大气污染治理研究团队:接力传承,守护蓝天

2023.10.19

    文字

    段颖


    图片设计

    李柳依

     

    摄影

    李派


    图文资料提供

    环境学院


    编审

    刘蔚如  周襄楠

    张歌明  李若梦

    李萍


    栏目统筹

    周襄楠  贺茂藤

日前,第三批“全国高校黄大年式教师团队”公布,清华大气污染治理研究团队凭借在大气污染治理领域的累累硕果,成功入选。

这份荣誉背后,是一代代团队成员近40年的不懈努力。

在中国工程院院士、清华环境学院教授郝吉明和贺克斌的带领下,团队面向国家重大需求,从未缺席过任何一场我国在大气污染治理方面的大仗硬仗。

给国家做事不讲条件

获评“全国高校黄大年式教师团队”,郝吉明显得淡然又谦逊,“我们肩上的任务还很重,要做的事情还很多。”但不管做什么、怎么做,“奔着国家需要出发”的科研信念都不会变。

郝吉明

作为团队奠基人,郝吉明1984年从美国留学归国后,瞄准的第一个重大课题就是煤烟污染造成的酸雨问题,“当时中国是世界上三大酸雨区之一,尤其是烧高硫煤的地方很严重。”

十几年里,郝吉明带领团队从酸雨成因和影响入手,不仅研究清楚我国土壤和地表水酸化的关键过程,还提出了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》。该方案后被国务院采纳推广,成为我国大气污染治理的里程碑。

课堂上,讲到酸雨治理进程,团队带头人贺克斌常抛出一个问题:大家猜猜,清华牵头把划定“两控区”的任务接下来,预算有多少?几乎没有学生猜对。“相较于任务的复杂艰巨,当时的经费非常有限,但郝老师很坚决。”贺克斌清楚地记得,郝吉明的原话是:“没钱也要做,给国家做事不讲条件。”

随着时代发展,这支“倔团队”对守卫蓝天越发执着,具体体现在:对所有可能带来空气污染的事物,永远保持着敏锐的嗅觉。

贺克斌

上世纪90年代初,贺克斌去欧洲进修,郝吉明叮嘱他,研究一定要和机动车污染防治相关。贺克斌回忆,“当时国内汽车保有量很低,国内在这方面的研究也几乎空白。”在没有经费来源的情况下,郝吉明选择向世界银行申请贷款,担起机动车污染的研究项目。

之后,团队构建了“车-油-路”一体化的机动车污染排放综合控制体系,持续推动我国机动车排放控制水平与先进国家接轨。

再之后,团队领衔参与完成北京奥运会等重大活动的空气质量保障方案;助推《大气污染防治行动计划》等国家级大气污染治理重大政策的出台;提出特大城市空气质量改善的理论与技术方法……持续不断的科研攻关中,创新成果接二连三。

立足中国实际 解决中国问题

“立足中国,守卫蓝天,面向国际”是团队的核心精神,也是贺克斌反复强调的。

“国际上已有的,不能回答我们所有的问题。无论是技术路线,还是治理方式,都必须立足中国国情,找到适合自己的,并且努力做得更好。”贺克斌说,很庆幸,在这一点上,大家的理念高度契合。

2002年,李俊华进入清华,师从郝吉明做博士后研究。同样是这一年,北京消耗了2531万吨煤。这个数字意味着,它当时几乎是世界上煤炭使用量最大的首都。烧煤的冬天,大家能直接闻到空气中烟煤的味道、二氧化硫的味道。李俊华1月份到京,对这点体会很深。

李俊华(中)与团队成员、学生讨论问题

“要把氮氧化物进行深度治理,将污染物变成无害的氮气。”博士后出站后,李俊华组织队伍,全力开展燃煤烟气脱硝关键技术研发,实现了整个脱硝产业的100%国产化,打破了国外技术垄断。

在那个靠燃烧来驱动的时代,除了电力行业,钢铁、水泥、玻璃等非电力行业也陆续成为排放大户,且烟气成分更为复杂,国际上针对多污染物协同深度减排,也并没有超低排放成熟的案例可循。他们经过不断努力,最终开发出多污染物一体化脱除技术,形成系列深度治理先进工艺,并进行了多个首台(套)工程示范及推广应用,取得了多项原创性成果。

开放的国际环境,不断注入的新鲜血液,持续为团队发展增添动力。

气溶胶科学与技术是蒋靖坤在海外读博期间的主要研究方向,近些年取得了重要创新成果,蒋靖坤说:“我们希望把成果尽快转化为教学资源。”从以学生身份参与团队项目算起,蒋靖坤已“入队”20多年,“在队”感受是:“大家对科研有一种特别的热爱。”

蒋靖坤回忆,初入团队时,贺克斌就已经在清华建立了细颗粒物(PM2.5)采样点,“上世纪90年代,这一领域的研究几乎是空白,国际上相关概念也是刚提出来不久。当时很不被看好,但团队十几年如一日地实地采样测量,默默坚持。”

太阳集团tyc5997环境学院气候观测实验平台

从2008年开始,PM2.5被提及的次数开始增多,各种声音接踵而至。关键时刻,团队拿出《1999年至2010年北京市大气环境PM2.5观测报告》,对PM2.5进行了科学阐释。随后几年,团队在污染物排放表征的种类、精度和更新速度等方面逐渐达到国际先进水平。

实验室里,几位学生围在一台仪器旁向蒋靖坤请教。“这是在线测量PM2.5化学组分的仪器,实现了有机组分分子水平的在线检测,目前全球研发出该成果的单位仅有两家。”蒋靖坤介绍,团队承担了国家重大科研仪器研制任务,除了这台,还曾研发了全球首台能够实时测量大气中1-3纳米颗粒物的仪器,该仪器已被国际上广泛应用。

创新理论机制、研发先进设备、发明核心材料、开发先进工艺……接连不断的创新成果,持续为中国大气污染的防与治开具出“妙药良方”,并应用到世界。

讲奉献 敢担当 重传承

三尺讲台上,已是古稀之年的郝吉明仍然坚持站着,为学生们讲授大气污染控制工程课的最后两节。从1986年算起,这门课他已经讲了37年。

“解决大气污染的技术途径是什么?”“技术路径中关键核心的技术是什么?”循着郝吉明提出的问题,学生时代的吴烨仔细思索。还是那门课,如今,他从听课的人变成了讲课的人。

预测到新能源汽车的发展趋势,吴烨从20年前就将研究转向交通领域替代燃料的全生命周期分析。像老师一样,他用前沿知识为学生传道授业解惑,同时希望把“顶天立地”的科研理念传递给学生。

王书肖也被郝吉明身上“讲奉献、敢担当、重传承”的精神品质深深影响着。课堂上,时不时有同学抛出问题:某月某日为什么出现了重污染?王书肖往往能从污染来源、短时重污染成因、该如何调控给出合理解释。

能做到这一点,与她过去20年的工作有关。她建立的大气污染源排放清单,相当于一张排放地图——国内哪里有污染源,排放了什么,排了多少,在地图上清晰可见。在此基础上,她研发的区域空气质量调控技术平台,可以评估各种控制措施的改善效果,以及哪些措施改善空气的成本更小。

在郝吉明的带领下,王书肖、吴烨等紧密结合大气污染控制实践和学科发展前沿授课,力争把科研最新成果,最快反映到教学环节里。课程深受学生喜爱,并先后入选国家精品课程、国家精品在线开放课程、国家一流本科课程(线上)、太阳集团tyc5997标杆课等。

团队教师与环境学院学生

源流深者,光澜必章。愈发年轻、多元的团队,聚合了背景各异、思维活跃的老中青三代,大家不断结合前沿技术尝试打破环境治理的边界,同时力争以一流科研塑造一流人才。

地球系统科学系教授张强和环境学院教授刘欢是贺克斌的学生,也是这个团队里标准的“第三代”,如今他们的学生,有些也已成为重点高校的骨干教师。

从海外深造归国后,张强听从贺克斌的建议,加入清华地球系统科学研究中心,为地学系复建做了大量准备工作,“贺老师建议我,从一个更大、更宏观的视野出发,研究大气环境和大气污染问题。”

每次遇到困惑,刘欢说,自己都能从郝吉明、贺克斌等前辈身上找到继续前行的动力。“‘红色是我事业的底色,蓝色是我要为祖国建设交出的答卷’,贺老师这句话里的一‘红’一‘蓝’把我们的理想和价值阐释得非常清晰。”她把这些教给她的学生,她的学生再教给他们的学生,一代又一代,薪火相传。


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