染重大突發(fā)事件發(fā)生后，結(jié)合國家重大需求，發(fā)起并主持了科技部“松花江硝基苯重大環(huán)境污染事件應(yīng)急科技專項(xiàng)”研究，在我國率先建立了流域水體安全預(yù)警體系和應(yīng)急決策管理支持平臺(tái)，開啟了國家對(duì)松花江等跨界流域生態(tài)安全與健康水循化的研究歷程，引起極大關(guān)注。

他提出符合我國國情的生態(tài)功能導(dǎo)向的環(huán)境污染治理理念及海綿城市建設(shè)路徑及技術(shù)措施，解決了國家重大需求。

任南琪院士說，哈工大歷來有以立足國家重大需求開展研究工作的傳統(tǒng)。國家戰(zhàn)略需求是未來發(fā)展的方向，也是我們和極地研究院應(yīng)該努力的方向。