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，清華大學環境學院院長。國家環境保護大氣復合污染來源與控制重點實驗室主任。國家自然科學基金委杰出青年基金獲得者和“多介質復合污染與控制化學”創新群體帶頭人，教育部長江學者特聘教授和“區域復合大氣污染與控制”創新團隊帶頭人。承擔多項國家“973”計劃、“863”計劃和國家自然科學基金項目，獲國家自然科學獎二等獎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》獲得當代熱點類單幅一等獎。畫面中，藍天、霧霾、居民樓層次分明，直觀地呈現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，中國多個地區爆發大面積空氣污染，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、清華大學環境學院院長，賀克斌長期從事大氣污染控制理論與技術方面的研究，早在上世紀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年度國家科學技術獎勵大會上，由賀克斌牽頭完成的“區域大氣污染源高分辨率排放清單關鍵技術與應用”項目獲得2015年度國家科學技術進步獎二等獎，這項長達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”的優異成績考入清華大學。在那個“環境工程”還是新興學科的年代，一些人甚至連環境保護和環境衛生都無法正確區分。在選擇專業時，經過老師的介紹，癡迷化學的他，最終選擇了環境工程這個與化學密切相關的專業。沒想到，這條“摸索”之路，賀克斌一走就是30余年，針對環境工程的研究，他始終堅定如一——在清華大學獲得博士學位之后，又先后前往丹麥技術大學環境工程系、美國哈佛大學環境研究中心、英國利茲大學燃料與能源系擔任訪問學者，而這一切的目的，就是解決中國的空氣污染問題。

經濟發展與環境污染本就是難以完全調和的矛盾。18世紀工業革命以來，環境問題也成歐美諸國嚴重的后遺癥。1813年冬，歷史上有記錄的最早的空氣污染案例在英國爆發。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，開始沿著工業革命的軌跡引發危機：1952年英國“倫敦煙霧事件”；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、區域協作、產業轉型、能源調整、綠色建設的治理之路。從1953年英國專門成立應對霧霾的比佛委員會開始，全世界的治霾歷程已過去60年。在進入二十一世紀的第一個十年之后，這項艱巨的任務來到中國。

縱觀我國的空氣污染問題，共經歷了四個階段——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，隨著工業化進程的加速，我國煤炭生產量和燃煤發電量大幅度上升，在TSP沒有完全解決的情況下，又出現了二氧化硫的問題以及由此產生的二次污染，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下降，西南地區的酸雨污染區也逐步被被打破。而不久之后，我國也進入了空氣污染的第四個階段，也是最復雜的階段——霧霾污染。這個問題之所以復雜，是因為霧霾是各種污染物的“并發癥”，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雜的過程，跟排放的顆粒物有關，又有氣態轉化的問題。“所以很多污染物的排放到了一個要綜合約束的階段。”

多年來，賀克斌的很多研究項目都與霧霾息息相關——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源排放控制和監管體系研究、大氣二次顆粒物的化學組分特征及形成機制，多介質復合污染與控制化學……

2013年9月，在全國遭受大面積霧霾籠罩之后，國務院發布《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，全國空氣質量明顯改善”的目標，并針對不同地區定下具體指標，且每一項所涉及的任務都有嚴格的時間節點和量化指標：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，優良天數逐年提高；京津冀、長三角、珠三角等區域細顆粒物濃度分別下降25%、20%、15%左右；到2017年，重點行業排污強度比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。

作為業內人士，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。”

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場。

打造污染源數據庫

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

以霧霾污染相對嚴重的北京為例，為什么空氣質量通常時好時壞？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，必須要從科學上認識、技術上解決，更重要的，就是必須要掌握三套數據——大氣成分濃度數據、氣象條件數據、以及地面排放的數據。而其中最后一套數據的采集與建立最為困難。因為當今中國面臨的是世界上最復雜的排放源體系，對該體系的定量描述也是多年來我國比較薄弱的環節，多種污染源數據也是無法完全通過實時的記錄可以做到的。必須要有一套科學的方法進行確定。

1996年，賀克斌從哈佛大學公共衛生學院學習歸來，彼時的他已經意識到我國對空氣采樣觀測的區域性問題認識不足。于是，作為我國較早一批從事PM2.5研究的學者，他開始著手在北京等地進行定點觀測。通過不斷地嘗試，他把監測點放在清華校園、昌平、密云，逐步形成城區和遠郊區的對比演變。

“很多人認為有數據就一定好，其實這也是一個誤區。如果數據是錯誤的，事情就會變得越來越糟。”所以，為了保證數據的準確性，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合作，反復進行數據對比。“如果掌握不好，采樣之后的樣本可能反而會比之前還要輕。如果一個地方的空氣質量數據是飄忽不定的，也就很難做出長期穩定的科學判斷。”

“區域大氣污染源高分辨率排放清單關鍵技術與應用”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。而其中最關鍵的是要對工業、交通、農業等產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。如今我們對工業點源，交通線源，農業面源都做了高時空分辨率的研究工作，形成了一套技術，把污染源動態化。”賀克斌解釋道，“比如機動車排放在霧霾污染中的占比，不再是一個籠統的平均數字，數字背后不斷地進行了細化——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合起來的計算方式，即便是同樣一輛車，在不同的季節，排放特點也是不同的，溫度濕度都會造成發動機燃燒狀態的不同，而這些都需要進行大量的數據采集、歸納和分析。”

所以，經過多年長期的積累，賀克斌帶領研究團隊，把不同季節，不同區域，不同城市，不同地貌的數據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據庫和動態排放清單在線技術平臺，形成了服務空氣質量模擬的排放源數據產品。可以說，這個研究項目在很大程度上彌補了我國在該領域的欠缺，“我們常說要精準治霧霾，但連污染源都說不清楚怎么精準治理呢？”

2015年年末的幾次紅色預警，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，但是與模擬預警的測算濃度相比，實測濃度已經有一定幅度下降。這就相當于針對重感冒的治療，應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。“這個技術我們還在繼續更新提升，目前正在國內14個城市進行試點，當地方想做精準治霾的時候，必須要用這個技術把數據平臺打造起來，否則將無從談起。”

為奧運藍天保駕護航

2007年，時為清華大學環境工程系教授的賀克斌，開始進行“大氣顆粒物碳質組分與復合污染形成機制”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據。通過分析發現，典型城市大氣可吸入顆粒物（PM10）中，2/3是細顆粒物（PM2.5），而這些PM2.5中，超過2/3是二次生成的；當大氣污染越重時，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，在奧運會中也發揮了巨大作用。為了保證奧運期間的空氣質量，研究團隊向北京奧組委提出“夏季控制細顆粒物污染應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測。在1998年之前，北京冬季二氧化硫的濃度無法達到標準，政府便開始加大治理力度。數據顯示，北京本地排放的二氧化硫并不多，而通過分析區域來源，卻發現捕捉到了幾百公里范圍內的“硫”。北京夏天的濕度大，溫度高，再加上比較強的光照，氣態二氧化硫會轉化到顆粒物中，而PM10要達到奧運標準，就需要迫切解決。“通過觀測到的化學成分的變化，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。”

事實證明，賀克斌的研究成果在實踐中得到了有效應用。在隨后的上海世博會、廣州亞運會、“十二五”大氣環保規劃、重點區域大氣聯防聯控規劃……他和其他國內專家組成的團隊，在減少霧霾，保障空氣質量方面獲得了成效。

面對公眾“為何總是搞一些‘治標不治本’的短期措施”的質疑，賀克斌不以為然：“科學的積累，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、世博會等成功經驗的話，2012年在定新《環境空氣質量標準》（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‘治標不治本’，而是‘治標促治本’。”

不忘初心

“我們只有做到三個不能‘忘記’方能完成‘天命’——不能忘記肩負的責任，不能忘記培養和幫助過自己的人，不能忘記還需要我們培養和幫助的人。”2015年12月7日，中國工程院召開2015年新當選院士座談會，作為剛剛當選的院士之一，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：“中國要發展，但不要污染。所謂不能忘記責任，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。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。解決環境問題的未來，在他們手上。”

在2015年度國家科學技術獎勵大會上

如今，我國在環境領域的研究在國際上的位置，也從早期的“追趕”發展成如今的平等交流。盡管很多工作已經初見成效，但未來面臨的挑戰仍然非常大，但復雜的現實境遇帶來的不僅是挑戰，也有機遇。“中國所面臨問題的復雜程度，有可能使我們的研究在國際前沿領域占有一席之地。”賀克斌對環保領域的未來充滿信心。

談及環境領域的人才儲備，賀克斌介紹，目前全國有300多所高校在進行相關專業的人才培養，從數量上儲備充足，但從構成上看還要進行調整。“環境污染問題最終要成功解決，應該是科學，技術，管理三方面人才并駕齊驅，目前工程技術比例較高，科學和管理人才還需要加強，尤其是對國內國際都充分了解的人才。”

為了做好相關人才的儲備工作，賀克斌帶領的清華大學環境學院也在進行著不懈地努力。他表示，師資隊伍和學術氛圍是目前與國際頂尖高校最大的差距。近些年來，學院縱橫兼顧，在培養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，環境學院把四個高考狀元招至麾下。而他們進入的也是5年前新開設的方向——全球環境國際班，每次招收20個人，他們的平均分數在清華的新生中名列前茅。這個專業為應對當下趨勢，增加了英語授課比例，增加出國聯合培養的機會。作為院長，賀克斌期待著他們能夠迎來與自己不同的環保之路：“我國早期是防御型環保，只是減緩污染發展的速度，如今是相持型環保，等到下一批人才培養起來，就是反攻型環保了，不再被動。”

而在賀克斌眼中，“留本基金”也是讓學院更好地發展的關鍵。在目前設立的清華環境教育發展基金中，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%作為學院經費，本金留存不動。與非留本基金相比，留本基金的優勢是像滾雪般積聚資本實力，哈佛、斯坦福大學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，而是要達到沉淀和積累的長期持續發展效果。”賀克斌表示，他所希望的理想狀態，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，就是中國空氣質量達到國際水平，讓藍天不再轉瞬即逝，讓中國人的貢獻與努力，在國際大氣環境科學的理論體系中，占有一席之地。