亞洲首位!中國礦大胡振琪教授,獲終身成就獎

2024-05-09     中國基建報

原標題:亞洲首位!中國礦大胡振琪教授,獲終身成就獎

近日,美國復墾(修復)學會(American Society of Reclamation Sciences,簡稱ASRS)獎勵委員會致信宣布,我校胡振琪教授被ASRS獎勵委員會評選為2024年度ASRS William T. Plass終身成就獎獲得者。ASRS首次將該獎項頒發給亞洲科學家。

美國復墾(修復)學會始創於1983年,原名美國採礦與復墾(修復)學會,是全球礦山土地復墾與生態修復領域最具權威和影響力的學會。該學會每年在全球範圍內評選表彰在土地復墾與生態修復領域做出突出貢獻的科學家,獎項包括「William T. Plass Award終身成就獎」「Richard and Lela Barnhisel Reclamation Researcher of the Year科技貢獻獎」「Pioneer in Reclamation Award復墾(修復)先鋒獎」「Early Career Award傑出青年獎」等。其中,William T. Plass Award(終身成就獎)是學會最高榮譽,旨在表彰在國家和國際上對礦山生態修復做出傑出貢獻的科技人員。

獎勵委員會高度評價了胡振琪在礦山復墾(修復)科學研究和教學方面的突出貢獻,以及其研究成果在工業界的廣泛應用。委員會認為,胡振琪教授長期以來在礦山復墾(修復)科學研究和教學方面的突出貢獻,及其在工業界的應用達到了世界先進水平,其在對技術挑戰的銳意進取以及與他人分享研究發現等方面出類拔萃。獎勵委員會主席格瑞斯伍德對胡振琪榮獲ASRS最高榮譽表示祝賀。

胡振琪,中國礦業大學環境與測繪學院教授,國家重大人才工程項目入選者、能源資源戰略發展研究院院長。30多年來一直致力於煤礦區土地復墾與生態修復的理論與技術研究,先後主持3項國家863計劃、4項科技支撐/重點研發、2項公益性行業科研專項、7項國家自然科學基金等百餘項科研項目,發明了「星-空-地-井」四位一體礦區生態環境監測技術,揭示了煤炭開採對地表生態損傷機理與規律;創立了以「土層生態位」和「土壤關鍵層」為核心的土壤重構理論框架與技術體系;首創了採煤塌陷區邊采邊復和黃河泥沙充填的耕地復墾技術;攻克了自燃煤矸石山阻燃型生態修復技術,推動了礦山生態修復理論與技術的革新,對保護耕地紅線、維護生態安全、建設綠色礦山做出了突出貢獻。先後獲國家科技進步二等獎3項,省部級及行業協會一等獎9項、授權國家專利50餘件,第一或通訊作者發表SCI、EI論文175篇、專著9部。獲何梁何利基金科學與技術進步獎、全國創新爭先獎、中國青年科技獎、美國採礦與復墾學會Barnhisel獎和「生態修復先鋒獎」等,入選新世紀百千萬人才工程國家級人選、全球前2%頂尖科學家榜單。現為中國煤炭學會土地復墾與生態修復專業委員會主任委員,中國土地學會常務理事兼國土整治與生態修復分會副主任委員,國際土地復墾家聯合會協調委員會委員(中國代表),International Journal of Mining, Reclamation and Environment執行主編。

變荒蕪為沃土的大地「醫生」

我國煤炭80%以上產自井工開採,因此引發的地表塌陷土地損毀和矸石堆積污染兩大地質環境問題,嚴重影響國家生態安全、糧食安全和綠色礦山建設。要煤炭還是要糧食?如何才能「魚與熊掌兼得」?

中國礦業大學教授胡振琪,35年如一日從事煤礦土地復墾與生態修復研究與實踐,猶如一位「大地醫生」,以創新性的技術,使塌陷積水區變「產糧田」,矸石山污染源變「生態園」,成果推廣應用於14省276座煤礦,對保護耕地紅線、維護生態安全、建設綠色礦山作出了突出貢獻。

首創革新式技術,讓塌陷地變產糧田

煤炭開採造成了大量土地塌陷損毀、良田荒蕪,是煤礦區亟待解決的問題。

1991年,28歲的胡振琪從美國南伊利諾伊大學完成博士論文回到中國礦業大學,通過了博士答辯,成為中美聯合培養的第一位土地復墾學博士。從公派留學開始,胡振琪將國家需要作為自己的科研方向。

基於國內外的土地復墾實踐,胡振琪深入研究土壤剖面重構的理論與方法,創新性地提出「土層生態位」「土壤關鍵層」概念,以及土壤剖面優化方法,這是對復墾土壤剖面重構理論與方法的新突破;同時,他還創新性提出「分層剝離、交錯回填」的土壤剖面重構工藝,實現了高質量的耕地恢復,改變了我國土地復墾后土壤質量差、復墾效率低等問題。

我國有10.8%的耕地與煤炭可采儲量分布重合,如果將煤糧復合區的這些煤炭都挖出來,那麼將有2億畝耕地受到損毀甚至消失。這道世界級的難題擺在科技工作者案頭。2005年,胡振琪在國內首次提出「礦糧復合區」的概念,利用充填復墾技術對採煤沉陷區進行修復,在開採煤炭的同時,又能保住耕地。胡振琪創造性地選擇黃河泥沙作為填充材料,泥沙和土壤交替充填覆蓋,既有利於保水保肥,又有利於微生物活動加速土壤熟化,耕地生產力水平提高15%以上,復墾後1-3年達到正常農田水平。據保守估計,該技術可以造福黃河沿岸70公里範圍內的1200萬畝採煤塌陷區。

我國採煤塌陷累積已超3000萬畝,每年以105萬畝的速度增長。塌陷後再治理,生態環境已遭到極大破壞,特別是高潛水位地區,恢復土地率低、復墾周期長。

「在塌之前就要治理,從源頭和過程中控制。」胡振琪又創新性地在我國井工開採地區提出了邊開採邊復墾(簡稱「邊采邊復」)的概念。

「要實現邊采邊復,就要能夠預知未來要塌陷多深,在哪個位置,提前把要沉入水裡的土取出來,保護土壤。」胡振琪發明了「星-空-地-井」感知技術,精準獲取地上下信息,建立了井上下多要素耦合的地表損傷診斷模型,精準預測耕地損傷發生的時空分布及減產程度,提出基於臨界積水閾值加約束條件的復墾時機優選方法,攻克顧及未來下沉的水陸布局優化和動態施工技術。該技術在山東新巨龍、濟寧三號井、安徽劉橋二礦等應用,與穩沉後治理相比,多恢復耕地15%~40%,實現了避水保土和煤糧兼得,被國際權威同行譽為「一種世界領先技術」。

攻克治本之策,讓「火焰山」變「花果山」

我國煤炭開採過程中煤矸石的年排放量達7億噸以上,其中酸性矸石堆積易氧化自燃,嚴重污染環境,治理難且易復燃,是礦山生態修復的重大難題。

胡振琪博士畢業歸國後首先就把目光投向了煤矸石山。在只有1.7萬元科研經費支持下,敢想敢做的他憑藉一腔熱情一股闖勁,持續攻堅幾個月,在山西王莊礦創造了一套實用的煤矸石山綠化造林技術,創造性地將反坡環山帶整地法應用於煤矸石山整地,提出了煤矸石山綠化造林的五階段基本模式。三年後,4公頃的土地產出了400萬元的直接經濟效益。黑禿禿的煤矸石山變成了綠茵茵的花果山,「黑色巨獸」被馴服了。

但令人意外的是,十多年後,綠化成功的王莊礦煤矸石山,由於意外著火了,美麗的花果山毀於一旦。不僅如此,如果說煤矸石物理揚塵只是「皮肉之痛」,那麼煤矸石山自燃釋放二氧化硫、一氧化碳等有害氣體對大氣造成污染,更是「痛入骨髓」。心痛之餘,胡振琪下決心要解決煤矸石山的復燃問題。

在這項研究中,「著火點」的判定顯得尤為關鍵。滅火找不到著火點,就像打蛇打不到七寸,隨時可能復燃,反咬一口。胡振琪團隊獨特的熱紅外與測繪技術相耦合的表層燃燒情況定位技術及基於表面溫度反演深部著火點位置模型,實現了著火點的精準定位。這一獨特的診斷技術申請了多項發明專利。

此外,胡振琪團隊還提出了表面噴漿與深部注漿相結合的安全滅火方法、生物化學抑制氧化和物理覆蓋碾壓相結合的抑氧隔氧防火技術、以及植被恢復技術等,並與潞安礦業集團、陽泉煤業集團等形成了產學研用聯盟,讓數十座自燃的煤矸石山「偃旗息鼓」,「火龍」的咽喉被牢牢扼住了。治理後區域大氣中的二氧化硫等有害氣體濃度降低50%以上,達到國家有關空氣品質標準二級。胡振琪投入十餘年心血的這項科研成果最終榮獲2019年國家科技進步二等獎。

腳踏實「地」,醫大地之痛還綠水青山

2009年,胡振琪獲得美國採礦與復墾學會(ASMR)土地復墾科技貢獻獎,2018年領取了生態修復先鋒獎,這兩項獎項均為中國土地復墾學者在世界範圍內所獲的第一個大獎,也是ASMR第一次把獎項頒給亞洲科學家。

胡振琪把國家期許放到個人選擇的第一位,把社會責任和生態使命作為自己的事業追求。他堅持走進礦區取土取水取沙,採集第一手材料,試驗再試驗。他說,自己必需要腳踏實「地」,把學問做在田野間,把論文寫在大地上,才能醫大地之痛,還綠水青山。

科研的道路絕非坦途。胡振琪決定選擇黃河泥沙作為填充材料進行採煤塌陷區充填復墾,成功在即之時,卻遭當頭棒喝:「試驗區的農作物產量只有正常農田的一半!」這一創造性的想法難道要就此宣布失敗嗎?「絕不放棄!」胡振琪說,「我們的工作是一個不斷探索、不斷創新的過程,往往這個過程是最磨練人的意志!」正是堅持不懈的一次次推敲、打磨和無數次試驗下才有了首創的革新式技術和塌陷區蛻變的產糧田。

胡振琪培養博士後9名、博士108名、碩士128名,培育了一支具有國際影響力的創新團隊。他還創立了中國煤炭學會土地復墾與生態修復專業委員會、主編中國科協立項的首部《煤礦區土地復墾與生態修復學科發展報告》,推進了相關政策和制度的完善,為我國礦山生態修復事業創建創新和國際化作出突出貢獻。

胡振琪深切地熱愛礦山生態修復事業,他參與治理的塌陷地,從廢棄荒蕪、雜草叢生,變成耕地肥沃、魚蝦滿塘、鴨鵝滿地,披上翠綠的新裝。他說:「任何個人的名利終將會隨時間流逝,真正留存天地之間的只有那肥沃的土地和錦繡的山河!」(中國礦業大學)

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-sg/6d414f2cab5ebc34321ac18416d1c1ed.html