賀克斌：揭開霧霾的面紗

本刊記者　李明麗

賀克斌：揭開霧霾的面紗

本刊記者李明麗

專家簡介：

賀克斌，中國工程院院士，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)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。國家自然科學(xué)基金委杰出青年基金獲得者和“多介質(zhì)復(fù)合污染與控制化學(xué)”創(chuàng)新群體帶頭人，教育部長江學(xué)者特聘教授和“區(qū)域復(fù)合大氣污染與控制”創(chuàng)新團隊帶頭人。承擔(dān)多項國家“973”計劃、“863”計劃和國家自然科學(xué)基金項目，獲國家自然科學(xué)獎二等獎1項、國家科技進步獎二等獎3項以及省部級獎11項，獲全國高等教育國家級教育教學(xué)成果獎二等獎1項。

2016年2月18日下午，第59屆世界新聞攝影比賽（荷賽）評選揭曉，攝影記者張磊拍攝的《中國霧霾》獲得當(dāng)代熱點類單幅一等獎。畫面中，藍(lán)天、霧霾、居民樓層次分明，直觀地呈現(xiàn)出了被霧霾籠罩的天津城。而這張照片，也只是華夏大地眾多頻頻陷入“十面霾伏“的城市縮影之一。

2013年年初，中國多個地區(qū)爆發(fā)大面積空氣污染，將近1/4的國土面積被霧霾籠罩。從那以后，“霧霾”這個曾經(jīng)生僻的名詞，以迅雷不及掩耳之勢，闖入了國人的生活。

作為中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長，賀克斌長期從事大氣污染控制理論與技術(shù)方面的研究，早在上世紀(jì)90年代，他就開始了針對PM2.5的科研項目。在2016年1月舉行的2015年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，由賀克斌牽頭完成的“區(qū)域大氣污染源高分辨率排放清單關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項目獲得2015年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎，這項長達(dá)20余年的研究逐步揭開了霧霾的面紗。多年來，讓中國擁有更好的環(huán)境和潔凈的空氣，更是他長期以來堅定的努力方向。

治霾，我們一直在路上

1980年，賀克斌以“縣狀元”的優(yōu)異成績考入清華大學(xué)。在那個“環(huán)境工程”還是新興學(xué)科的年代，一些人甚至連環(huán)境保護和環(huán)境衛(wèi)生都無法正確區(qū)分。在選擇專業(yè)時，經(jīng)過老師的介紹，癡迷化學(xué)的他，最終選擇了環(huán)境工程這個與化學(xué)密切相關(guān)的專業(yè)。沒想到，這條“摸索”之路，賀克斌一走就是30余年，針對環(huán)境工程的研究，他始終堅定如一——在清華大學(xué)獲得博士學(xué)位之后，又先后前往丹麥技術(shù)大學(xué)環(huán)境工程系、美國哈佛大學(xué)環(huán)境研究中心、英國利茲大學(xué)燃料與能源系擔(dān)任訪問學(xué)者，而這一切的目的，就是解決中國的空氣污染問題。

經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染本就是難以完全調(diào)和的矛盾。18世紀(jì)工業(yè)革命以來，環(huán)境問題也成歐美諸國嚴(yán)重的后遺癥。1813年冬，歷史上有記錄的最早的空氣污染案例在英國爆發(fā)。此后，摻雜著大量二氧化硫、臭氧、氮氧化物、顆粒物的空氣所形成的霧霾，開始沿著工業(yè)革命的軌跡引發(fā)危機：1952年英國“倫敦?zé)熿F事件”；1962年、1985年德國“魯爾霧霾危機”；1953年、1963年、1966年美國“霧霾殺人事件”……針對這些問題，各國開始進行國家立法、區(qū)域協(xié)作、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、能源調(diào)整、綠色建設(shè)的治理之路。從1953年英國專門成立應(yīng)對霧霾的比佛委員會開始，全世界的治霾歷程已過去60年。在進入二十一世紀(jì)的第一個十年之后，這項艱巨的任務(wù)來到中國。

縱觀我國的空氣污染問題，共經(jīng)歷了四個階段——1970年到1990年，我國的主要精力是治理TSP這樣的大顆粒物。此后到2000年間，隨著工業(yè)化進程的加速，我國煤炭生產(chǎn)量和燃煤發(fā)電量大幅度上升，在TSP沒有完全解決的情況下，又出現(xiàn)了二氧化硫的問題以及由此產(chǎn)生的二次污染，也就是我們常說的“酸雨”。2000年之后，緊接著就是城市化、機動化帶來的揚塵、氮氧化物等問題。隨著國家不斷出臺治理二氧化硫的政策和措施，2007年，我國二氧化硫的總排放量歷史性地實現(xiàn)下降，西南地區(qū)的酸雨污染區(qū)也逐步被被打破。而不久之后，我國也進入了空氣污染的第四個階段，也是最復(fù)雜的階段——霧霾污染。這個問題之所以復(fù)雜，是因為霧霾是各種污染物的“并發(fā)癥”，霧霾到底是什么，也不再是一道單選題，也不再有唯一的成因。霧霾是一個相對更復(fù)雜的過程，跟排放的顆粒物有關(guān)，又有氣態(tài)轉(zhuǎn)化的問題?！八院芏辔廴疚锏呐欧诺搅艘粋€要綜合約束的階段?！?/p>

多年來，賀克斌的很多研究項目都與霧霾息息相關(guān)——城市大氣PM2.5水溶性有機物分析方法及污染特征研究、PM2.5源排放控制和監(jiān)管體系研究、大氣二次顆粒物的化學(xué)組分特征及形成機制，多介質(zhì)復(fù)合污染與控制化學(xué)……

2013年9月，在全國遭受大面積霧霾籠罩之后，國務(wù)院發(fā)布《大氣污染防治行動計劃》（下稱“大氣十條”），2014年也被大家譽為“治霾元年”。“大氣十條”提出“力爭再用5年或更長時間，逐步消除重污染天氣，全國空氣質(zhì)量明顯改善”的目標(biāo)，并針對不同地區(qū)定下具體指標(biāo)，且每一項所涉及的任務(wù)都有嚴(yán)格的時間節(jié)點和量化指標(biāo)：到2017年，全國地級及以上城市可吸入顆粒物濃度比2012年下降10%以上，優(yōu)良天數(shù)逐年提高；京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域細(xì)顆粒物濃度分別下降25%、20%、15%左右；到2017年，重點行業(yè)排污強度比2012年下降30%以上，煤炭占能源消費總量比重降低到65%以下等。

作為業(yè)內(nèi)人士，賀克斌表示，治理霧霾并不能有特效藥思維，“歷史上人們曾通過找出致病的一口井而找到了控制霍亂的源頭，但是霧霾并不是“一口井”那樣的單一來源問題，只能在不斷探尋的過程中去逐步解決解決。治霾，我們一直在路上?！?/p>

賀克斌院士（左二）、郝吉明院士（左四）和團隊成員一起在觀測現(xiàn)場。

打造污染源數(shù)據(jù)庫

在2016年1月9日舉行的2015年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，由賀克斌牽頭完成的“區(qū)域大氣污染源高分辨率排放清單關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項目獲2015年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。而這個聽起來比較“拗口”的項目，就是通過技術(shù)手段了解霧霾排放源的功臣和進行“霧霾治理”的關(guān)鍵。

以霧霾污染相對嚴(yán)重的北京為例，為什么空氣質(zhì)量通常時好時壞？為什么十幾年前，人們并沒有感受到霧霾呢？針對這個問題，賀克斌表示，對于霧霾，必須要從科學(xué)上認(rèn)識、技術(shù)上解決，更重要的，就是必須要掌握三套數(shù)據(jù)——大氣成分濃度數(shù)據(jù)、氣象條件數(shù)據(jù)、以及地面排放的數(shù)據(jù)。而其中最后一套數(shù)據(jù)的采集與建立最為困難。因為當(dāng)今中國面臨的是世界上最復(fù)雜的排放源體系，對該體系的定量描述也是多年來我國比較薄弱的環(huán)節(jié)，多種污染源數(shù)據(jù)也是無法完全通過實時的記錄可以做到的。必須要有一套科學(xué)的方法進行確定。

1996年，賀克斌從哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院學(xué)習(xí)歸來，彼時的他已經(jīng)意識到我國對空氣采樣觀測的區(qū)域性問題認(rèn)識不足。于是，作為我國較早一批從事PM2.5研究的學(xué)者，他開始著手在北京等地進行定點觀測。通過不斷地嘗試，他把監(jiān)測點放在清華校園、昌平、密云，逐步形成城區(qū)和遠(yuǎn)郊區(qū)的對比演變。

“很多人認(rèn)為有數(shù)據(jù)就一定好，其實這也是一個誤區(qū)。如果數(shù)據(jù)是錯誤的，事情就會變得越來越糟?！彼裕瑸榱吮ＷC數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，賀克斌最初就選擇了國際合作的形式，一些稱重和計量，都與香港和美國的機構(gòu)合作，反復(fù)進行數(shù)據(jù)對比?！叭绻莆詹缓茫蓸又蟮臉颖究赡芊炊鴷戎斑€要輕。如果一個地方的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)是飄忽不定的，也就很難做出長期穩(wěn)定的科學(xué)判斷。”

“區(qū)域大氣污染源高分辨率排放清單關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”是賀克斌和團隊深耕20余年的成果，而這20年來的唯一目的，就是要把“污染源”說清楚。而其中最關(guān)鍵的是要對工業(yè)、交通、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)生污染物排放的過程十分熟悉。

“以前大家都是做出全年排放總量，而不去深究過程。如今我們對工業(yè)點源，交通線源，農(nóng)業(yè)面源都做了高時空分辨率的研究工作，形成了一套技術(shù)，把污染源動態(tài)化?！辟R克斌解釋道，“比如機動車排放在霧霾污染中的占比，不再是一個籠統(tǒng)的平均數(shù)字，數(shù)字背后不斷地進行了細(xì)化——道路機動車的占比，汽柴油車輛的占比，大中小型汽車的占比……都有一整套跟交通流結(jié)合起來的計算方式，即便是同樣一輛車，在不同的季節(jié)，排放特點也是不同的，溫度濕度都會造成發(fā)動機燃燒狀態(tài)的不同，而這些都需要進行大量的數(shù)據(jù)采集、歸納和分析。”

所以，經(jīng)過多年長期的積累，賀克斌帶領(lǐng)研究團隊，把不同季節(jié)，不同區(qū)域，不同城市，不同地貌的數(shù)據(jù)與計算方法綜合在一起的時候，也就形成了一個我國龐大的污染源數(shù)據(jù)庫和動態(tài)排放清單在線技術(shù)平臺，形成了服務(wù)空氣質(zhì)量模擬的排放源數(shù)據(jù)產(chǎn)品。可以說，這個研究項目在很大程度上彌補了我國在該領(lǐng)域的欠缺，“我們常說要精準(zhǔn)治霧霾，但連污染源都說不清楚怎么精準(zhǔn)治理呢？”

2015年年末的幾次紅色預(yù)警，使得很多百姓大呼不解——為何在進行臨時限行措施之后，霧霾似乎沒有得到良好改善？對此，賀克斌解釋道，盡管看上去霧霾還在，但是與模擬預(yù)警的測算濃度相比，實測濃度已經(jīng)有一定幅度下降。這就相當(dāng)于針對重感冒的治療，應(yīng)急措施只會讓癥狀緩解，雖不會立刻治愈，但不能說沒有療效?！斑@個技術(shù)我們還在繼續(xù)更新提升，目前正在國內(nèi)14個城市進行試點，當(dāng)?shù)胤较胱鼍珳?zhǔn)治霾的時候，必須要用這個技術(shù)把數(shù)據(jù)平臺打造起來，否則將無從談起?！?/p>

為奧運藍(lán)天保駕護航

2007年，時為清華大學(xué)環(huán)境工程系教授的賀克斌，開始進行“大氣顆粒物碳質(zhì)組分與復(fù)合污染形成機制”的研究，該項目也獲得了國家杰出青年科學(xué)基金的支持。

彼時，課題組在北京、上海、廣州、重慶等城市做了大氣污染觀測和采樣，獲得了海量的樣品和數(shù)據(jù)。通過分析發(fā)現(xiàn)，典型城市大氣可吸入顆粒物（PM10）中，2/3是細(xì)顆粒物（PM2.5），而這些PM2.5中，超過2/3是二次生成的；當(dāng)大氣污染越重時，其中PM2.5比例就越高。這也證明了，想解決中國城市的大氣污染問題，控制PM2.5及二次生成至關(guān)重要。

鮮為人知的是，賀克斌和團隊的研究項目，在奧運會中也發(fā)揮了巨大作用。為了保證奧運期間的空氣質(zhì)量，研究團隊向北京奧組委提出“夏季控制細(xì)顆粒物污染應(yīng)該更重視二氧化硫減排”的建議，通過一系列措施，2007年年底，北京及周邊省市達(dá)到減排要求。

談及此建議的出臺，賀克斌表示，這是源于團隊長期的研究與監(jiān)測。在1998年之前，北京冬季二氧化硫的濃度無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，政府便開始加大治理力度。數(shù)據(jù)顯示，北京本地排放的二氧化硫并不多，而通過分析區(qū)域來源，卻發(fā)現(xiàn)捕捉到了幾百公里范圍內(nèi)的“硫”。北京夏天的濕度大，溫度高，再加上比較強的光照，氣態(tài)二氧化硫會轉(zhuǎn)化到顆粒物中，而PM10要達(dá)到奧運標(biāo)準(zhǔn)，就需要迫切解決?！巴ㄟ^觀測到的化學(xué)成分的變化，才決定北京奧運會期間要加大力度控制二氧化硫，并把范圍擴大到華北6省市?！?/p>

事實證明，賀克斌的研究成果在實踐中得到了有效應(yīng)用。在隨后的上海世博會、廣州亞運會、“十二五”大氣環(huán)保規(guī)劃、重點區(qū)域大氣聯(lián)防聯(lián)控規(guī)劃……他和其他國內(nèi)專家組成的團隊，在減少霧霾，保障空氣質(zhì)量方面獲得了成效。

面對公眾“為何總是搞一些‘治標(biāo)不治本’的短期措施”的質(zhì)疑，賀克斌不以為然：“科學(xué)的積累，對長期解決PM2.5和臭氧等問題是有積極意義的。如果沒有奧運會、世博會等成功經(jīng)驗的話，2012年在定新《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）時，2013年出臺“大氣十條”時，就會有更多猶豫。從這個意義上講，不是‘治標(biāo)不治本’，而是‘治標(biāo)促治本’?！?/p>

不忘初心

“我們只有做到三個不能‘忘記’方能完成‘天命’——不能忘記肩負(fù)的責(zé)任，不能忘記培養(yǎng)和幫助過自己的人，不能忘記還需要我們培養(yǎng)和幫助的人?！?015年12月7日，中國工程院召開2015年新當(dāng)選院士座談會，作為剛剛當(dāng)選的院士之一，賀克斌望著窗外的霧霾如是說。

而對于這三個“不能忘記”，賀克斌進一步解釋道：“中國要發(fā)展，但不要污染。所謂不能忘記責(zé)任，就是在保證GDP合理增長的前提下，解決污染問題，這條路任重而道遠(yuǎn)。而在這條路上，更需要同事、同行之間的相互支持和幫助，所以要對培養(yǎng)和幫助過我們的人懷有感恩之心。而第三點，也是不可忽視的，就是那些需要我們培養(yǎng)和幫助的年輕人。這些年輕人，正在走著我們來時的路，所以我們要對他們伸出援手。解決環(huán)境問題的未來，在他們手上。”

在2015年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上

如今，我國在環(huán)境領(lǐng)域的研究在國際上的位置，也從早期的“追趕”發(fā)展成如今的平等交流。盡管很多工作已經(jīng)初見成效，但未來面臨的挑戰(zhàn)仍然非常大，但復(fù)雜的現(xiàn)實境遇帶來的不僅是挑戰(zhàn)，也有機遇?！爸袊媾R問題的復(fù)雜程度，有可能使我們的研究在國際前沿領(lǐng)域占有一席之地?！辟R克斌對環(huán)保領(lǐng)域的未來充滿信心。

談及環(huán)境領(lǐng)域的人才儲備，賀克斌介紹，目前全國有300多所高校在進行相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)，從數(shù)量上儲備充足，但從構(gòu)成上看還要進行調(diào)整。“環(huán)境污染問題最終要成功解決，應(yīng)該是科學(xué)，技術(shù)，管理三方面人才并駕齊驅(qū)，目前工程技術(shù)比例較高，科學(xué)和管理人才還需要加強，尤其是對國內(nèi)國際都充分了解的人才?！?/p>

為了做好相關(guān)人才的儲備工作，賀克斌帶領(lǐng)的清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院也在進行著不懈地努力。他表示，師資隊伍和學(xué)術(shù)氛圍是目前與國際頂尖高校最大的差距。近些年來，學(xué)院縱橫兼顧，在培養(yǎng)年輕教師迅速成長的同時，也在廣攬國際人才。

在2015年的招生中，環(huán)境學(xué)院把四個高考狀元招至麾下。而他們進入的也是5年前新開設(shè)的方向——全球環(huán)境國際班，每次招收20個人，他們的平均分?jǐn)?shù)在清華的新生中名列前茅。這個專業(yè)為應(yīng)對當(dāng)下趨勢，增加了英語授課比例，增加出國聯(lián)合培養(yǎng)的機會。作為院長，賀克斌期待著他們能夠迎來與自己不同的環(huán)保之路：“我國早期是防御型環(huán)保，只是減緩污染發(fā)展的速度，如今是相持型環(huán)保，等到下一批人才培養(yǎng)起來，就是反攻型環(huán)保了，不再被動?！?/p>

而在賀克斌眼中，“留本基金”也是讓學(xué)院更好地發(fā)展的關(guān)鍵。在目前設(shè)立的清華環(huán)境教育發(fā)展基金中，大部份都是“留本基金”。所謂留本基金，就是把資金作為本金通過資本運作獲得收益，每年約提取本金的5%~6%作為學(xué)院經(jīng)費，本金留存不動。與非留本基金相比，留本基金的優(yōu)勢是像滾雪般積聚資本實力，哈佛、斯坦福大學(xué)等一般都有上百億美元的留本基金。“我們的目的不是熱鬧一陣，而是要達(dá)到沉淀和積累的長期持續(xù)發(fā)展效果?！辟R克斌表示，他所希望的理想狀態(tài)，是在他卸任后，以后歷任院長仍然可以“手里有錢，把想干的事情干下去”。

而在賀克斌眼中，“想干的事”的終極理想，就是中國空氣質(zhì)量達(dá)到國際水平，讓藍(lán)天不再轉(zhuǎn)瞬即逝，讓中國人的貢獻與努力，在國際大氣環(huán)境科學(xué)的理論體系中，占有一席之地。