隨著經濟的高速發展,生態與環境面臨著巨大的挑戰,蒼穹不再遼遠,一片蒼茫之間,碧水不再澄澈,大氣—水—土壤污染成為關系人民健康、社會穩定乃至國家安全的重大問題。面對國家環境與生態保護的重大需求,環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室依托清華大學、中國科學院生態環境研究中心、北京大學及北京師范大學4個單位組建,是服務于中國區域環境污染控制與環境質量改善的首批國家級重點實驗室。聯合實驗室包括水污染控制、環境水質學、大氣環境模擬和水環境模擬4個分室,于1988年提出申請,1989年經評審通過并正式立項,1995年通過由國家計委組織的驗收,向國內外開放。
環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室的宗旨是:運用先進的科學技術和手段研究重大的環境問題,以基礎研究支持高新污染控制技術的發展,發揮聯合的巨大優勢,為促進環境科學技術的進步、加強我國環境保護、促進我國實施可持續發展戰略服務。基于此,聯合實驗室形成了五大研究方向:
針對有毒有害化學污染物,在深入研究復合污染脅迫下生物響應機制的基礎上,研究高風險污染物的快速監測方法、復合污染生物毒性綜合評價方法以及水環境安全預警監測系統;針對復合型大氣污染,研究各類在線測量的先進和快速監測技術、設備以及超級監測站,并推動先進環境監測儀器的自主研發及國產化;建立污染物傳輸的全過程、多尺度和多維度的系統模擬模型,為揭示大氣復合污染機制和灰霾成因、研究水污染及控制提供方法學上的支撐,并為環境監控管理提供技術保障。
認識污染物在環境中的遷移轉化規律、揭示污染物的健康和環境效應,研究污染物在不同環境介質(大氣—水體—土壤)中的遷移轉化規律及微界面反應機制,揭示污染物毒性效應的產生機制,探索新型污染物的生態和健康效應,為國家制定環境質量基準和標準、改善區域和流域環境質量提供科學支持。
以構建健康、可持續的水循環系統為目標,圍繞水質調控的科學問題,深入研究污染物的分離、降解、轉化及風險控制以及回收利用能源與碳、氮、磷等資源物質的新原理和新方法,研發水質凈化及水體修復的新工藝和新技術,為解決水環境污染控制和飲用水安全保障的國家重大需求提供基礎理論與高新技術支持。
圍繞城市和區域大氣復合污染的關鍵科學問題,采用外場觀測、實驗室模擬和數值模擬的綜合手段,識別大氣污染物的排放特征,揭示二次污染生成機制和環境效應,研發大氣復合污染來源解析、預測預報和綜合決策的關鍵技術,構建多目標、多污染物、非線性空氣質量綜合調控的基礎理論體系和支撐技術體系,為國家持續改善城市與區域空氣質量和履行國際環境公約提供堅實的科技支持。
以保障流域或區域生態系統健康為目標,闡明重大人類活動和氣候變化對不同生態過程的影響和環境效應,揭示生態過程自我調節、緩沖和適應外界擾動能力的強化機制,建立生態系統恢復、環境改善的基礎理論與關鍵技術體系。
環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室以國家重大需求為導向,立足國際學術前沿,圍繞區域性大氣復合污染、水質安全保障等重大科學問題,通過多學科交叉融合和協同創新,以基礎理論、過程效應、技術創新、集成應用、決策支持的全創新鏈支撐我國區域環境質量的持續改善。在過去5年中,聯合實驗室成果斐然,獲得了各類科技獎項44項,發表高水平學術論文1900余篇,受到國家高度關注。發表論文的篇均被引次數處于全球前10%~20%,大氣科學領域的論文篇均被引次數領先各頂級研究機構。
在國家重大咨詢和科技規劃中,聯合實驗室發揮了專業化的國家智庫作用。中國科學院院士錢易、湯鴻霄、唐孝炎和郝吉明參加了眾多國家戰略研究,支撐了國家推動環境保護與生態文明建設的實施。聯合實驗室一批核心專家在環境領域重大戰略規劃和科技研發計劃中做出了突出貢獻。繼支撐北京奧運會、廣州亞運會空氣質量保障工作之后,實驗室研究人員作為核心專家參與了APEC空氣質量保障方案及措施制定,為APEC空氣質量保障提供了科技支撐。
中國工程院院士唐孝炎表示:聯合實驗室多年來承擔了包括國家原“863”計劃項目、國家原“973”計劃項目、自然科學重大基金項目等多項國家重大科研項目,其科研成果先后被國家納入各種各樣的政策與規劃中,包括PM2.5標準的制定都是由實驗室所做科研作為基礎。
隨著環境保護技術研發及產業化能力不斷增強,聯合實驗室眾多自主創新成果支撐了中國環保產業的快速發展,推動了我國自主高端技術的國產化。研發的一系列城市污水處理廠一級A達標技術與工藝,通過與企業合作,在全國廣泛應用,有力支撐了重點流域污水處理廠的升級改造。氮氧化物控制是改善空氣質量的關鍵,聯合實驗室自主研制的柴油車尾氣排放控制技術在中國重型汽車集團90%以上的國四達標車型中得到應用。燃煤煙氣脫硝技術應用于五大發電集團250余家電廠的鍋爐煙氣脫硝,并銷往美國、日本等國家。
聯合實驗室以“開放、流動、聯合、競爭”為指導方針,主持了一批環境科學與工程領域的重大研究項目,在國家環境保護領域發揮了重要的作用,培養了一大批高層次的科技人才。實驗室基礎設施條件不斷完善,研究隊伍素質不斷提高,已成長為我國環境科學與工程領域開展應用基礎研究、培養高級人才和開展高層次學術交流的重要基地。
高水平科學研究支撐高層次創新人的培養,在老一輩科學家的倡導和帶動下,聯合實驗室大力培養中青年學術骨干,積極引進優秀人才,形成了一支在環境科學與工程領域有重要學術影響的研究隊伍。目前,聯合實驗室有中國工程院院士4人,分別是錢易、湯鴻霄、唐孝炎和郝吉明;“千人計劃”學者3人,分別是周集中、解躍峰、張人一;國家杰出青年基金獲得者、長江學者等學術帶頭人等16人;獲青年千人、拔尖人才、優秀青年稱號的青年學術骨干10人;擁有各類創新團隊7個。
中國工程院院士郝吉明表示,環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室在人才培養方面發揮了一個重要的平臺作用;在師資隊伍上基本形成了一支年齡結構合理,專業方向合理,朝氣蓬勃的科研團隊;從學習背景上來說,既有國內培養的各類優秀人才,也有具有國際學習研究背景和國際視野的人才加入,為國家培養高素質人才奠定了一個好的基礎。
廣闊的國際視野推動國際化的科研合作,聯合實驗室長期致力于應對全球環境變化和履行國際公約的科學支撐。卓越的工作得到了中國政府和國際社會的充分肯定,提升了我國在全球環境問題的國際影響力和科學話語權。聯合實驗室大力推進國際科技合作研究中心的建設,已建立3個國際多邊合作研究機構,分別是聯合國環境規劃署巴塞爾公約亞太地區協調中心與聯合國環境規劃署斯德哥爾摩公約亞太地區能力建設與技術轉讓中心、亞太水安全研究中心、新能源與環境國際合作研究中心;4個國際企業聯合研發中心,分別是豐田研究中心、先進環境技術聯合研究中心、中加能源環境與生態研究中心、質譜中心。
聯合實驗室主持了53項國際重大合作項目,主導“針對華北平原區域大氣污染形成機制的大型國際綜合觀測”國際合作計劃和“東亞排放評估”國際合作計劃2項國際合作項目。與50多個國際著名研究機構建立了長期合作關系,提高了實驗室國際聲譽與國際化水平,拓展了實驗室可持續發展的空間。
環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室主任黃霞表示,今后實驗室將繼續堅持兩個面向,面向國家重大需求,面向國際前沿,通過強化頂層設計,強化聯合的優勢,強化人才培養,為成為國際知名的實驗室繼續努力。
重現碧水藍天,呵護人類家園。未來,環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室將繼續服務于國家科技發展與全球環境事業,為天地之美,篤學篤行,行思行遠。