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海南:靠海“吃”海 “创”力无限
【字号: 】【打印】【关闭 2018-11-19 15:23:58    来源: 海南日报

  辽阔海域为海南大学生们提供了许多创新创业灵感。记者 张茂 摄

  海南师范大学学生王丽丽进行吡啶功能化海洋生物质吸附材料研究。受访者供图

  200多万平方公里的辽阔海域,为世代生活在南海之滨的海南人提供了鲜美的海产和远航的梦想,也为这片热土上成长的青年们提供了取之不尽、用之不竭的创新灵感。

  我省此次向第四届中国“互联网+”大学生创新创业大赛推选并获奖的项目,就充分体现了海南作为海洋大省的特点。海南大学的“‘鱼筑’人工景观鱼礁——为鱼儿筑建家园”和“知海海洋能源开发项目”,以及海南师范大学的“吡啶功能化海洋生物质吸附材料”、海南热带海洋学院的“无人藻类检测系统”等项目都将研究方向投向了海洋。

  净化海域,让椰风海韵更醉人

  绿水青山就是金山银山。近年来,环保项目一直是创新创业群体关注的热点。海南师范大学选送参赛的“吡啶功能化海洋生物质吸附材料”,就是用于治理近海海域中的重金属和抗生素。

  参与该项目的海南师范大学学生王丽丽告诉记者,在海南,畜禽养殖产业在第一产业中占了很大比重。但是,养殖业在带动海南经济发展的同时,也给近海海域带来了一些环境问题。一些养殖工厂将未达标的养殖废水直接排入河流甚至海洋中。

  如何吸附和清除重金属和抗生素复合污染物,这个问题此前也有科研机构在攻关。但王丽丽等人通过研究发现,国内外针对重金属和抗生素复合污染物的“有膜过滤法”“催化氧化还原法”“离子交换和吸附法”“植物修复”等技术或组合工艺,均在不同方面有欠缺。

  比如,“催化氧化还原法”需外加电、光或化学试剂来氧化抗生素、还原重金属离子,不仅易受共存盐和其他有机物的干扰,而且可能导致二次污染;“植物修复”技术虽然廉价环保,但接触时间长、占地面积大,失效后难以处置……

  “我们希望能在更加环保的基础上,让吸附材料成本更为低廉。”王丽丽介绍,他们研发的“吡啶功能化海洋生物质吸附材料”,以海洋中提炼的壳聚糖为主要原料,廉价易得且可再生利用;利用这类吸附材料吸附的重金属还可以经过提取重复利用。可以说,用“吡啶功能化海洋生物质吸附材料”净化近海海域的过程,既是“以废治废”的过程,又是“变废为宝”的实践。

  项目团队成员通过计算得知,向近海海域投放市面上常见的吸附材料,一吨成本约30万元,而投放“吡啶功能化海洋生物质吸附材料”,一吨成本只需约4万元。和该团队合作开展实验的一家水产公司认为,使用这一吸附材料,将大大节约企业生产成本,更有利于各大水产公司主动自觉维护海洋环境。

  匠心独运,打造“水下迪士尼”

  修复海洋生态,仅仅靠吸附污染物还远远不够。受人类活动、环境污染等因素影响,部分海域的动植物的生存家园遭受破坏,裸露的海底出现了一道道伤口,让人触目惊心。

  研究发现,健康生长的珊瑚礁能够形成大洋带鱼类的幼鱼生长地和种质资源地,同时为蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物等动植物提供良好生活环境。于是,海南大学教授王爱民率领的研究团队很早就开始研究,将人工筑造的附着基投进海底,为珊瑚打造新的家园。他们将这片珊瑚家园形象地称为海洋牧场。

  “当我们得知王爱民教授在蜈支洲岛海洋牧场投下的人工鱼礁聚鱼效果显著,也有一定的珊瑚附着时,立马就嗅到了商机。”海南大学“‘鱼筑’人工景观鱼礁——为鱼儿筑建家园”团队成员晏维杰说,他身边的小伙伴,既有主修海洋修复的,又有主修建筑工程的。为什么不组成一支团队,利用自身所学将人工鱼礁升级为景观鱼礁,构筑起梦幻多样的水下景观,为游客提供水下游览、探险、摄影等活动场所呢?

  说干就干,晏维杰和伙伴们组成团队,找到了海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室,特聘王爱民为技术总监。在实验室和王爱民的帮助下,他们先后掌握了材料级配、鱼礁设计和珊瑚养殖等三大方向的多项核心技术。

  运用以上这些新技术,蜈支洲岛海洋牧场很快就呈现出美丽的景观——游客潜入海底,迎面而来的是一座生机勃勃的海底花园,在经过精心“打扮”的人工鱼礁上,珊瑚随水流开合舞动,各色鱼儿畅游其间。人鱼相伴,和谐共游,其乐无穷。

  晏维杰说,为了给景区打造更加丰富的海底景观效果,该团队中学习建筑专业的同学通过课堂积累、课下采风等形式,创造性地运用模块化设计理念,为人工鱼礁设计了组合灵活、形式多样的景观效果。这些景观中,不仅有基础的苗圃式、花园式,还有充满创意的雕塑式、沉船式和建筑遗迹式等景观。其中,建筑遗迹式的人工景观鱼礁中,不乏海南人熟悉的骑楼老街等形态,极具海南特色。

  目前,该团队已经拥有1项国家实用新型专利,引进15项发明专利,正在申请其他2项发明专利。“和传统人工鱼礁相比较,我们设计的人工景观鱼礁有低成本、零污染、生态修复性能佳、观赏性强等优势。”晏维杰对未来发展信心十足。在不久的将来,该团队将为更多鱼儿筑建起安稳的家园,为更多景区打造出梦幻的“水下迪士尼”。

  另辟蹊径,给海上设备装上“充电宝”

  水下风光旖旎无限,水上则是一派忙碌景象。海南沿海地区港口众多、航海事业十分繁荣,但海上能源补给问题一直没有得到彻底解决。传统的火力、水力和新兴的风能、太阳能等发电方式,都不同程度地存在供能有限、供能不稳定等问题。

  “我们发现波浪能发电方式相较于以上几种方式,具有无污染、难度低、效率高、持续性强等优势,可以在很大程度上解决海上能源补给问题。”海南大学“知海海洋能源开发项目”成员周衡说,潮汐日夜不停,不受日升日落、四季轮回的影响。他们根据潮汐特点研制的新型横卧式波浪能发电装置,就是漂浮于海面,在波浪的作用下运用切割磁感线发电原理进行高效、稳定发电的。

  周衡以最早使用这一装置的无人船——海上“特斯拉”为例说明,该船以波浪能发电技术与蓄电池储电技术相互配合,可一次性解决续航短、充电频率高、充电时间长的问题。

  海上“特斯拉”取得成功后,“知海”团队又一鼓作气,相继研发了能够实时监测海洋波浪能等理化数据、建立海洋数据监测系统的“海蝶”波浪浮标,集监测、信息传输、预测、消除和应急响应机制于一体的海洋环境监测及生态灾害预警预报系统“司海监”等产品。

  其中,“海蝶”波浪能浮标已经面向市场销售,单个浮标售价9800元,仅2017年销售额就达340万元。截至2018年4月,该浮标已有预购订单量2000个,订单金额达2000万元,“钱”景可期。

  周衡说,“海蝶”波浪能浮标等产品,装上“知海”新型横卧式波浪能发电装置后,就像装上了一台“波浪能充电宝”,能够随时随地在作业过程中得到能源补给。同理,“知海”新型横卧式波浪能发电装置还可以与其他海上设备和技术相融合,如无人船、水下机器人、海洋监测系统等,引领海洋绿色能源开发利用新潮流。

  “我们还在继续研究,如何把这台‘充电宝’的功率提上去、成本降下来。”“知海”团队成员殷浩然说,如果功率够大,不仅海上设备,临海的村庄或许也能从中享受到更低廉、稳定的供电,“我们所做的一切努力,就是要让科技更有意义。”记者 陈蔚林

编辑:张晓琪
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