大氣環境惡化的治理方案有什麼（環境科學專家唐孝炎）

2023-04-15 19:34:01 1

來到人生的第87個年頭，唐孝炎院士整個人消瘦了。這位一生都在解鎖大氣環境化學奧秘的科學家，眼下最大的敵人是時間。除了高血壓、高血糖、高尿酸之外，心律不齊的房顫，大大減緩了她的行動速度。

這一生，她都走在環境保護的前沿。她曾指出，大城市群的建設中會面臨區域性空氣汙染問題，也曾主持牽頭北京奧運會空氣品質保障。這為隨後上海世博會、廣州亞運會等重大活動的空氣品質保障提供經驗。

她想做的事情有很多。上世紀90年代，她和錢易院士在第四次世界婦女大會上，共同主持婦女與環境分論壇，被參會者感嘆「關注女性社會角色和個人選擇」。到了78歲，她開始為北京大學的本科一年級學生開設課程《環境問題》，出面邀請各領域專家授課。

幾乎很難數清，在如今國內的大氣環境化學領域，有多少人是她的學生。在她80歲生日時，學生們發起並捐資設立以她名字命名的環境科學創新獎學金，以此激勵全國在環境科學領域具有創新精神、獨特見解、傑出表現的優秀學生。

她曾跑遍整個中國。如今，更多時候，都呆在北京大學環境科學大樓的辦公室裡，為本科一年級新生準備課程。一如47年前，她一手創建我國最早的環境化學專業時，率先開出環境概論、三廢治理、環境化學和大氣化學等一系列環境新課程。

她覺得自己的一生沒有白過。

1959年，地球化學應用化學研究所中國進修人員合影。

蘭州光化學煙霧研究

劃出我國空氣汙染研究分水嶺

曾經，唐孝炎一年超過4個月在外考察。她不像一個院士，永遠都是自己拎包，和學生一起吃住，然後爬上高處去採樣。

「很較真地去做每件事。」在廣東、廣西做酸雨成因調查，動用地面100多個監測點；沒有自動採樣儀器，到雨天，科研人員端著量杯出去採集雨水；申請到用飛機採集高空雲水後，唐孝炎吃住都在機場，守著每一次樣本。

過去40多年來，唐孝炎的學科，解鎖的都是眼下的困境。

不是每個人都能說出大氣汙染成因，但任何人都關注並能感受得到空氣情況的好壞。所以，一切判斷都要特別小心——你可能影響到的是整個區域的產業布局、發展規劃，或者是這裡居民的身體健康、居住情況。

她，應該是最了解中國大氣環境治理進程的中國專家。

在大眾還不願面對中國有空氣汙染的上世紀70年代，她領導組織蘭州光化學煙霧大規模現場綜合研究，首次證實光化學煙霧在我國的存在，這被視作是中國空氣汙染研究的分水嶺。

在對酸雨研究還集中於高硫煤地區的上世紀80年代，她在低煤硫的兩廣地區，對酸性雨水、霧水和雲水開展酸化過程的化學研究，提出中國存在輸送類型酸雨的觀點。

到了上世紀90年代，她在維也納臭氧層保護公約和蒙特婁議定書的履約過程中，主持編寫的「中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案」，獲《議定書》國際執委會批准，被譯成六國文字，是其他國家和地區的參考範本。

化繁為簡，唐孝炎能用最簡單通俗的語言解釋霧霾天氣的成因。

造成嚴重霧霾，汙染是內因，氣象條件是外因。二氧化硫、氮氧化物、氨氣以及揮發性有機物等汙染物都是氣體，大氣具有氧化性，能源燃燒後排放的氣體汙染物是一次汙染物，進入大氣中之後，產生非常複雜的化學反應，形成二次汙染物。

那麼，各種複雜的化學反應分別都是什麼？不同地區主要汙染物和成因有哪些？如何實現空間上城市尺度、時間上汙染過程尺度的精細化描述、還有大氣治理的各項精準實測等等。這些都是唐孝炎和她的同行們所鑽研和攻克的命題。

為了給這些命題一個儘可能準確的答案，唐孝炎一直在和現狀賽跑。科學家要看得更高更遠，才能在問題初現時拿出最好的指導意見。一如42歲那年，她從全蘇聯科學院地球化學與分析化學研究所進修回國，原本擔任北京大學技術物理系放射化學教研室副主任，在蘭州光化學煙霧研究後，她決然從原本的放射化學領域，真正扎進大氣汙染研究，並再也沒有離開。

「那是我第一次體會到大氣是這麼奧妙，大氣的化學反應比我在學校學的化學反應，要複雜很多很多倍。」

2010年3月16日，為北京大學本科生講授《環境問題》課程水俁病案例。

保證藍天的脈絡

近十年科研成果護航「奧運藍」

如果說，在大氣汙染研究的領域，科學是一棵根枝繁雜的參天大樹。那麼，領域內各個分支的科研成果，一點一滴拼湊出應對汙染，保證藍天的脈絡。

唐孝炎的研究，都是以至少10年為單位。上世紀70年代的研究，為之後在大氣汙染領域的探索有融會貫通的作用。這些經驗，也為隨後酸雨研究、臭氧汙染，PM2.5的機理和轉化，提供經驗和模板。

到21世紀初，奧運會城市空氣品質保障工作組，幾乎是和申奧成功同時落地。當時，對北京空氣品質能否達到比賽標準的質疑甚囂塵上。

2007年，北京奧運會倒計時一周年，時任國際奧委會主席羅格在接受美國媒體採訪時表示，北京空氣中的粉塵含量過高，一些格外需要耐力的項目，如長跑和自行車，可能會被推遲或改到另一天。

這一採訪被美國《時代》周刊、英國《衛報》、德國《明鏡》相繼引用，對北京奧運會期間北京空氣品質的質疑進一步推向高潮。

事實上，在2008年8月奧運會舉辦的16天內，北京市共有10個一級天，刷新了十年來的最高水平。

「保障北京奧運的空氣品質，是積累了近十年的科學研究成果。」唐孝炎透露，也正是這一次的研究，京津翼地區區域性汙染的路徑被擺上案頭，從原本集中研究北京的汙染成因，擴大到對周邊省份的共同研究。

北京奧運會期間，首鋼的5座高爐中，關閉4座；北京和周邊地區，大約1100家製造廠停工；1.63萬個燃煤鍋爐改用清潔燃料，市內行駛的私家車實行單雙號限行措施。

「這麼多的人，齊心協力來做好這一件事。」唐孝炎記得，到奧運會準備後期，六個省市的主要領導一起參加籌備會議。還有一位環境研究的科學家，每天都要出去數車，看每天的車流量、車種類，以此佐證限行和不限行的區別。

這一次的經驗，為之後的上海世博會、廣州亞運會、深圳大運會等重大活動期間的空氣品質保障提供經驗。

更重要的，這是較早對區域性汙染控制的研究。到2013年，6部委聯發《京津冀及周邊地區落實大氣汙染防治行動計劃實施細則》，將京津冀及周邊地區空氣品質明顯好轉，納入一盤棋中。

如是這般，發現現象、探究原理、預判趨勢，是讓唐孝炎沉溺其中的科學之美。

1986年，唐孝炎在美國進行科學研究，內容是酸雨地面觀測。

助力藍天保衛戰

2000名科學家組大氣治理科研「國家隊」

時間來到2013年，國務院印發「大氣十條」，提出了10條35項綜合治理措施。在全國範圍內，各省市、各部門協同作戰，共同打響一場藍天保衛戰。

對藍天的嚮往，成為這場藍天保衛戰凝聚共識的基礎和最原始的驅動力。

2017年9月，國家大氣汙染防治攻關聯合中心成立，作為大氣重汙染成因與治理攻關的組織管理和實施機構。

這是一支由科學家、科研工作者組成的科研「國家隊」，匯集國內2000多名環境科學、大氣科學、氣象科學以及行業治理等方面的優秀科學家、一線科研工作者。顧問委員會名單裡，院士11位，學術委員裡，院士5位，都是國內頂級專家。

正是這支隊伍，建立起京津冀及周邊地區的區域高解析度排放清單，實現對區域汙染特徵的精細化梳理，更好地支撐相關地區的空氣汙染預測預報以及汙染物來源解析。

事實上，每一微克汙染物濃度的改變，背後都是龐大的系統工程——產業轉型、壓減燃煤、控車減油、治汙減排、清潔降塵等等。這其中，專家團的「把脈問診」，是「對症下藥」的重要支撐。

時年85歲的唐孝炎，是顧問委員會專家。這些年，隨著各省市對大氣環境治理的思路愈加清晰，她依然忙碌著。

僅在西南地區，作為四川大氣環境保護專家顧問團專家，她就多次入川，和其他科學家一起，助力地方藍天保衛戰行動方案的制定，助推大氣環境保護重點實驗室和重點工程技術中心建設。

日前，在2019環保產業創新發展大會上，過去6年大氣治理「成績單」公布：汙染排放歷史降幅最快，空氣品質持續改善。從2013年至2018年的6年間，在國內生產總值增長39%、能源消費量和民用汽車保有量分別增長11%和83%的情況下，我國實現了空氣品質總體改善，京津冀、長三角等重點區域明顯好轉。「大氣環境治理並不容易，但越來越多的力量加入，新生力量成長，終歸是充滿希望的。」唐孝炎坦言道。

1986年，唐孝炎在美國參加酸雨航測。

華西都市報-封面新聞記者杜江茜劉開怡

北京攝影報導

一切都是從零開始

中國要培養自己的環境專家

「因為國家需要，當時沒人來做，那就我來。」事實上，就在1973年，北京大學環境化學系在北大漢中分校招收了首批學員，唐孝炎就是系主任。

「當時周總理說的，我們要培養自己的環境專家。」1972年，聯合國在斯德哥爾摩召開第一屆人類環境會議，中國政府代表團成員出席會議，帶回了《聯合國人類環境宣言》，同時帶回了「環境保護」這個詞。那也是1971年中國重返聯合國後，中國代表團首次參加的會議。

1973年，在周恩來總理的親自過問下，在北京召開了全國第一次的環境保護會議，從此，中國的環境保護事業艱難起步。

兩次關於環境保護的會議，影響了當時的一代知識分子。

作為中國代表團成員的曲格平，下決心要把畢生精力獻給中國的環保事業。他回國後，向周恩來總理作匯報時，說了兩句話：城市環境的汙染問題，中國不比國外輕；自然環境的破壞程度，中國遠在外國之上。

後來，他成為中國環境保護的開拓者和見證者，是中國常駐聯合國環境規劃署代表，第一任國家環境保護局局長，參與20多部環境與資源保護法律的修改或起草，被譽為中國環境保護之父。

同一時間，唐孝炎也決定，從放射化學的研究轉向環境化學，同時，培養一批相關領域的人才。

最初的教材

從相關專業搜集編寫梳理

這是一個從零開始的過程。

最初，這個專業叫做北京大學漢中分校環境分析化學專業，定點為北京市培養各個區縣環保局和監測站的骨幹力量。

有學生，沒教材，唐孝炎和團隊一起訪遍北京市的各個高校，例如，清華大學水利專業涉及到的排水治理，還有北京工業大學、理工大學等高校的相關教材，他們都搜集到，再在這個基礎上進行編寫梳理。

最終，唐孝炎率先開設了《環境概論》、《三廢治理》、《環境化學和大氣化學》等一系列環境課程。而在當時去漢中的十幾位老師中，有的從外校招來，有的帶著家眷，但都全身心地去做這件事。

如今，唐孝炎的學生中，有中國工程院院士，有北京大學長江學者特聘教授，有人獲得了「中日韓三國環境部長獎」，除了在北京大學，她還在鄭州大學、復旦大學獨立和聯合指導學生。到2017年7月，已培養出40名博士、10多名碩士。其中大多數如今是大氣環境研究領域的專家和帶頭人。

現在的擔憂

每個學校都要能有領域的特色

十年樹木，百年樹人，唐孝炎想做的事還有很多。

2004年，由中國工程院院長帶隊，包括唐孝炎在內的五六個院士到河南調研。他們感受到河南的空氣汙染問題，但同時，人們還沒有真正重視起來，對於大氣環境專業的概念模糊。而未來，如果城市群建立起來，區域性汙染會加重。

當時，她受自己的博士生張瑞芹邀請，到鄭州大學做演講。演講中，她鼓動鄭州大學展開相關研究。隨後，在她的支持下，張瑞芹開始在鄭州大學建立環境科學研究院，並在此基礎上慢慢放大，在鄭州市建立了一個環境科學與技術重點實驗室。

「學校的工作做得更多，我也就是給了他們一些支持，如果需要我，我仍會一如既往支持他們。」

如今，全國有100多所學校開設了環境科學類本科專業，有碩士和博士的學位點，而開設環境工程專業的學校就更多了，達到200多所。

對此，唐孝炎有些憂心，她關注課程設計，環境所涉及的內容太多，學生離開學校還需要一個適應過程。因此，課程中，哪些是必須上的，哪些是重點上的，如何選擇都有講究的。「其實，最好的是各個學校都能有一些自己的特色，能夠根據自己的情況培養有特色的學生。」

華西都市報-封面新聞記者杜江茜

未到謝幕時，但是時候退到幕後了

「要讓年輕人趕緊出頭」

在唐孝炎80歲生日時，她的學生們發起並捐資設立「北京大學唐孝炎環境科學創新獎學金」，以此激勵全國在環境科學領域具有創新精神、獨特見解、傑出表現的優秀學生。

「當時在取名字的時候，我就提到了創新。」回顧四十多年的大氣化學研究，從最開始的一片空白，到靠著一代科研人員，從無到有。在唐孝炎看來，創新是不可或缺的科學精神，「現在的學生，有那麼好的條件，就應該開始考慮新的東西，不能老停留在老的上面發展。科學家，就應該比大眾看得更加長遠。」

巔峰之後

有意給年輕人更多發揮的空間

到如今，在北大，除了給一年級新生講課之外，唐孝炎已經很少出現別的場合。2007年，她突發心肌梗塞入院搶救，留下手抖的後遺症。也就是從那時候開始，她有意給年輕人更多發揮的空間，「要讓年輕人趕緊出頭，不要因為我還在這前面堵著，別的人就起不來了。」

不能再長時間在外做調查，但唐孝炎覺得自己能做的還有很多。出院後的第二年，2008年開始，她為北大新生開設了一門新課程，叫做《環境問題》。課程中，她會邀請到各個環境領域最前沿或者最資深的專家開講座，空氣、水、土壤、法律、NGO組織等等方面。

每學期的期中和期末，唐孝炎都會收集一次學生意見，她希望，自己的學生出去後，至少成為一個懂環境問題的人，或許他只是其中一個領域的工作人員，但是必須了解全部。

終生學習

「了不起這個念頭絕對不能有」

嚴謹的科學態度，遵從內心的選擇，這是唐孝炎的堅持。她永遠記得，早年在前蘇聯科學院地球化學與分析化學研究所進修時，蘇聯的和平利用原子能代表團到了美國，她被抽調去擔任蘇聯地球化學和分析化學研究院院長的翻譯，那時她才剛過接觸到關於放射化學的內容。

在回家路上，同車的王淦昌院士問她覺得翻譯得怎麼樣，年輕的唐孝炎輕快回答，「哎呀，好像那麼容易就翻過來了，我對反應堆的東西也不熟悉，除了講稿，以外的東西都翻譯順了。」

這個回答，當時就被王淦昌院士一頓批評，「說我這麼一點年紀就自以為了不起，一個人一輩子都在學習新東西，覺得自己了不起這個念頭，絕對不能有。」

對於唐孝炎而言，這是一記棒喝。她從不忘這一次的對話，終生都在不斷學習中。

到了80歲，她還在學習使用電腦、微信、信用卡，每次出門前都會將頭髮打理清爽，衣著簡單得體。這麼多年，她都有給學院的保安送吃的習慣，後來考上北大中文系的保安甘相偉還記得，在環境學院工作時，就經常收到唐孝炎送來的好吃的東西。

如今，唐孝炎還保持著晚睡的習慣，睡前她會閱讀，不過，看的多是偵探小說，從福爾摩斯到阿加莎，她有一柜子的類似小說，「多動動腦子，年輕時還會的俄文，現在就只會一些個別的字詞了。不過，我的英語還是沒問題的。」

又是一年六月夏至，北京大學環境科學大樓，唐孝炎院士的辦公室內，一片安靜。那些來自畢業生的歡呼幾乎傳不到這裡，對比歡送，這位院士最近忙碌著的，是迎接。

馬上，針對本科新生的環境課程就要開始了，她已經在開始準備新的課程設計、邀請專家了。

華西都市報-封面新聞記者杜江茜

在中國，大氣汙染防治提速發力

2013年，國務院印發「大氣十條」，提出了10條35項綜合治理措施，重點行業整治、產業結構調整、能源結構優化、機動車汙染治理等全面推行。「十三五」規劃綱要提出，到2020年地級及以上城市空氣品質優良天數比率達到80%以上，細顆粒物(PM2.5)未達標地級及以上城市濃度累計下降18%。隨著汙染防治攻堅戰的全面開展，「大氣十條」目標全面完成，全國環境空氣品質進一步提高，藍天保衛戰成效顯著。

全國空氣品質逐年提高。2018年，全國338個地級及以上城市中，有121個城市環境空氣品質達標，佔35.8%，比2015年提高14.2個百分點。338個城市平均優良天數比例79.3%，比2015年提高2.6個百分點；重汙染及以上天數比例為2.2%，比2015年降低1.0個百分點。

城市顆粒物濃度逐步下降。2018年，全國338個城市可吸入顆粒物(PM10)年平均濃度為71微克/立方米，比2015年下降18.4%；PM2.5年平均濃度為39微克/立方米，比2015年下降22.0%；PM2.5未達標城市(基於2015年PM2.5年平均濃度未達標的262個城市)年平均濃度43微克/立方米，比2017年下降10.4%。 重點區域細顆粒物濃度顯著下降。2018年，京津冀、長三角和珠三角地區PM2.5平均濃度分別比2013年下降了48%、39%和32%。北京市PM2.5大幅下降，從89.5微克/立方米下降到51微克/立方米，下降43%。溫室氣體排放大幅降低。2018年，中國單位GDP二氧化碳排放較2005年降低45.8%，提前完成2020年單位GDP二氧化碳排放降低40%~45%的目標，為實現中國2030年左右碳排放達峰並爭取儘早達峰奠定了堅實基礎。

人物名片

唐孝炎

中國工程院院士、環境科學專家。在我國創建環境化學專業和開創、發展大氣環境化學新領域方面有顯著貢獻。在環境化學前沿領域大氣臭氧、酸雨和大氣細顆粒物(氣溶膠)化學方面做過許多具有開拓性和創造性的系統工作。