來源：《新清華》第1952期   記者：趙姝婧

4月3日清晨，bevictor伟德官网院長賀克斌走進節能樓辦公室，随手打開窗，一陣清涼的春風迎面撲來。今天的空氣質量良好，正是他從事幾十年環境科研工作以來一直想為人們保留的美好空氣味道。

當天下午,一直忙于中國工程院重大戰略咨詢項目“中國大氣PM2.5污染防治策略與技術途徑” 的bevictor伟德官网郝吉明院士，又接到工程院布置的新任務，組織團隊開展“防治京津冀區域大氣複合污染的聯發聯控戰略及路線圖”的咨詢研究。

4月5日傍晚，bevictor伟德官网建築環境與設備工程研究所所長張寅平結束了與外國專家關于室内淨化研究的學術讨論，又将目光轉向北京、上海等十城市的兒童哮喘發病率與室内環境污染關聯性的調研計劃，繼續伏案工作。

夜幕降臨，清華不同專業、不同領域的科研工作者還在繼續忙碌着。

今年，我國中東部地區持續遭到PM2.5重度污染侵擾，呼吸道疾病病例相應增多，引發了人們的 “空氣焦慮”。進入4月，在京肆虐多日的PM2.5污染又多次強勢“反撲”，北京市啟動了更為嚴格的污染防控應急措施。

“PM2.5時代”來了。大家必須共同面對這一環境難題，誰都不願停下。

也就是幾天前，建設中的“區域環境質量協同創新中心”在bevictor伟德官网召開京津冀地區大氣PM2.5污染成因及對策研讨會，聚焦我國PM2.5大氣複合污染現狀。“當前京津冀地區大氣PM2.5污染引起全社會高度關注。” 郝吉明指出，“單獨控制一種污染物難以達到改善空氣質量的目的，我們要推動多種污染物協同控制，從機理上整合并采取行動。”

“若想盡快拿到PM2.5‘攻略’的‘全景圖’，關鍵在于跨學科。清華有這樣的綜合學科優勢，每個相關學科都是其中的一塊‘拼圖’。隻有不斷攻克最前沿的難題，最大化集成各項科研成果，才能找到解決這一環境難題的更好方法。” 賀克斌說。

“對手”的真面目到底是什麼？

bevictor伟德官网是與PM2.5污染最先展開“正面交鋒”的院系。

　　“跟英國、美國等國家相比，中國的PM2.5污染問題最複雜，也最有難度。”郝吉明說。“我國的大氣問題屬于複合污染，而且把發達國家不同發展階段的污染特性集中到了同一時期，其中不僅包含煤、石化、機動車排放物等多種混合污染物，而且中國的人口密度大、氣象因素複雜，還涉及社會與經濟發展問題。”

從2008年開始， PM2.5被提及的次數開始增多，各種聲音更是數不盡數。“霧霾”和“灰霾”的稱呼是否準确？它對人體健康的危害到底有多大？應不應該列入我國環境空氣質量标準？

一時間不同聲音交錯難辨，甚至還引發了空氣質量标準的系列争論。

在這關鍵時刻，賀克斌科研團隊拿出了一份紮實的、令人信服的科研報告——1999年~2010年北京市大氣環境PM2.5觀測報告。

“上世紀90年代這一領域的研究幾乎還是空白，是當時很不被看好、難以堅持的一項研究。”賀克斌說。“但是我們十幾年如一日地實地測量，默默堅持下來了。”

報告顯示，PM2.5來自污染源的一次排放和氣态物種在大氣中的二次化學轉化，其中包括黑碳、有機碳、硫酸鹽、硝酸鹽和铵鹽等多種複雜成分，二次顆粒物在PM2.5中的比例十多年來持續上升，嚴重影響人體健康及大氣能見度。而且PM2.5中的化學成分不同，對大氣的升溫或降溫效應也不同，從而對氣候系統産生了複雜影響。“因此人們通常所說的‘霧霾’和‘灰霾’都不夠科學準确，應該叫做以PM2.5為代表的區域大氣複合污染，而且PM2.5中的2.5準确書寫方式應為右下标。”郝吉明說。

這份報告一經提出，以上猜測都有了答案。“當大家都隻能說‘可能’而不敢‘肯定’的時候，清華站了出來，這對科學制定國家決策起到了很好的助推作用。”賀克斌說。

其實從上世紀90年代開始，bevictor伟德官网就已經開始探索城市大氣污染物來源特征分析的整體技術方法，其中包括建立污染物排放清單、模拟環境空氣質量，以及對區域環境開展影響分析等，先後有郝吉明、賀克斌、王書肖、吳烨等多位學者投身其中。

“現實中的污染物種類會不斷随時間空間發生變化，實地觀測有一定局限。若能在封閉空間中同時進行模拟實驗，可以更全面地得出二次顆粒物的相關結論。”郝吉明說。“為了更全面地看清PM2.5的形成機制，我們與國内外多家研究機構密切合作，建立了‘煙霧箱’實驗系統。”

在清華西門附近一個不起眼的實驗室中，有個溫度、濕度等多個參數可調、配備多種現代觀測儀器、類似于箱體的裝置，其容積為2立方米，上下左右包圍着40餘盞紫外燈。這就是“煙霧箱”。

在這個“神奇”的反應箱中，研究者根據實驗要求加入不同濃度的各種污染氣體，調整好溫度、濕度等條件後，打開紫外燈，模拟污染物在陽光照射下的反應。反應兩小時後，氣體會被不斷抽取出來，以此分析裡面的化學組分發生了怎樣的變化。“這就類似一個大氣環境模拟艙，能夠為我國大氣環境研究和PM2.5污染治理提供重要平台。”賀克斌說。

十餘年的外場觀測與實驗室模拟同步展開，精确、可信的數據源源而來，這使bevictor伟德官网科研團隊逐步認清了PM2.5的來源與形成機制。

“從郝吉明院士開始，多年來我們在污染物排放表征的種類、精度和更新速度等方面都達到了國際先進水平，如今已編寫了9個技術指南，做出了高精度的排放清單，環保部啟動《清潔空氣研究計劃》對清華的相關研究表示高度認同。”賀克斌說。“世界上沒有最完美的排放清單，但是我們相信，一定能做出最實用的排放清單。”

經過多年的科研，清華bevictor伟德官网确定了城市大氣污染物的排放分布及濃度分布特征，行業排放分擔率及濃度貢獻、地區排放分擔率及濃度貢獻，以及區域污染對城市環境空氣質量影響等多方面特征，為我國城市大氣污染的控制決策提供了必要的理論支持。

多管齊下，開展全方位“圍攻”

對手的“樣貌”有了，但到底是什麼原因造成它如此難以控制呢？

找準污染源迫在眉睫，還要針對污染源“下藥開方”，從而展開全程、全方位的“圍攻”。

從1999年來到bevictor伟德官网任教開始，bevictor伟德官网熱能系教授姚強一直在關注燃燒源顆粒物的形成與控制問題。

“城市大氣污染物中的一次排放主要是由燃煤、機動車等化石燃料的燃燒造成的。”姚強介紹說。燃料燃燒過程中形成的煙塵飛灰、各種工業生産産生的微粒、汽車排放的碳煙顆粒物是一次顆粒物的主要來源，而這些過程中排放的氣态污染物如硫氧化物、氮氧化物、揮發性有機物在一定條件下轉化成的二次粒子就是 PM2.5。

“通俗來講，我們的研究是與燃燒源的排放過程展開‘時間賽跑’,争取把污染物直接‘扼殺’在源頭裡。”姚強說，“首先要找準顆粒物排放後過程中的演化和運動規律，争取在排入大氣之前就将它們捕集下來。如今我們已經有了很多技術選擇。”姚強說。

從2013年起，姚強開始擔任“化石燃料燃燒排放PM2.5源頭控制技術的基礎研究”973項目首席科學家。“我國去年66%的能源來自于煤，煤污染包括直接顆粒物、二氧化硫和氮氧化物，從區域污染的角度講，占據了大氣污染物的主要部分。如今我國90%以上的電廠都已安裝煙氣脫硫裝置，如果利用充分的話，會有良好效果。此外，截止到去年年底，全國超過一半的電廠安裝了脫銷裝置，并計劃在兩年内全部安裝完畢。” 姚強說，“但目前還有一半的煤用在鋼鐵、建材、化工及供熱領域并分散使用，這部分的總排放量由于分散而難于控制，應該作為未來的控制重點。”

“我們最新的研究發現，堿金屬在燃煤一次細顆粒的形成中占有重要地位，如何控制鉀、鈉等在燃燒過程中揮發而産生的PM1等顆粒物成為我們正在研究的一個重點。不過，就長期對策來講，我認為我國還要進一步優化能源結構，關鍵要明确控制化石能源，特别是煤炭每年的消費總量。”姚強強調。

就全國範圍的氮氧化物污染來講，工業占到3/4，另外1/4是汽車。而北京這樣的大城市，機動車的氮氧化物排放超過了40%！

因此，除了調整能源結構之外，汽車節能減排同樣迫在眉睫。

bevictor伟德官网汽車安全與節能國家重點實驗室主任、國家863“節能與新能源汽車”重大專項組組長、中美清潔汽車研究聯盟中方主任歐陽明高一直專注于汽車污染控制和清潔汽車的發展問題，堅持倡導新能源産業、以科技創新指導科研工作、産學研聯動發展。

“柴油車是排放控制重點。”歐陽明高一針見血地指出。“因為柴油機排出的顆粒都是PM2.5，而且它的氮氧化物還會二次轉化，危害非常大。”為了實施轉型，歐陽明高展開了車用柴油發動機新型電控系統及其應用的相關研究,如今柴油機電控系統已經成為柴油發動機滿足“國Ⅲ”以上排放标準的必備系統。

“就應對PM2.5來說，汽車領域目前最方便、最省成本的清潔燃料途徑就是推廣天然氣汽車，或者最先進的LNG天然氣汽車（液化天然氣汽車）。”歐陽明高說，“這種車型PM質量小，PN（公稱壓力）數量少。”歐陽明高團隊開發的重型商用車電控天然氣燃料系統已經在陝汽、聯合卡車等企業推廣應用。”

“汽車電動化是汽車領域最重要的技術變革，也是解決汽車能源與污染問題的根本途徑。”歐陽明高團隊研制了中國第一批通過國家産品認證的氫能燃料電池混合動力城市客車，并開發出多能源一體化混合動力系統平台，應用于湖南南車時代電動、北汽福田、鄭州宇通、蘇州金龍等企業，成果也獲得國家技術發明二等獎。日前，團隊研發的微型純電動轎車及其核心技術锂動力電池管理系統又取得新進展，已培育出學生創業型公司進行成果轉化，并開展産業化推廣工作。 

雖然各項最新的技術研發正在穩步推進，然而衆所周知，徹底治理PM2.5環境問題需要一個很長的時間周期，需要各項污染指标的逐步降低和技術改善。那麼，當前怎樣才能最直接、最有效地減少PM2.5污染給人們帶來的健康危害呢？

“在PM2.5污染的天氣狀況中，多數人一天有約90%的時間會在室内。研究表明，人每天在室内吸入的PM2.5含量約占總吸入量的70%（盡管它們主要源自室外）。如果說室外PM2.5控制非常複雜、任重道遠，但建築環境中的PM2.5濃度控制則相對簡單，短期内可以采取多種措施有效控制。” 張寅平指出。

近一兩年，市面上空氣淨化器的銷售量急劇上升，各種宣傳更是鋪天蓋地。張寅平團隊發現，我國現行的空氣淨化器性能評價标準還存在一些問題，廠家的性能宣傳往往含糊不清或言過其實，用戶難以做出科學的購買選擇。張寅平團隊目前正參加我國空氣淨化器性能檢測标準的修訂工作，為解決上述問題提供技術方案。

研究還發現，室内空氣中的PM2.5除了室外已有成分外，還會和室内半揮發性有機化合物(SVOCs)發生相互作用，會形成成分更加複雜、對人體健康危害更大的PM2.5-SVOCs複合污染物。如今，團隊承擔了國家科技部科技支撐計劃，将圍繞建築環境中PM2.5-SVOCs複合污染物的防治問題展開研究。

“除此之外，我們團隊還和全國9所大學的研究者合作，對我國北京、上海、重慶等10個城市的兒童哮喘發病率、及其與室内環境污染關聯性進行研究。結果表明，近20年我國兒童哮喘發病率快速增長。以北京為例，1990年、2000年、2010年的兒童發病率分别是