治霾“藥”的研究者

文|李禾

治霾“藥”的研究者

文|李禾

賀克斌清華大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)，國(guó)家環(huán)境保護(hù)大氣復(fù)合污染來(lái)源與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。長(zhǎng)期從事大氣污染控制理論與技術(shù)方面的研究，國(guó)家自然科學(xué)基金委杰出青年基金獲得者和“多介質(zhì)復(fù)合污染與控制化學(xué)”創(chuàng)新群體帶頭人，教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授和“區(qū)域復(fù)合大氣污染與控制”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人。

近年來(lái)，中國(guó)頻頻發(fā)生嚴(yán)重霧霾，受影響的國(guó)土面積一度達(dá)到1 430 000 km2。隨著霧霾問(wèn)題日益被人們關(guān)注，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)賀克斌教授的行程也愈發(fā)緊張起來(lái)。做科研、搞講座、作匯報(bào)，向公眾和官員科普空氣質(zhì)量知識(shí)……

“其實(shí)，我國(guó)對(duì)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(dá)了對(duì)“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(shí)為清華大學(xué)環(huán)境工程系教授的賀克斌，獲得了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目（下簡(jiǎn)稱(chēng)“杰青基金”）“大氣顆粒物碳質(zhì)組分與復(fù)合污染形成機(jī)制”的支持。讓他更為驚喜的是，當(dāng)年杰青基金加大了支持力度，撥下的資金比申報(bào)時(shí)翻了一番。這為他在科研道路上的加速跑提供了新動(dòng)力。

“杰青基金項(xiàng)目設(shè)置的一個(gè)特點(diǎn)是，放大了探索科學(xué)前沿的自由度，并非主要評(píng)審該科研項(xiàng)目預(yù)先設(shè)計(jì)得好不好，而是根據(jù)申請(qǐng)人過(guò)去的科研經(jīng)歷、學(xué)術(shù)積累，從科研能力方面來(lái)考察是否能把項(xiàng)目做好。對(duì)于項(xiàng)目本身，提出的是大方向設(shè)想，并非很周密的計(jì)劃。”賀克斌進(jìn)一步解釋道，“對(duì)于前瞻性的科研，如果項(xiàng)目預(yù)先設(shè)計(jì)得越細(xì)，科研探索的自由度就越小；過(guò)度強(qiáng)調(diào)共識(shí)，可能會(huì)把個(gè)人的一些奇思妙想扼殺掉。”

“項(xiàng)目是自己想出來(lái)的，正是自己想干、喜歡干的，盡管時(shí)間緊、工作忙，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(cè)和采樣，獲得了海量的樣品和數(shù)據(jù)。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，典型城市大氣可吸入顆粒物（PM10）中，2/3是細(xì)顆粒物（PM2.5），而這些PM2.5中，超過(guò)2/3是二次生成的；當(dāng)大氣污染越重時(shí)，其中PM2.5比例就越高。這也證明了，想解決中國(guó)城市的大氣污染問(wèn)題，控制PM2.5及二次生成至關(guān)重要。

當(dāng)時(shí)中國(guó)學(xué)界認(rèn)為，夏天溫度高、濕度大、人為排放加上植被天然排放，是二次生成嚴(yán)重大氣有機(jī)污染的原因。賀克斌說(shuō)：“經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)研究發(fā)現(xiàn)，在中國(guó)北方的冬天，仍然存在著較嚴(yán)重的二次有機(jī)污染。北方的冬天基本可以排除植被的天然排放，說(shuō)明冬季人為排放污染物量大，僅人為排放就足夠造成嚴(yán)重的二次有機(jī)污染。”

“因此，在PM2.5有機(jī)污染物采樣和檢測(cè)方法上，應(yīng)該適應(yīng)中國(guó)冬季的特點(diǎn)。”賀克斌說(shuō)，“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(lái)源分析發(fā)現(xiàn)，北京大氣中較大比例的硫酸鹽‘老化’，即是從外地傳輸過(guò)來(lái)的。捕捉到的是來(lái)自幾百千米范圍內(nèi)的硫，我們由此確定了2008年奧運(yùn)會(huì)大氣污染控制的華北6省市范圍。”

治霾“藥”在實(shí)戰(zhàn)中起效

賀克斌課題的研究很快在現(xiàn)實(shí)中得到了更多應(yīng)用。2008年奧運(yùn)會(huì)、2010年上海世博會(huì)和廣州亞運(yùn)會(huì)、2012年區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控、“十二五”環(huán)保規(guī)劃、重點(diǎn)區(qū)域大氣聯(lián)防聯(lián)控規(guī)劃……他和其他國(guó)內(nèi)專(zhuān)家組成了團(tuán)隊(duì)，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(shí)戰(zhàn)的考驗(yàn)。

“在奧運(yùn)會(huì)、亞運(yùn)會(huì)和世博會(huì)舉行時(shí)，我國(guó)還沒(méi)有出臺(tái)新《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095—2012），控制目標(biāo)不涉及PM2.5指標(biāo)。”賀克斌說(shuō)。在北京奧運(yùn)會(huì)結(jié)束后，中國(guó)應(yīng)不應(yīng)該將PM2.5納入空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，已在國(guó)家有關(guān)層面開(kāi)始討論。

賀克斌強(qiáng)調(diào)，雖然美國(guó)大使館公布PM2.5數(shù)值，助推把PM2.5指標(biāo)納入新空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但中國(guó)與美國(guó)等國(guó)家大氣污染成因情況有所不同。在中國(guó)，由于多種污染物高濃度排放，使產(chǎn)生污染的機(jī)理更為復(fù)雜。“比如，我國(guó)高顆粒物濃度的城市出現(xiàn)新粒子的爆發(fā)性增長(zhǎng)，這在國(guó)際同類(lèi)研究中是十分獨(dú)特的現(xiàn)象。如此幾何級(jí)數(shù)倍增長(zhǎng)的化學(xué)反應(yīng)，機(jī)制上還沒(méi)有搞清楚。”不過(guò)，正是通過(guò)“大氣顆粒物碳質(zhì)組分與復(fù)合污染形成機(jī)制”等項(xiàng)目研究，我們形成了一定的科學(xué)共識(shí)，并經(jīng)歷了奧運(yùn)、世博等幾個(gè)星期到幾個(gè)月時(shí)間不等的“實(shí)戰(zhàn)”，以目前的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年在制定新《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095—2012），把PM2.5納入空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會(huì)有更多的猶豫。”

“在2013年成都舉行的財(cái)富論壇和第十二屆世界華商大會(huì)上，其空氣質(zhì)量保障工作都是以控制PM2.5為直接目標(biāo)的。”賀克斌說(shuō)，正是由于杰青基金等項(xiàng)目成果的支持，“我們才敢開(kāi)方子、下藥。我們下完藥后，無(wú)一例外都見(jiàn)效了。”

2012年，賀克斌牽頭開(kāi)展國(guó)家自然科學(xué)基金“多介質(zhì)復(fù)合污染與控制化學(xué)”創(chuàng)新群體研究，多個(gè)團(tuán)隊(duì)從大氣、水、土壤全方位、全過(guò)程來(lái)研究霧霾污染發(fā)生的規(guī)律。

“霧霾通過(guò)干濕沉降，會(huì)進(jìn)入到水體和土壤中，經(jīng)過(guò)水土化學(xué)過(guò)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(wèn)題。”賀克斌說(shuō)，“工業(yè)生產(chǎn)、交通過(guò)程、農(nóng)業(yè)土壤排放、加油站產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物等都是導(dǎo)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(qiáng)和改進(jìn)，下多大力度，采取哪些措施才能實(shí)現(xiàn)控制效果？如何設(shè)置大氣環(huán)境質(zhì)量的中長(zhǎng)期目標(biāo)，排放強(qiáng)度下降到怎樣程度，才能達(dá)到預(yù)期的中長(zhǎng)期目標(biāo)？這都需要繼續(xù)研究，并加大科研成果的應(yīng)用。”