共建美麗中國，呵護美麗藍天
——記中國工程院院士、清華大學環(huán)境學院院長賀克斌
記者 王冰冰
賀克斌：
1962年生于四川成都。1990年畢業(yè)于清華大學環(huán)境工程專業(yè)，1993年、1996年及1998年先后在丹麥技術(shù)大學環(huán)境工程系、美國哈佛大學環(huán)境中心、英國利茲大學燃料與能源系做訪問學者。現(xiàn)為清華大學環(huán)境學院教授，環(huán)境學院院長，國家環(huán)境保護大氣復(fù)合污染來源與控制重點實驗室主任和國家自然科學基金委創(chuàng)新研究群體學術(shù)帶頭人，創(chuàng)新團隊帶頭人。20多年來，致力于大氣復(fù)合污染特別是PM2.5的研究，在復(fù)雜源清單技術(shù)、來源識別理論和多污染物協(xié)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(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展作出的杰出貢獻令人振奮，為實現(xiàn)國家繁榮富強勇于擔當、甘于奉獻的情懷令人動容，感染著在座新當選的每一位中國工程院院士。
清華大學環(huán)境學院院長賀克斌就是他們中的一員。作為長期致力于大氣復(fù)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(zhì)量保障決策和監(jiān)管的科技支撐任務(wù)，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(shù)解決最復(fù)雜難題
近幾年，隨著霧霾在北京乃至全國范圍內(nèi)頻繁出現(xiàn)，霧霾防治和大氣污染治理越來越成為公眾最關(guān)心的問題之一。國務(wù)院出臺的《大氣污染防治行動計劃》，制定了有關(guān)我國大氣污染防治的五年計劃，成為中國環(huán)保史上具有里程碑意義的事情。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(huán)保部委托中國工程院對大氣污染治理結(jié)果進行中期評估，賀克斌便是這項評估的核心骨干之一。
對賀克斌來說，他不僅要運用自己的專業(yè)知識和科研成果為大氣污染結(jié)果評估提供支持，同時還要對區(qū)域大氣污染特征進行觀測分析，為長期持續(xù)的空氣質(zhì)量改善和大型活動期間的區(qū)域空氣質(zhì)量保障提供決策支撐。
每遇大型活動，大家爭相在朋友圈曬“APEC藍”“閱兵藍”，分享天高云朗帶來的好心情。而此刻，賀克斌正帶領(lǐng)團隊運用他們研發(fā)的區(qū)域空氣質(zhì)量動態(tài)調(diào)控新技術(shù)系統(tǒng)，分分秒秒監(jiān)控著空氣質(zhì)量變化，并通過構(gòu)建縝密的計算模型，對區(qū)域大氣污染防治提供決策的數(shù)據(jù)支持。
每當電視廣播上播報空氣質(zhì)量預(yù)報時，賀克斌團隊也在同時運用他們設(shè)計的高分辨率排放源模式和在線排放清單技術(shù)平臺，進行在線動態(tài)排放清單計算、數(shù)據(jù)同化與推送，為北京和全國部分省、地級市的氣象局和環(huán)境監(jiān)測站的大氣污染情況提供實時動態(tài)跟蹤和預(yù)測。
其實早在上世紀90年代，賀克斌就開始致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(huán)境中心做訪問教授，他關(guān)注到了美國學界正在開展的有關(guān)PM2.5標準的爭論，而當時國內(nèi)關(guān)注更多的還僅限于PM10。“那時我就想，中國未來經(jīng)濟社會發(fā)展進程中也許會遇到類似問題，因此要盡早關(guān)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(zhì)量和環(huán)境保護的問題之一，“我國的大氣污染問題是全世界最復(fù)雜、最難解決的。”賀克斌指出，“一方面由于我國快速的工業(yè)化和城市化，使得各類污染物的排放量在短時間內(nèi)快速增長，發(fā)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(jīng)集中發(fā)生；另一方面，當前中國出現(xiàn)的PM2.5和霧霾問題更為復(fù)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’的復(fù)合并發(fā)癥。這樣復(fù)雜的問題就給我們提出了更高的要求，我們必須要研發(fā)出世界最先進的工程技術(shù)系統(tǒng)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筑、工業(yè)、交通的污染排放中。1996年從哈佛回國后，賀克斌開始帶領(lǐng)團隊著手開展“天上”和“地上”兩個系統(tǒng)的研究。
針對“天上”的問題，賀克斌帶領(lǐng)團隊研發(fā)出基于觀測和模擬的大氣復(fù)合污染多維溯源技術(shù)。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(shù)據(jù)和氣象變化數(shù)據(jù)，從重現(xiàn)率高的現(xiàn)象中總結(jié)PM2.5濃度及其化學成分與污染物排放和氣象變化的相關(guān)性。他們根據(jù)觀測結(jié)果不斷改進數(shù)值模擬模型，建立了更精準表征的數(shù)理方法，進而通過氣象數(shù)據(jù)、排放數(shù)據(jù)和污染濃度數(shù)據(jù)，預(yù)測和描述未來，支撐政府進一步?jīng)Q策，如《大氣污染防治行動計劃》的制定等。這樣“第一手”的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)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(lǐng)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(guī)律，開發(fā)出基于動態(tài)過程的大氣污染源高分辨率清單關(guān)鍵技術(shù)，并建立了在線排放清單技術(shù)平臺。這項新技術(shù)從行業(yè)、產(chǎn)品、技術(shù)、污染控制等多個維度，將污染源識別范圍由幾十種增加到700多種，清單更新頻率從5年~10年提高到1年，并將主要污染物排放量的不確定性降低了50%~70%，顯著改善了清單的準確性和對污染源的識別精度。他們通過多模式機制化學物種排放的統(tǒng)一算法，將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(guī)律，從而確定“地上”可能存在的問題，并提出相應(yīng)的防控措施。按照這樣踏實的步驟，賀克斌團隊從跡象到現(xiàn)象，逐步找證據(jù)、推測化學反應(yīng)路徑、并通過實驗設(shè)計重現(xiàn)這一反應(yīng)，再逐步總結(jié)規(guī)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(guī)律。
這項研究不僅對我國的霧霾防治至關(guān)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(shè)計的在線排放清單技術(shù)平臺，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(shè)計的我國排放清單編制技術(shù)指南體系，已在全國數(shù)百個城市推廣應(yīng)用；他發(fā)表的關(guān)于我國PM2.5及其前體物排放演變的相關(guān)論文，被評為“最具影響國際學術(shù)論文”。
以“治標”促“治本”
“一些人片面地認為霧霾防治就是對建筑、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(jīng)濟快速發(fā)展的階段，不能片面地采用停滯社會發(fā)展的方式實現(xiàn)藍天白云，而要在保證正常有序的社會經(jīng)濟發(fā)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(guān)鍵技術(shù)和大氣復(fù)合污染多維溯源技術(shù)，賀克斌帶領(lǐng)團隊研發(fā)出了多污染物協(xié)同控制系統(tǒng)分析技術(shù)，并設(shè)計了區(qū)域空氣質(zhì)量動態(tài)調(diào)控新技術(shù)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)最初應(yīng)用在2008年北京奧運會開幕前和奧運會期間，持續(xù)晴好“奧運藍”成為賀克斌團隊這套科研技術(shù)獲得成功的生動證明。此后，這一技術(shù)被更廣泛地應(yīng)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年成都財富論壇、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(xiàn)在世界各國媒體的鏡頭中。
賀克斌帶領(lǐng)團隊研發(fā)的技術(shù)成果并非只為簡單地建立一套理論，而是要切實應(yīng)用于實戰(zhàn)。這一技術(shù)從工程科學技術(shù)層面認識問題、解決問題等方面來看，既能“治標”，又促“治本”。他們通過排放源表征、數(shù)值模擬等方法的綜合，將排放與空氣質(zhì)量定量關(guān)聯(lián)，不僅能精準確定污染源的地理區(qū)域，還能清晰地分辨出關(guān)鍵排放源。“這種工程技術(shù)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(zhì)量的保障還是長期空氣質(zhì)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(zhì)量預(yù)報系統(tǒng)都已應(yīng)用賀克斌團隊研發(fā)的排放源清單技術(shù)系統(tǒng)，他們的清單技術(shù)平臺也通過網(wǎng)站推送給中國環(huán)境監(jiān)測總站以及全國各級城市的空氣質(zhì)量預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)。
除了提供常規(guī)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)外，他們的技術(shù)平臺還支持為特定用戶定制數(shù)據(jù)產(chǎn)品，比如為河北省建立“河北省大氣污染治理動態(tài)評估與管理平臺”，提供特定時段和特定區(qū)域的實時空氣監(jiān)測和大氣污染防治建議，這種“云平臺”的動態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)用，在世界范圍內(nèi)還是首創(chuàng)。
面對國家“十三五”規(guī)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(xù)為建設(shè)美麗中國和美麗藍天添磚加瓦，為實現(xiàn)“中國夢”貢獻自己的力量。
來源：《新清華》2016-04-01
