任南琪院士：推進極地研究，擔當中國責任

文/本刊記者 宋文芳 龐貝

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

極地是遙遠和寒冷的代名詞，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，南北兩極對全球氣候變化和人類生存發(fā)展具有重要影響。這個問題越來越受到國際社會的廣泛關(guān)注。探索極地未知、開拓極地知識、保護極地環(huán)境、促進人類社會可持續(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，標志著極地科學研究已經(jīng)上升到國家發(fā)展的戰(zhàn)略高度。

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

中國環(huán)境科學學會是我國環(huán)境學科最高學術(shù)團體和我國目前規(guī)模最大的環(huán)保科技社團組織；極地環(huán)境與生態(tài)專業(yè)委員會是中國環(huán)境科學學會唯一一個極地相關(guān)的專業(yè)委員會，也是第一個有外國專家加入專業(yè)委員會組織結(jié)構(gòu)的專業(yè)委員會。

作為斯匹次卑爾根群島條約國、南極條約協(xié)商國，我國堅定維護條約宗旨，保護極地環(huán)境，倡導科學研究，推進國際合作，努力為人類知識增長、社會文明進步和可持續(xù)發(fā)展作出應有的貢獻。

習近平總書記曾提出，要構(gòu)建立人類命運共同體。中國是負責任的大國，應承擔大國責任。

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，應有所擔當。極地研究院成立意義重大，對北極下一步的發(fā)展，包括環(huán)境保護、生態(tài)建設(shè)對全球的影響，我們應該開展一定的工作。

這個重任為什么會落在哈爾濱工業(yè)大學的肩上？

任南琪院士說，作為我國地理位置最北的國家重點大學之一，哈工大積極響應國家號召，融合環(huán)境、生命、土木、交通、建筑、空間科學等優(yōu)勢資源，積極開展與極地科學有關(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)大學正式加入北極領(lǐng)域最大的學術(shù)組織——北極大學聯(lián)盟，并經(jīng)北極大學聯(lián)盟同意建立“北極大學聯(lián)盟哈爾濱工業(yè)大學培訓中心”，這是北極大學聯(lián)盟在北極國家之外成立的第一個北極大學聯(lián)盟機構(gòu)。

為進一步整合學校極地科學研究領(lǐng)域資源，推動極地科學發(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？

任南琪院士介紹，研究院將本著“認識極地、保護極地，推動極地可持續(xù)發(fā)展”的原則，瞄準極地科學前沿，依托學校環(huán)境科學與工程、物理學、土木工程、建筑學、交通運輸工程、生物學、食品科學與工程等12個國家一級學科，通過多學科交叉與融合，積極開展與極地科學有關(guān)的高水平研究，建設(shè)由中青年國際知名學者為主的高水平國際化師資隊伍和國際化研究平臺，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，提升學校優(yōu)勢特色學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。

這個新的平臺吸引了很多北極圈高校科研院所專家，包括國內(nèi)的一些專家學者也參與到建設(shè)當中。匯智聚力，這樣一個研究院將大有可為。

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個研究中心，以及漠河極地模擬實驗基地、北極大學聯(lián)盟—哈工大培訓中心。

成立于2001年的北極大學聯(lián)盟是國際北極領(lǐng)域最大的學術(shù)組織，由大學、大專、研究所等機構(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聯(lián)盟。

任南琪院士（左）接受本刊采訪

此次成立的北極大學聯(lián)盟—哈工大培訓中心是北極大學聯(lián)盟在北極國家之外成立的第一個北極大學聯(lián)盟機構(gòu)。中心將向所有對北極知識和研究感興趣的中國大學和研究機構(gòu)的學生、教師和研究人員開放，通過獨特和先進的合作平臺提供教育、研究的合作機會，加強北極大學和非北極大學學生、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驗基地已于2月21日在漠河揭牌。

基地位于被譽為“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實驗的自然條件。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驗。基地未來將主要開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)境對生命過程產(chǎn)生的特殊效應機理，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，同時也為國內(nèi)研究院所、大專院校提供極地研究的平臺，不僅服務哈工大發(fā)展，同時也服務于中國極地研究科學家。

談到極地生態(tài)，任南琪院士表示擔憂，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，值得我們認真研究。考慮到未來北極需要的一些學科領(lǐng)域，我們現(xiàn)在設(shè)立了6個主要領(lǐng)域的6個研究中心。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)境保護放在非常重要的位置。對全球環(huán)境而言，北極是重要節(jié)點。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聯(lián)盟共同發(fā)射一個小衛(wèi)星來研究北極上空，通過對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北極應該做什么、做到哪種程度。生態(tài)環(huán)境研究和保護，將是我們的最大的責任。

暑假期間學校進行野外考察取樣時任南琪院士拍攝的極地風光

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)大學副校長，并且擔任城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室主任。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。

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導向的傳統(tǒng)廢水處理模式，利用生物技術(shù)實現(xiàn)了水中有機污染物梯級利用產(chǎn)氫、產(chǎn)電等生物能源化目標，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，推進了生物制氫技術(shù)的工業(yè)化進程。這一突破，曾被評為“2000年中國十大科技進展”，2007年獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎。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。任南琪團隊圍繞著制藥、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，運行費用降低20～40%。目前，已在太湖、松花江等流域建成30余項廢水處理工程，工程總投資近5.0億元，廢水處理總量近10萬噸/天。該項目于2004年獲得了國家科技進步二等獎。

此外，針對我國制藥、化工等行業(yè)排放的含硫含氮有機廢水達標處理難、硫系物隱患大等問題，任南琪院士團隊揭示出超常規(guī)生物脫硫機制，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，應用于近10項處理工程，2010年該項目研究獲國家科技進步二等獎。

針對我國有毒物質(zhì)環(huán)境風險及生態(tài)安全，任院士帶領(lǐng)團隊率先建立起流域水體安全預警體系和應急決策支持平臺，開啟了國家對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）源匯及風險評價研究，組織建立了由6個國家參加的“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)境污染事件應急科技專項”研究，在我國率先建立了流域水體安全預警體系和應急決策管理支持平臺，開啟了國家對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該努力的方向。