來源:科技日報 2014-7-16 李禾
随着霧霾問題日益被人們關注,bevictor伟德官网院長賀克斌教授的行程也愈發緊張起來。做科研、搞講座、作彙報,向公衆和官員科普空氣質量知識……當記者提出,今年是國家傑出青年科學基金設立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,隻能在會議間隙接受采訪。
近年來,中國頻頻發生嚴重霧霾,受影響的國土面積一度達到143萬平方公裡。“其實,我國對大氣污染研究起步并不晚,特别是PM2.5中的硫酸鹽、硝酸鹽粒子等相關的污染排放、控制規律等方面早有研究。”盡管記者明确表達了對“人”的關注,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bevictor伟德官网環境工程系教授的賀克斌,獲得了國家傑出青年科學基金項目“大氣顆粒物碳質組分與複合污染形成機制”的支持。讓他更為驚喜的是,當年傑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。
“傑青基金項目設置的一個特點是,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計得好不好,而是根據申請人過去的科研經曆、學術積累,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,如果項目預先設計得越細,科研探索的自由度就越小;過度強調共識,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,正是自己想幹、喜歡幹的,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據。通過分析發現,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,經長期觀測研究發現,在中國北方的冬天,仍然存在着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,應該适應中國冬季的特點。”賀克斌說,研究還發現,北京本地排放的二氧化硫并不多,而區域來源分析發現,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裡範圍内的硫,我們由此确定了2008年奧運會大氣污染控制的華北6省市範圍。”
治霾“藥”在實戰中起效
賀克斌課題的研究很快在現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年區域聯防聯控、“十二五”環保規劃、重點區域大氣聯防聯控規劃……他和其他國内專家組成了團隊,在減少霧霾,保障各地空氣質量方面獲得了成功,經受住了實戰的考驗。
“在奧運會、亞運會和世博會舉行時,我國還沒有出台新《環境空氣質量标準》(GB3095-2012),控制目标不涉及PM2.5指标。”賀克斌說,在北京奧運會結束後,中國應不應該将PM2.5納入空氣質量标準,已在國家有關層面開始讨論。
賀克斌強調,雖然美國大使館公布PM2.5數值,助推把PM2.5指标納入新空氣質量标準,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,使産生污染的機理更為複雜 。“比如我國高顆粒物濃度的城市出現新粒子的爆發性增長,這在國際同類研究中是十分獨特的現象。如此幾何級數倍增長的化學反應,機制上還沒有搞清楚。”不過,正是通過“大氣顆粒物碳質組分與複合污染形成機制”等項目研究,形成了一定的科學共識,并經曆了奧運、世博等幾個星期到幾個月時間不等的“實戰”,以目前科技水平和所積累的數據,在污染現象和減排量關系上,“在一定程度摸到了脾氣”。“否則,2012年在定新《環境空氣質量标準》(GB3095-2012),把PM2.5納入空氣質量标準時,就會有更多的猶豫。”
“在2013年成都舉行的财富論壇和第十二屆世界華商大會,其空氣質量保障工作都是以控制PM2.5為直接目标的。”賀克斌說,正是由于傑青基金等項目成果的支持,“我們才敢開方子、下藥。我們下完藥後,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“多介質複合污染與控制化學”創新群體研究,多個團隊從大氣、水、土壤全方位全過程來研究霧霾污染發生規律。
“霧霾通過幹濕沉降,會進入到水體、土壤中,經過水土化學過程又形成氣體,重新回歸到大氣中……我們群體并不局限于水、氣等單一介質,而是跨介質的研究霧霾污染問題。”賀克斌說,工業生産、交通過程、農業土壤排放、加油站産生的揮發性有機物等等都是導緻霧霾發生的源頭。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控制效果?如何設置大氣環境質量的中長期目标,排放強度下降到怎樣程度,才能達到預期的中長期目标?這都需要繼續研究,并加大科研成果的應用。