□青岛日报/观海新闻记者 杨琪琪
深海是一座巨大的资源宝库，富含锰、钴、镍、稀土等战略金属，具有巨大的开发利用潜力。中国是全球矿产消费与进口第一大国，布局国际深海矿产资源开发已成为事关发展全局的重大国家战略需求。然而，环境影响始终是制约深海矿产开发的卡点。
7月8日，2025年度国家科学技术奖揭晓。中国海洋大学牵头完成的“深海矿产开发工程地质环境原位观测技术与装备”项目，获国家技术发明二等奖。该项目历经近30年产学研联合攻关，是目前我国深海采矿环境领域首个获得国家科学技术奖的项目，为长期困扰行业的技术难题提供了解决方案。
“深海沉积物的工程地质性质及其在采矿扰动下的劣化效应，直接决定了环境影响。但由于深海极端环境和沉积物超软特性，传统观测手段难以实现精准、长期、原位监测。”项目第一完成人、中国海洋大学教授贾永刚指出，要给深海采矿环境影响“把脉”，就必须开展工程地质环境原位监测，把深海采矿过程中的环境问题说清楚。
这并非易事。贾永刚形容，深海沉积物就像豆腐脑一样，力学特性极其软弱。采矿车在海底行进时扰动沉积物，会形成三维扩散的羽流，进而影响海水化学环境和海洋生物的生存状态。要评价这一过程产生的环境影响，就必须完整厘清整个链条的变化过程，而难点也正源于此：沉积物松软易扰动，一方面难以精准测定其力学性质，另一方面还要兼顾采矿作业、海洋动力双重外力，持续追踪羽流演变与连锁环境影响。
为攻克这一难题，项目团队原创了深海超软沉积物力学性质原位精准测试技术、工程性质劣化过程原位长期观测技术及底层海水与沉积物交界环境变化长期观测技术。在此基础上，发明了国际首套全海深沉积物力学性质原位测试装备、深海沉积物工程性质劣化原位长期观测装备、海底边界层环境原位长期观测装备。这一系列突破，率先实现了“矿区沉积物力学性质—采矿过程劣化—海底环境效应”全链条原位综合观测，解决了深海超软沉积物力学性质测不准、工程性质劣化过程察不清、海底边界层环境变化说不明的国际难题。
对于这一系列技术突破，贾永刚用一组通俗易懂的比喻作出解读：测试海底沉积物力学参数，好比给海底做基础体检，它直接影响采矿车在海底的作业行进；持续观测沉积物工程性质劣化，便是跟踪病灶发展；而完整研判采矿带来的环境连锁反应，则如同人体并发症集中爆发，必须依托ICU完成多要素、立体式全天候监测。这组从“体检”到“重症监护”的形象比喻，清晰道出了技术由点及面的跨越发展。
目前，国际首套全海深沉积物力学性质原位测试装备已实现万米海深无缆操控与海底多探头智能施测，精准获取矿区沉积物力学性质；深海沉积物工程性质劣化原位长期观测装备能通过多探杆平台测量并经海面浮标实时回传数据，实现跨年度持续观测；海底边界层环境原位长期观测装备则以中心平台、子节点和浮标组成监测组网，清晰呈现海底边界层三维环境要素的动态变化。
值得一提的是，项目的一系列技术突破始终紧扣国家战略与产业发展现实需求。“我们的技术绝非实验室里凭空构想，而是根植于实际应用场景迭代成型。从滩浅海设备试验到南海海域实地验证，再到如今挺进深远海，每一步攻关都由国家重大需求牵引驱动。”贾永刚强调。目前，相关装备已成功应用于我国太平洋多金属结核矿区，支撑了向国际海底管理局提交的中国首份采矿试验环境报告，有力捍卫了我国在国际公海矿产资源的开发权益。
同时，相关技术已扩展应用于南海水合物试采、海洋油气开发的地质环境保护与灾害防控，取得了显著的社会、环境和经济效益。团队还主持制定了国家标准，推动了海洋工程地质环境观测技术的整体进步。
创新永无止境，求索步履不停。“一名学者、一支科研团队想要行稳致远，必须始终与国家需求同频共振。过去我们如此，未来我们也将坚守这一方向。”贾永刚如是说。
新闻链接：【青岛日报】2025年度国家技术发明二等奖项目“深海矿产开发工程地质环境原位观测技术与装备”：破解国际难题，为深海采矿环境“把脉”（2026年7月9日 4版）
编辑：左伟
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