环境化学：环无止境，化用为学

编者按

2022年，北京大学增设本科专业——化学（环境化学方向），由环境科学与工程学院和化学与分子工程学院共同承担培养工作。今天，跟随我们一起走近环境化学，找到属于你的知识乐土，开启充满挑战与热情的求学篇章！

一

什么是环境化学

环境化学主要应用化学的基本原理和方法，研究大气、水、土壤等环境介质中物质的化学特性、存在状态、转化过程、行为效应及其污染控制的科学。环境化学是环境科学的重要分支学科之一，涉及环境分析化学、环境污染化学、污染控制化学、污染生态化学、环境理论化学、区域环境化学和化学污染与健康等研究领域。

二

北大环化：学科引领，领军人才

今年，北京大学环境学科迎来50周年华诞。1972年，北京大学开创了中国第一个环境化学专业。自此，北京大学环境科学与工程学院作为我国最早开展环境学科教学和科研的机构之一，全程融入和引领了我国环境保护事业和环境学科发展的整体进程。

北京大学环境科学QS位列全球16位，环境/生态学科ESI在国内高校中率先进入全球前1‰并升至0.5‰，曾获国内奖励50余项及来自联合国、WMO、UNEP、AGU和EGU等机构授予的国际奖项。“环境科学”与“环境工程”两个专业均入选国家级一流本科专业建设点。

环境化学专业致力于培育具有扎实的化学和环境学科理论基础，能够综合集成多学科知识揭示环境问题本质并提出解决对策，具有北大特色的未来环境领域的复合型领军人才。环境科学与工程学院拥有一支具有国际影响力的环境学科教学研究团队，包括院士4名、AGU会士1名、国家级人才计划12人次、国家级青年人才计划21人次，5个国家级团队（2个国家自然科学基金委创新群体、1个黄大年式教师团队、2个科技部重点领域创新团队）。

三

北大环化：学科交叉，理论创新

北京大学环境化学专业立足化学和环境学科的深度融合，面向多个学科的交叉前沿，不断拓展环境化学领域的新内涵与新理论，引领中国特色、世界水平的环境问题基础研究，开创了多个国内与全球第一，包括在全球最早提出了大气复合污染、河流全物质通量等原创性科学理论，并开设了国内最早的环境健康研究方向等。

1

大气自由基化学：发现大气重污染的核心驱动力

大气氧化性和大气自由基化学是认识大气污染和气候变化本质的学科基础内容之一。北京大学大气环境化学研究团队建成了国内首套大气HOx自由基测量系统，在国际上首次发现污染环境下大气自由基生成的新机制，指出臭氧和二次PM_2.5污染的核心驱动力实质是大气强氧化性。

大气中典型污染物的化学转化过程

2

大气气溶胶化学：阐释PM_2.5生成的化学机制

大气气溶胶化学研究大气中复杂化学反应生成颗粒物的化学机制，涉及量子化学、有机化学、非均相化学和液相化学等多种化学研究领域。北京大学团队在大气气溶胶化学理论研究实现突破，在国际上首次提出大气核化触发新粒子生成致霾机制。

污染条件下PM_2.5形成的化学机制

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水环境化学：诊断世界河流综合征

水环境化学研究水体中各种化学成分的形成、分布、转化过程及其与环境的关系。北京大学水环境化学团队围绕河流多物质循环及其生态效应，开展了“河流全物质通量”等系列开创性研究。

溶解性固体变化引发的河流综合征

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水处理化学：高效去除污染物并资源化

利用胶体化学、界面化学、催化化学、电化学和量子化学等基础理论，北京大学团队研究水处理过程中各种生物与化学过程，调控反应类型、解析界面过程，在治理污水同时实现资源能源再利用。

污水处理与资源循环机理

5

环境化学与人体健康：大气污染全组分暴露与健康效应机制

大气污染全组分暴露与健康效应机制是亟待解决的国际难题。团队率先实现基于细颗粒全组分表征的暴露组学方法，基于国际领先的准实验性人群研究，识别出系列关键危害组分；揭示关键组分危害心肺健康的氧化应激、促炎和氨基酸代谢等重要机制，并发现污染组分对生殖健康等新型不良影响。

大气细颗粒物的人体健康危害

最近几年，北京大学环境化学研究团队科研成果丰硕，获国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖、国家技术发明二等奖、教育部自然科学一等奖、中国生态环境十大科技进展等国家级、省部级奖励50余项，以及联合国、世界气象组织、美国地球联合会和欧洲地球联合会颁发的多个国际奖项。近年来，学院年均发表SCI论文200余篇，多篇刊载在Science、Nature、NSR、PNAS、The Lancet等一流期刊。

四

北大环化：面向国家重大需求，聚焦世界科技前沿

环境化学是问题导向型学科，直接面向国家重大需求与世界科技前沿，北京大学团队突破科学技术瓶颈，以卓越的基础与应用研究成果支撑国家与区域各种环境问题的解决与环境质量的改善。

1

以绿色科技创新推动区域（流域）生态环境治理

构建区域多污染物协同控制技术体系，实现多项关键技术的业务化运行和产业化。长期定点跟踪研究京津冀、珠三角、长三角、川渝等区域及长江、黄河等流域的综合治理。

主要应用和示范区域（流域）分布

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国家重大活动空气质量保障

创新区域大气污染联防联控机制，科研成果有效支撑了2008年北京奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会、APEC峰会、杭州G20峰会、70周年国庆阅兵、2022年北京冬奥会等国家重大活动期间的空气质量保障。

国家重大活动空气质量保障

3

全链条水质安全保障技术体系

面向水质安全保障与江河开发利用的国家重大需求，形成“水源地保护-污染源负荷削减-受纳水体水环境改善”全链条的创新成果。

水源地总氮污染防控与水质提升

4

服务美丽西藏和健康西藏建设

组织开展青藏高原大气环境与人体健康研究，探索高原环境下独特的大气化学过程，以及低压缺氧条件下大气污染暴露对高原人群的健康影响。为建立我国的空气质量标准体系、保护青藏高原生态环境和改善高原人群健康提供有效助力。

珠峰大气化学观测

5

研发新冠病毒气溶胶采样和监测系统

在应对新冠肺炎大规模公共卫生突发事件中，研发了新冠病毒气溶胶机器人采样和监测系统，实现了实时环境预警，助力医院及冬奥场馆执行新冠病毒气溶胶监测。

利用呼出气挥发性有机物指纹筛查新冠肺炎

6

基础研究与智库建设融合，支撑全球环境履约与治理

领先开展化学品的环境健康风险和全球治理研究。先后牵头制定中国政府针对消耗臭氧层物质、持久性有机污染物和重金属汞的国家履约实施计划，主持编制《中国化学品管理国家报告》，担任联合国环境署一系列化学品环境公约相应国际权威专业组织的中方专家代表，服务于中国作为全球环境治理参与者、贡献者、引领者的重大需求。

国际履约团队张世秋教授再获联合国环境署表彰

五

北大环化：培养环境化学领域跨学科复合型人才

面向未来环境领域的复合型领军人才培养目标，以“强化基础，分流培养，提高素质，促进交叉”为基本原则，形成“厚基础、宽口径、重能力、有特色”的本科生培养理念。

1

以“强化基础、促进交叉”为特色的个性化培养体系

设置高等数学（B）、普通物理、线性代数（B）、概率统计（B）、普通化学（A）、有机化学（B）、物理化学（B）、环境问题、环境科学、环境工程学等专业基础和核心课程。在完成学科基础课和专业核心课之后，学生将根据自己的研究兴趣和指导教师共同设计培养方案，进行高年级的模块化学习，学生可在化学和环境模块选修专业课程。

2

递进式的与课程教学相融合的教学实习体系

与知识课程的学习密切配合，分别在珠海与塞罕坝两地建立环境认知实习和环境学科实习两个基地，安排学生在大一与大二暑期进行野外实习。

珠海与塞罕坝实习

3

全程本科生导师制度

以“全程覆盖，阶段定位”为基本原则，分别建立面向大一、大二阶段的新生导师组制度，以及面向大三、大四阶段的科研导师制度；两者之间有机链接，并进行过程质量控制。

本科生导师制活动

4

多元的国际化人才培养模式

充分利用国际优质教育资源与条件开展本科生的国际化培养，在暑期开展“北京-哥本哈根城市挑战计划”项目、佐治亚理工学院、墨尔本大学、早稻田大学等短期学术交流项目；与加州大学伯克利分校、密歇根大学、墨尔本大学等高校开展“3+1+1”本硕联合培养项目。

多元化的国际交流活动

六

学长学姐有话说

唐宇石，环境科学与工程学院2013级本科生。2017年-2019年，哈佛大学生物统计与流行病学系攻读硕士学位；2019年至今，普林斯顿大学攻读博士学位。“ 我致力于寻找环境、健康、基因之间的平衡，目前在COPSS奖得主Professor John D Storey指导下研究复杂疾病的因果推断方法，解读环境因子对人群健康的影响。我的研究需要跨越化学、环境科学、数学、基因组学的知识储备。北大环境学院厚基础的学术培养与前瞻性的科研训练锻造了我扎实的跨学科理论功底。学校和学院为我们提供领跑亚太的国际交流机会，支持我们活跃在世界科研的潮头，也帮助我寻找到愿意穷其一生去回答的学术问题。北京大学环境学科能为将来的本科生积淀更加丰蕴的底气，引领他们在世界舞台上大放异彩。”

朱琴丹，环境科学与工程学院2013级本科生。2017至今，加州大学伯克利分校攻读博士学位。“ 在环境学院的四年让我收获最大的是院里对本科生参与学术的支持。从大一开始我就陆陆续续加入到不同的科研项目中，切实体会学术的乐趣，这也让我坚定了出国就读PhD继续大气化学相关研究的目标。当然除了学术，学院也为我们提供了很多种不同的职业路径的支持，让我们在完成本科学业的同时，积极的发掘自己的兴趣，找到自己未来努力的方向。
”

薛涛，环境科学与工程学院2007级本科生。2015年在匹兹堡大学公共卫生学院获得环境与职业健康博士学位，现为北京大学公共卫生学院助理教授。“ 环境学院的本科学习经历于我而言是一门问题导向的、理科小综合的学习，拓展了研究与学科视野，为后续在交叉科学方向开展研究做了充分准备，也为后续职业规划提供了多样性选择，帮助我自然而然地过渡到自己的最适领域。环境化学方向学习是厚基础、宽口径的理科学习，特别适合兴趣广泛、能力均衡的同学，欢迎大家报考。
”

七

院士寄语

唐孝炎 中国工程院院士、环境科学与工程学院教授“ 欢迎你们参与到保护人类安全健康、幸福生活的环境生态事业中来。”

张远航 中国工程院院士、环境科学与工程学院教授“ 行大气之事，探大气之理，塑大气之才。”

倪晋仁 中国科学院院士、环境科学与工程学院教授“ 以青春的绿色美化环境，用勤勉与才智创造未来。”

朱彤  中国科学院院士、环境科学与工程学院院长、教授“ 环境学科是实现人类可持续发展的科学基础，寻求解决人类未来发展道路需要你的天赋和努力。”

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