治霾“药”的研究者

文|李禾

治霾“药”的研究者

文|李禾

贺克斌清华大学长江学者特聘教授、环境学院院长，国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室主任。长期从事大气污染控制理论与技术方面的研究，国家自然科学基金委杰出青年基金获得者和“多介质复合污染与控制化学”创新群体带头人，教育部长江学者特聘教授和“区域复合大气污染与控制”创新团队带头人。

近年来，中国频频发生严重雾霾，受影响的国土面积一度达到1 430 000 km2。随着雾霾问题日益被人们关注，清华大学环境学院院长贺克斌教授的行程也愈发紧张起来。做科研、搞讲座、作汇报，向公众和官员科普空气质量知识……

“其实，我国对大气污染研究起步并不晚，特别是PM2.5中的硫酸盐、硝酸盐粒子等相关的污染排放、控制规律等方面早有研究。”尽管记者明确表达了对“人”的关注，但贺克斌谈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，时为清华大学环境工程系教授的贺克斌，获得了国家杰出青年科学基金项目（下简称“杰青基金”）“大气颗粒物碳质组分与复合污染形成机制”的支持。让他更为惊喜的是，当年杰青基金加大了支持力度，拨下的资金比申报时翻了一番。这为他在科研道路上的加速跑提供了新动力。

“杰青基金项目设置的一个特点是，放大了探索科学前沿的自由度，并非主要评审该科研项目预先设计得好不好，而是根据申请人过去的科研经历、学术积累，从科研能力方面来考察是否能把项目做好。对于项目本身，提出的是大方向设想，并非很周密的计划。”贺克斌进一步解释道，“对于前瞻性的科研，如果项目预先设计得越细，科研探索的自由度就越小；过度强调共识，可能会把个人的一些奇思妙想扼杀掉。”

“项目是自己想出来的，正是自己想干、喜欢干的，尽管时间紧、工作忙，但忙而不累。”于是，贺克斌全身心地投入到科研中去。课题组在北京、上海、广州、重庆等城市做了大气污染观测和采样，获得了海量的样品和数据。通过分析发现，典型城市大气可吸入颗粒物（PM10）中，2/3是细颗粒物（PM2.5），而这些PM2.5中，超过2/3是二次生成的；当大气污染越重时，其中PM2.5比例就越高。这也证明了，想解决中国城市的大气污染问题，控制PM2.5及二次生成至关重要。

当时中国学界认为，夏天温度高、湿度大、人为排放加上植被天然排放，是二次生成严重大气有机污染的原因。贺克斌说：“经长期观测研究发现，在中国北方的冬天，仍然存在着较严重的二次有机污染。北方的冬天基本可以排除植被的天然排放，说明冬季人为排放污染物量大，仅人为排放就足够造成严重的二次有机污染。”

“因此，在PM2.5有机污染物采样和检测方法上，应该适应中国冬季的特点。”贺克斌说，“研究还发现，北京本地排放的二氧化硫并不多，而区域来源分析发现，北京大气中较大比例的硫酸盐‘老化’，即是从外地传输过来的。捕捉到的是来自几百千米范围内的硫，我们由此确定了2008年奥运会大气污染控制的华北6省市范围。”

治霾“药”在实战中起效

贺克斌课题的研究很快在现实中得到了更多应用。2008年奥运会、2010年上海世博会和广州亚运会、2012年区域联防联控、“十二五”环保规划、重点区域大气联防联控规划……他和其他国内专家组成了团队，在减少雾霾、保障各地空气质量方面获得了成功，经受住了实战的考验。

“在奥运会、亚运会和世博会举行时，我国还没有出台新《环境空气质量标准》（GB3095—2012），控制目标不涉及PM2.5指标。”贺克斌说。在北京奥运会结束后，中国应不应该将PM2.5纳入空气质量标准，已在国家有关层面开始讨论。

贺克斌强调，虽然美国大使馆公布PM2.5数值，助推把PM2.5指标纳入新空气质量标准，但中国与美国等国家大气污染成因情况有所不同。在中国，由于多种污染物高浓度排放，使产生污染的机理更为复杂。“比如，我国高颗粒物浓度的城市出现新粒子的爆发性增长，这在国际同类研究中是十分独特的现象。如此几何级数倍增长的化学反应，机制上还没有搞清楚。”不过，正是通过“大气颗粒物碳质组分与复合污染形成机制”等项目研究，我们形成了一定的科学共识，并经历了奥运、世博等几个星期到几个月时间不等的“实战”，以目前的科技水平和所积累的数据，在污染现象和减排量关系上，“在一定程度摸到了脾气”。“否则，2012年在制定新《环境空气质量标准》（GB3095—2012），把PM2.5纳入空气质量标准时，就会有更多的犹豫。”

“在2013年成都举行的财富论坛和第十二届世界华商大会上，其空气质量保障工作都是以控制PM2.5为直接目标的。”贺克斌说，正是由于杰青基金等项目成果的支持，“我们才敢开方子、下药。我们下完药后，无一例外都见效了。”

2012年，贺克斌牵头开展国家自然科学基金“多介质复合污染与控制化学”创新群体研究，多个团队从大气、水、土壤全方位、全过程来研究雾霾污染发生的规律。

“雾霾通过干湿沉降，会进入到水体和土壤中，经过水土化学过程又形成气体，重新回归到大气中……我们群体并不局限于水、气等单一介质，而是跨介质的研究雾霾污染问题。”贺克斌说，“工业生产、交通过程、农业土壤排放、加油站产生的挥发性有机物等都是导致雾霾发生的源头。雾霾污染的解决必须从多方面入手，哪方面需加强和改进，下多大力度，采取哪些措施才能实现控制效果？如何设置大气环境质量的中长期目标，排放强度下降到怎样程度，才能达到预期的中长期目标？这都需要继续研究，并加大科研成果的应用。”