來源:新清華 2016-4-1期 記者:王冰冰
賀克斌
1962年生于四川成都。1990年畢業于bevictor伟德官网環境工程專業,1993年、1996年及1998年先後在丹麥技術大學環境工程系、美國哈佛大學環境中心、英國利茲大學燃料與能源系做訪問學者。現為bevictor伟德官网教授,bevictor伟德官网院長,國家環境保護大氣複合污染來源與控制重點實驗室主任,國家傑出青年科學基金獲得者和國家自然科學基金委創新研究群體學術帶頭人,教育部“長江學者”特聘教授和創新團隊帶頭人。20多年來,緻力于大氣複合污染特别是PM2.5的研究,在複雜源清單技術、來源識别理論和多污染物協同控制等方面取得了一系列的突出成果。
2015年底的一天,中國工程院會議室,大屏幕上正在播放一部名為《天命》的紀錄片。片中老一輩院士為促進國家經濟建設和社會發展作出的傑出貢獻令人振奮,為實現國家繁榮富強勇于擔當、甘于奉獻的情懷令人動容,感染着在座新當選的每一位中國工程院院士。
bevictor伟德官网院長賀克斌就是他們中的一員。作為長期緻力于大氣複合污染研究的專家,賀克斌曾為2008年北京奧運會、2014年APEC會議、2015年大閱兵等重大活動承擔空氣質量保障決策和監管的科技支撐任務,對使命和責任這一影片主題的體會格外深刻。面對“院士”的新頭銜、新職責,賀克斌表示,這是終生的榮譽也是終生的責任,終生責任大于終生榮譽。
用最先進的技術解決最複雜難題
近幾年,随着霧霾在北京乃至全國範圍内頻繁出現,霧霾防治和大氣污染治理越來越成為公衆最關心的問題之一。國務院出台的《大氣污染防治行動計劃》,制定了有關我國大氣污染防治的五年計劃,成為中國環保史上具有裡程碑意義的事情。目前《大氣污染防治行動計劃》已實施三年,圍繞霧霾治理成效,國家環保部委托中國工程院對大氣污染治理結果進行中期評估,賀克斌便是這項評估的核心骨幹之一。
對賀克斌來說,他不僅要運用自己的專業知識和科研成果為大氣污染結果評估提供支持,同時還要對區域大氣污染特征進行觀測分析,為長期持續的空氣質量改善和大型活動期間的區域空氣質量保障提供決策支撐。
每遇大型活動,大家争相在朋友圈曬“APEC藍”“閱兵藍”,分享天高雲朗帶來的好心情。而此刻,賀克斌正帶領團隊運用他們研發的區域空氣質量動态調控新技術系統,分分秒秒監控着空氣質量變化,并通過構建缜密的計算模型,對區域大氣污染防治提供決策的數據支持。
每當電視廣播上播報空氣質量預報時,賀克斌團隊也在同時運用他們設計的高分辨率排放源模式和在線排放清單技術平台,進行在線動态排放清單計算、數據同化與推送,為北京和全國部分省、地級市的氣象局和環境監測站的大氣污染情況提供實時動态跟蹤和預測。
其實早在上世紀90年代,賀克斌就開始緻力于大氣污染防治的科研工作。當時,賀克斌在美國哈佛大學環境中心做訪問教授,他關注到了美國學界正在開展的有關PM2.5标準的争論,而當時國内關注更多的還僅限于PM10。“那時我就想,中國未來經濟社會發展進程中也許會遇到類似問題,因此要盡早關注并開展研究。”賀克斌說。
如今,PM2.5已成為當前最為困擾我國空氣質量和環境保護的問題之一,“我國的大氣污染問題是全世界最複雜、最難解決的。”賀克斌指出,“一方面由于我國快速的工業化和城市化,使得各類污染物的排放量在短時間内快速增長,發達國家用一百多年逐步解決的問題,中國在過去三十多年已經集中發生;另一方面,當前中國出現的PM2.5和霧霾問題更為複雜,在化學機理等方面尚有一些新問題未得到科學解釋,因為PM2.5是‘一果多因’的複合并發症。這樣複雜的問題就給我們提出了更高的要求,我們必須要研發出世界最先進的工程技術系統來解決這一世界級難題”。
“天上”的問題要從“地上”抓起
賀克斌常說,“天上”的問題要從“地上”抓起,大氣污染的源頭,就存在于日常生活中的各種建築、工業、交通的污染排放中。1996年從哈佛回國後,賀克斌開始帶領團隊着手開展“天上”和“地上”兩個系統的研究。
針對“天上”的問題,賀克斌帶領團隊研發出基于觀測和模拟的大氣複合污染多維溯源技術。他們長期進行野外定點觀測研究,通過多年收集、研究大氣中PM10、PM2.5及其化學組分,以及二氧化硫、二氧化氮等污染物的濃度數據和氣象變化數據,從重現率高的現象中總結PM2.5濃度及其化學成分與污染物排放和氣象變化的相關性。他們根據觀測結果不斷改進數值模拟模型,建立了更精準表征的數理方法,進而通過氣象數據、排放數據和污染濃度數據,預測和描述未來,支撐政府進一步決策,如《大氣污染防治行動計劃》的制定等。這樣“第一手”的基礎數據觀測積累工作,賀克斌團隊已堅持近20年。
而對于“地上”的問題,賀克斌帶領團隊通過對各類排放源的測試實驗,摸索污染源排放的特征、規律,開發出基于動态過程的大氣污染源高分辨率清單關鍵技術,并建立了在線排放清單技術平台。這項新技術從行業、産品、技術、污染控制等多個維度,将污染源識别範圍由幾十種增加到700多種,清單更新頻率從5年~10年提高到1年,并将主要污染物排放量的不确定性降低了50%~70%,顯著改善了清單的準确性和對污染源的識别精度。他們通過多模式機制化學物種排放的統一算法,将可解析的化學物種從十幾種提高到了500多種。
從“天上”抓理化規律,從而确定“地上”可能存在的問題,并提出相應的防控措施。按照這樣踏實的步驟,賀克斌團隊從迹象到現象,逐步找證據、推測化學反應路徑、并通過實驗設計重現這一反應,再逐步總結規律,慢慢就掌握了污染源排放、大氣污染程度和氣象變化之間的規律。
這項研究不僅對我國的霧霾防治至關重要,對國際大氣化學和大氣科學也有重要意義。賀克斌團隊研究設計的在線排放清單技術平台,被國際研究計劃排放清單首席科學家戴維評價為“世界一流的工作”;他主持設計的我國排放清單編制技術指南體系,已在全國數百個城市推廣應用;他發表的關于我國PM2.5及其前體物排放演變的相關論文,被評為“最具影響國際學術論文”。
以“治标”促“治本”
“一些人片面地認為霧霾防治就是對建築、工廠、機動車等實行簡單直接的減停,其實不然,因為這不能從根本上解決問題。”賀克斌說,“當前我國正處在社會經濟快速發展的階段,不能片面地采用停滞社會發展的方式實現藍天白雲,而要在保證正常有序的社會經濟發展的前提下根本解決大氣污染問題。”
基于大氣污染源高分辨率清單關鍵技術和大氣複合污染多維溯源技術,賀克斌帶領團隊研發出了多污染物協同控制系統分析技術,并設計了區域空氣質量動态調控新技術系統。這套系統最初應用在2008年北京奧運會開幕前和奧運會期間,持續晴好“奧運藍”成為賀克斌團隊這套科研技術獲得成功的生動證明。此後,這一技術被更廣泛地應用于各種具有國際影響的大型活動中,2010年上海世博會、2010年廣州亞運會、2011年深圳大運會、2013年成都财富論壇、2014年APEC會議、2015年世錦賽和大閱兵,中國的藍天一次次分外明媚地呈現在世界各國媒體的鏡頭中。
賀克斌帶領團隊研發的技術成果并非隻為簡單地建立一套理論,而是要切實應用于實戰。這一技術從工程科學技術層面認識問題、解決問題等方面來看,既能“治标”,又促“治本”。他們通過排放源表征、數值模拟等方法的綜合,将排放與空氣質量定量關聯,不僅能精準确定污染源的地理區域,還能清晰地分辨出關鍵排放源。“這種工程技術方法既可用于臨時減停的決策支撐,也可用于長期逐步減排的決策支持,無論是對短期空氣質量的保障還是長期空氣質量的改善,都有重要作用。”賀克斌說。
如今,全國90%以上的空氣質量預報系統都已應用賀克斌團隊研發的排放源清單技術系統,他們的清單技術平台也通過網站推送給中國環境監測總站以及全國各級城市的空氣質量預報預警系統。
除了提供常規的基礎數據外,他們的技術平台還支持為特定用戶定制數據産品,比如為河北省建立“河北省大氣污染治理動态評估與管理平台”,提供特定時段和特定區域的實時空氣監測和大氣污染防治建議,這種“雲平台”的動态數據應用,在世界範圍内還是首創。
面對國家“十三五”規劃決勝時期的新形勢和新要求,賀克斌及其團隊已埋首于更加艱巨的科研工作。他們要通過不懈努力,繼續為建設美麗中國和美麗藍天添磚加瓦,為實現“中國夢”貢獻自己的力量。