隨著霧霾問題日益被人們關(guān)注,清華大學環(huán)境學院院長賀克斌教授的行程也愈發(fā)緊張起來。做科研、搞講座、作匯報,向公眾和官員科普空氣質(zhì)量知識……當記者提出,今年是國家杰出青年科學基金設(shè)立20周年,希望就此采訪他時,他很爽快地答應了。但由于時間緊張,只能在會議間隙接受采訪。
近年來,中國頻頻發(fā)生嚴重霧霾,受影響的國土面積一度達到143萬平方公里。“其實,我國對大氣污染研究起步并不晚,特別是PM2.5中的硫酸鹽、硝酸鹽粒子等相關(guān)的污染排放、控制規(guī)律等方面早有研究。”盡管記者明確表達了對“人”的關(guān)注,但賀克斌談的更多的依然是他的研究。
科研探索的自由度大了才能忙而不累
2006年,時為清華大學環(huán)境工程系教授的賀克斌,獲得了國家杰出青年科學基金項目“大氣顆粒物碳質(zhì)組分與復合污染形成機制”的支持。讓他更為驚喜的是,當年杰出基金加大了支持力度,撥下的資金比申報時翻了一番。這次支持,為他在科研道路上加速跑提供了新動力。
“杰青基金項目設(shè)置的一個特點是,放大了探索科學前沿的自由度,并非主要評審該科研項目預先設(shè)計得好不好,而是根據(jù)申請人過去的科研經(jīng)歷、學術(shù)積累,從科研能力方面來考察是否能把項目做好。對于項目本身,提出的是大方向設(shè)想,并非很周密的計劃。”賀克斌解釋說,對于前瞻性的科研,如果項目預先設(shè)計得越細,科研探索的自由度就越小;過度強調(diào)共識,可能會把個人的一些絕思妙想扼殺掉。
“項目是自己想出來的,正是自己想干、喜歡干的,盡管時間緊工作很忙,但忙而不累。”于是,賀克斌全身心地投入到科研中去。課題組在北京、上海、廣州、重慶等城市做了大氣污染觀測和采樣,獲得了海量的樣品和數(shù)據(jù)。通過分析發(fā)現(xiàn),典型城市大氣可吸入顆粒物(PM10)中,2/3是細顆粒物(PM2.5),而這些PM2.5中,超過2/3是二次生成的;當大氣污染越重時,其中PM2.5比例就越高。這也證明了,想解決中國城市的大氣污染問題,控制PM2.5及二次生成至關(guān)重要。
當時中國學界認為,夏天溫濕度高、人為排放加上植被天然排放,是造成二次生成嚴重大氣有機污染的原因。賀克斌說,經(jīng)長期觀測研究發(fā)現(xiàn),在中國北方的冬天,仍然存在著較嚴重的二次有機污染。北方冬天基本可以排除植被的天然排放,說明冬季人為排放污染物量大,僅人為排放就足夠造成嚴重的二次有機污染。
“因此,在PM2.5有機污染物采樣、檢測方法上,應該適應中國冬季的特點。”賀克斌說,研究還發(fā)現(xiàn),北京本地排放的二氧化硫并不多,而區(qū)域來源分析發(fā)現(xiàn),北京大氣中較大比例的硫酸鹽“老化”,即是從外地來傳輸過來的,“捕捉到的是來自幾百公里范圍內(nèi)的硫,我們由此確定了2008年奧運會大氣污染控制的華北6省市范圍。”
治霾“藥”在實戰(zhàn)中起效
賀克斌課題的研究很快在現(xiàn)實中得到了更多應用。2008年奧運會、2010年上海世博會和廣州亞運會、2012年區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控、“十二五”環(huán)保規(guī)劃、重點區(qū)域大氣聯(lián)防聯(lián)控規(guī)劃……他和其他國內(nèi)專家組成了團隊,在減少霧霾,保障各地空氣質(zhì)量方面獲得了成功,經(jīng)受住了實戰(zhàn)的考驗。
“在奧運會、亞運會和世博會舉行時,我國還沒有出臺新《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-2012),控制目標不涉及PM2.5指標。”賀克斌說,在北京奧運會結(jié)束后,中國應不應該將PM2.5納入空氣質(zhì)量標準,已在國家有關(guān)層面開始討論。
賀克斌強調(diào),雖然美國大使館公布PM2.5數(shù)值,助推把PM2.5指標納入新空氣質(zhì)量標準,但中國與美國等國家大氣污染成因情況有所不同,在中國由于多種污染物高濃度排放,使產(chǎn)生污染的機理更為復雜 。“比如我國高顆粒物濃度的城市出現(xiàn)新粒子的爆發(fā)性增長,這在國際同類研究中是十分獨特的現(xiàn)象。如此幾何級數(shù)倍增長的化學反應,機制上還沒有搞清楚。”不過,正是通過“大氣顆粒物碳質(zhì)組分與復合污染形成機制”等項目研究,形成了一定的科學共識,并經(jīng)歷了奧運、世博等幾個星期到幾個月時間不等的“實戰(zhàn)”,以目前科技水平和所積累的數(shù)據(jù),在污染現(xiàn)象和減排量關(guān)系上,“在一定程度摸到了脾氣”。“否則,2012年在定新《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-2012),把PM2.5納入空氣質(zhì)量標準時,就會有更多的猶豫。”
“在2013年成都舉行的財富論壇和第十二屆世界華商大會,其空氣質(zhì)量保障工作都是以控制PM2.5為直接目標的。”賀克斌說,正是由于杰青基金等項目成果的支持,“我們才敢開方子、下藥。我們下完藥后,無一例外都見效了。”
2012年,賀克斌牽頭開展國家自然科學基金“多介質(zhì)復合污染與控制化學”創(chuàng)新群體研究,多個團隊從大氣、水、土壤全方位全過程來研究霧霾污染發(fā)生規(guī)律。
“霧霾通過干濕沉降,會進入到水體、土壤中,經(jīng)過水土化學過程又形成氣體,重新回歸到大氣中……我們?nèi)后w并不局限于水、氣等單一介質(zhì),而是跨介質(zhì)的研究霧霾污染問題。”賀克斌說,工業(yè)生產(chǎn)、交通過程、農(nóng)業(yè)土壤排放、加油站產(chǎn)生的揮發(fā)性有機物等等都是導致霧霾發(fā)生的源頭。霧霾污染的解決必須從多方面入手,哪方面需加強和改進?下多大力度,采取哪些措施才能實現(xiàn)控制效果?如何設(shè)置大氣環(huán)境質(zhì)量的中長期目標,排放強度下降到怎樣程度,才能達到預期的中長期目標?這都需要繼續(xù)研究,并加大科研成果的應用。
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