这支清华团队,专为空气“把脉问诊开良方”
全国优秀教师代表座谈会9月9日在京召开。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平致信与会教师代表,在第三十九个教师节到来之际,代表党中央,向他们和全国广大教师及教育工作者致以节日的问候和诚挚的祝福。清华大学教授贺克斌参加座谈会并发言。
过去30余年里,我国大气治理的环境效益一次次释放,空气质量经历了明显的改善之旅。这其中,就有清华大气污染治理研究团队的工作。
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。
近日,第三批“全国高校黄大年式教师团队”公布,团队凭借在大气污染治理领域的累累硕果,成功入选。
荣誉背后,是一代代团队成员近四十年的不懈努力。
“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,他说,“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?问题几乎没有学生猜对,“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,永远抱持着敏锐的嗅觉。
九十年代初,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。
贺克斌当时就在想,郝吉明的态度如此明确,是预判到我国机动车的发展趋势,更重要的,是这种趋势可能会对空气带来的不良影响,其出发点和落脚点还是国家的未来需求。
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。
贺克斌
一片赞誉中,偶尔夹杂着几句“是他们运气好,选择了一个具有广阔发展空间的领域。”贺克斌不否认,团队对研究领域敏锐的洞察,让他们每个人都引以为傲。
仅选对方向就够吗?贺克斌不认同,“大家非常明确,国家急需的事情,不论遇到多大困难,都要坚持把事情干成。不管项目大小,经费支持多少,不比投入比产出。”他觉得,这些才是“诀窍”。
“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。
团队成员、清华大学环境学院教授李俊华(中),团队成员、环境学院副研究员彭悦(左一)与学生讨论问题。
“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。
“气溶胶教材,你得抓点紧了!”路过郝吉明办公室的蒋靖坤被“逮”个正着,直到连声“保证”,才被放走。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,“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。最吸引人的,是‘立足中国实际做科研’的理念,以及‘要把创新成果应用于实践’的目标。”
蒋靖坤回忆,初入团队时,贺克斌就已经在清华建立了PM2.5采样点,“20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。”
清华大学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。
环境学院教授蒋靖坤(右一)指导学生进行实验操作
除了原创设备,团队早在几年前,就为国产化替代寻找着对策。“这台国内不少机构在使用,假设出现故障,要送回原产国检修。”蒋靖坤指向的,是一台实时测量颗粒物浓度的仪器。这种“受制于人”的困局已被打破,蒋靖坤补充说,他们自主研发出了替代版本,所有的元器件与组件均为国产,且性能比肩进口仪器。
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。
部分团队成员合影
“我们把成果拿到国际同行中交流,大家会有很强的认同,觉得你为世界作了贡献。中国有需要的东西,很多国家其实也需要。”贺克斌举例说,团队在酸雨治理方面的研究,就收录进了美国的一些文章和手册里。
虽然根子是要解决中国的问题,贺克斌仍鼓励大家互学互鉴。他介绍说,大部分团队成员都有海外深造经历,带回了很多新鲜东西和研究方式。同时,大家又有越来越强的意识,相信能在借鉴的同时,把自己的东西做好。“中国是世界的一部分,中国问题解决得好,也会起到示范作用。”他觉得,大气治理问题,尤其如此。
“接力传承,守护蓝天”
郝吉明
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。
站上讲台,吴烨(团队成员、环境学院教授)偶尔会时光闪回,“郝老师不仅教我前沿知识,更重要的是教我学做人,教我找到自身价值与国家发展、人民健康结合的重要支撑点。”
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”的科研理念传承给学生。
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。在“接班”老师讲授大气污染控制工程课时,她说自己压力不是一般的大,“这门课过去一直在发展,希望它不仅帮助学生学知识,更是学方法、学体系、学信念。”
团队成员、环境学院教授王书肖(左)与郝吉明(中)、贺克斌(右)讨论如何进一步优化大气污染观测系统。
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。
在郝吉明领衔下,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,最快反应到教学环节里。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)、清华大学标杆课等。
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。”
清华大学110周年校庆“良师益友”特别活动上,郝吉明(左三)、贺克斌(左二)、刘欢(右三)和刘欢的学生四代师生,讲述团队精神。
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……
团队教师与环境学院学生
贺克斌做团队带头人,郝吉明很放心,整个团队又让贺克斌觉得很踏实,“20多位团队教师,每个人都有各自的研究专长。无论何时,大家以国家重大需求为首要目标,以协同作战、能力最强为最高标准,以与时俱进、勇于创新为核心理念的准则,都没变过。”
酸雨治理、机动车污染治理、国家重大活动空气质量保障、打赢蓝天保卫战、“十四五”空气质量持续改善行动……用研究影响决策,用科研推动执行。如今我们生活的这片蓝天,与这支团队有着真切的关系。
贺克斌
下一场“硬仗”是什么?
贺克斌没有直接回答,而是解释说,“硬仗”有短有长,当前以及未来要做的事情,是比较长线的,“我们希望,在‘双碳’背景下,探索出更多大气污染和气候变化协同控制的路径。”
“这个路径国际上也没有现成的”,他提到面临的诸多挑战:需要政策的引导、技术的变革、人才的培养和多学科协同……需要几代人来共同完成。但他仍然希望,团队能在其中发挥更大作用,贡献更多成果,“针对国家发展出现的新的生态环境问题,找出答案,作出贡献,如果做好了,不仅是中国的,也是世界的。”贺克斌说。
文 | 段颖
编辑 | 赵姝婧
审核 | 许亮
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