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加大(dà)科技(jì)創新力度 推進生(shēng)态環境保護

作(zuò)者: 來(lái)源: 日期:2018/8/13 10:42:29

中國環境科學學會(huì)2018年科學技(jì)術(shù)年會(huì)8月3日~5日在安徽省合肥市召開(kāi)。年會(huì)以“助推綠色發展,建設美麗(lì)中國”為(wèi)主題,通(tōng)過交流學術(shù)進展,探討(tǎo)科技(jì)創新,展示綠色技(jì)術(shù),共商科技(jì)合作(zuò),推動生(shēng)态文明(míng)和(hé)美麗(lì)中國建設。會(huì)上(shàng),多(duō)位中國工程院、中國科學院院士就生(shēng)态環保科技(jì)創新建言獻策。本報今日刊登部分觀點,以飨讀者。

  中國工程院院士劉文清提出——

  推進生(shēng)态環境監測立體(tǐ)化

  環境監測技(jì)術(shù)為(wèi)生(shēng)态環境保護工作(zuò)提供了不可(kě)或缺的工具,所有(yǒu)的環境管理(lǐ)都是建立在準确的測量基礎之上(shàng),所以大(dà)氣環境監測技(jì)術(shù)是認識、理(lǐ)解和(hé)最終解決大(dà)氣環境污染問題的一個(gè)關鍵。

  中國工程院院士、中國科學院安徽光學精密機械研究所首席科學家(jiā)劉文清指出,大(dà)氣環境實際上(shàng)是一個(gè)比較複雜的過程,所有(yǒu)的污染都是發生(shēng)在整個(gè)空(kōng)間(jiān),而我們現在的監測都是在近地面,所以就會(huì)有(yǒu)一些(xiē)問題。想要描述這些(xiē)污染的過程,擁有(yǒu)預測這些(xiē)污染的能力,需要的是一套完整的大(dà)氣環境監測技(jì)術(shù),不僅僅包括技(jì)術(shù)、設備,還(hái)包括模型和(hé)一系列的相關研究,比如國外研究大(dà)氣環境演變過程的一個(gè)重要手段就是大(dà)型環境模拟艙,可(kě)以把所有(yǒu)的設備都放在這個(gè)空(kōng)間(jiān)艙裏。

  劉文清認為(wèi),我國在空(kōng)氣質量、水(shuǐ)質、土壤環境監測方面取得(de)了階段性的成果,但(dàn)是自動化監測、系統監測的項目還(hái)是有(yǒu)限,在應急方面也存在不足,儀器(qì)的互聯網、物聯網包括數(shù)據分析的水(shuǐ)平都不是很(hěn)高(gāo)。

  從國家(jiā)發展和(hé)生(shēng)态環境保護的戰略布局考慮,必須提高(gāo)生(shēng)态環境監測的立體(tǐ)化、自動化和(hé)智能化水(shuǐ)平,通(tōng)過大(dà)衆手段的綜合觀測來(lái)認識複雜的大(dà)氣過程,通(tōng)過模型模拟的對比認識大(dà)氣中污染物排放及複雜的物理(lǐ)、化學過程,包括對空(kōng)氣質量、全球氣候的影(yǐng)響。因此,多(duō)平台監測技(jì)術(shù)一體(tǐ)化的實現,将為(wèi)我國快速治理(lǐ)大(dà)氣複合污染提供一些(xiē)關鍵技(jì)術(shù)和(hé)設備。

  今年5月9日,我國順利發射了高(gāo)分五号衛星。劉文清介紹,高(gāo)分五号衛星的一個(gè)主要任務就是對二氧化碳、甲烷、臭氧、二氧化氮、二氧化硫這些(xiē)大(dà)氣成分和(hé)大(dà)氣氣溶膠特性進行(xíng)監測,滿足大(dà)氣環境監測和(hé)氣候變化監測的需求。高(gāo)分五号衛星是國際上(shàng)首顆對大(dà)氣和(hé)陸地高(gāo)光譜衛星,是國內(nèi)光譜分辨率最高(gāo)的衛星,也是國內(nèi)定量化要求最高(gāo)的衛星,在衛星上(shàng)裝載有(yǒu)太陽漫反射闆等定标器(qì),實現光譜定标精度。高(gāo)分五号衛星也是探測手段最多(duō)的光學遙感衛星。

  在大(dà)氣光譜測量方面,可(kě)以在測量的大(dà)氣光譜中分析出各種大(dà)氣成分和(hé)大(dà)氣污染物。臭氧的全球分布圖和(hé)二氧化氮的首圖,填補了國內(nèi)衛星監測在大(dà)氣污染全球區(qū)域分布的空(kōng)白。通(tōng)過高(gāo)分五号衛星,就可(kě)以觀測大(dà)氣污染的過程,比如5月31日~6月1日,河(hé)南南部擴散條件較差,二氧化氮開(kāi)始聚集,6月2日~6日,在偏南風的作(zuò)用下向北傳輸影(yǐng)響北京和(hé)天津,6月7日才在偏北風的作(zuò)用下開(kāi)始慢慢消散。因此,要想一個(gè)地方的污染不會(huì)成為(wèi)霾,必須要繼續降低(dī)各類污染物濃度。

  劉文清表示,目前的重點發展方向是繼續用監測數(shù)據來(lái)說明(míng)問題,繼續攻關那(nà)些(xiē)還(hái)沒有(yǒu)掌握的環境監測技(jì)術(shù)和(hé)設備的研發,對影(yǐng)響生(shēng)态環境改善、危害人(rén)體(tǐ)健康,進而影(yǐng)響國家(jiā)可(kě)持續發展戰略實施的領域,繼續推進環境監測技(jì)術(shù)和(hé)系統的研發,比如跨國界污染糾紛方面的技(jì)術(shù)和(hé)系統的研發。同時(shí),推進基于地基包括點源、面源、移動源、無組織源,包括機載、球載和(hé)星載平台的新型環境監測技(jì)術(shù)與系統研發。隻有(yǒu)技(jì)術(shù)獨立,才能經濟獨立,才能有(yǒu)政策獨立。要不斷追求更高(gāo)精度、更多(duō)成分、更大(dà)範圍、更加實用,小(xiǎo)型化、輕型化會(huì)成為(wèi)主流。

  劉文清說,在推動環境監測和(hé)“互聯網+”智慧環保/智慧環境方面,實驗室研發的FTIR設備隻有(yǒu)800克,它可(kě)以測整個(gè)紅外光譜波段,可(kě)以放在小(xiǎo)型無人(rén)機和(hé)車(chē)上(shàng)對一些(xiē)危險品進行(xíng)監測。另外還(hái)做(zuò)了一些(xiē)機載方面的飛行(xíng)試驗。計(jì)劃發展VOCs雷達。揮發性有(yǒu)機物是我國下一步控制(zhì)的瓶頸,除了對人(rén)體(tǐ)有(yǒu)毒有(yǒu)害之外,可(kě)能是臭氧、細顆粒物的一個(gè)重要的組分,但(dàn)是現在沒有(yǒu)很(hěn)好的測量手段。所以要用一種寬帶的激光光源,這樣在各個(gè)不同的波段,這些(xiē)揮發性有(yǒu)機物都有(yǒu)吸收譜,可(kě)以做(zuò)一個(gè)揮發性有(yǒu)機物的時(shí)空(kōng)分布。這是當前設計(jì)的發展路線圖,希望在2030年的時(shí)候,不管是區(qū)域機載的和(hé)星載的都可(kě)以進行(xíng)常規的業務化運行(xíng)。

  中國工程院院士張偲提出——

  生(shēng)态恢複促進生(shēng)物多(duō)樣性保護

  我國是生(shēng)物多(duō)樣性最豐富的國家(jiā)之一,物種在世界排名第三,但(dàn)在生(shēng)物多(duō)樣性的研究方面基礎還(hái)比較薄弱,特别是在海洋生(shēng)物多(duō)樣性方面基礎是比較薄弱的。

  在海洋生(shēng)态恢複方面,我國現在有(yǒu)哪些(xiē)研究?進展如何?中國工程院院士、中國科學院南海海洋研究所所長張偲表示,過去5年,我國開(kāi)展了南海島礁建設,2013~2015年完成了基本的準備工作(zuò),2015~2017年完成了主要的設施建設。按照《聯合國海洋法公約》的思路,要做(zuò)到适宜居住、适宜生(shēng)産、天然發育,就要思考如何實現南海島礁的可(kě)持續發展,要認識島礁自然演替的機制(zhì)和(hé)促進可(kě)持續發展的機制(zhì)。

  張偲團隊的研究方案就是實施生(shēng)态恢複工程。生(shēng)态恢複以後,可(kě)以優化生(shēng)物的栖息地,進而促進生(shēng)物多(duō)樣性的保護。而生(shēng)物多(duō)樣性水(shuǐ)平提升後,可(kě)以讓生(shēng)物群落結構得(de)到進一步優化,更好地促進生(shēng)态的恢複,形成良性循環。

  張偲介紹,2015年以後,中科院開(kāi)始從事南海島礁自然屬性的穩态與安全工作(zuò),包括島礁地下生(shēng)态淡水(shuǐ)涵養與地質穩态,島礁多(duō)格局海洋生(shēng)态系統構建與保護,觀測系統和(hé)島礁的可(kě)持續發展等。通(tōng)過兩年的工作(zuò),取得(de)了一些(xiē)标志(zhì)性成果,南沙島礁整體(tǐ)保持穩定。此外,還(hái)制(zhì)定了綠化指南,建立綠色生(shēng)态示範區(qū),現在的南沙島礁是一片綠色。同時(shí),開(kāi)展了大(dà)規模珊瑚礁生(shēng)态系統修複,實現珊瑚礁生(shēng)态系統人(rén)工修複技(jì)術(shù)集成,連續4年對40多(duō)個(gè)南海島礁進行(xíng)生(shēng)态系統調查。嘗試淡水(shuǐ)涵養新機制(zhì),證實島礁陸域地下水(shuǐ)逐漸淡化的趨勢,準确掌握地下水(shuǐ)淡化進程。針對南海高(gāo)濕、高(gāo)溫、高(gāo)鹽、高(gāo)輻射、高(gāo)輻照,研發了重腐蝕防護技(jì)術(shù),已經取得(de)了很(hěn)好的效果。環保、新能源等技(jì)術(shù)持續上(shàng)島應用,完成可(kě)移動能源制(zhì)淡平台“先導一号”,與三沙電(diàn)網對接海事供電(diàn)。

  那(nà)麽,生(shēng)态恢複後,對海洋生(shēng)物多(duō)樣性保護起到了哪些(xiē)作(zuò)用?張偲表示,生(shēng)态恢複促進了生(shēng)物多(duō)樣性的保護。對南海的生(shēng)物多(duō)樣性進行(xíng)了研究,對南沙島礁、呂宋海峽控制(zhì)斷面等進行(xíng)了重點觀測,對南海的動力環境特征也進行(xíng)了相關研究,揭示了南海的生(shēng)物多(duō)樣性以及季風強迫、地形約束對生(shēng)物多(duō)樣性的影(yǐng)響。

  在細菌方面,收集了很(hěn)多(duō)的樣品,也揭示了它的基本特征。從南海和(hé)印度洋沉積物中做(zuò)了鑒定,找到了一些(xiē)特殊類群,比如南沙鏈黴菌,有(yǒu)很(hěn)好的環境适應性,跟環境關聯性很(hěn)高(gāo)。在真菌物種方面做(zuò)了大(dà)量的采集,收集了分離真菌1800多(duō)株,檢定了其中762株,分别屬于138個(gè)不同種屬,其中青梅屬和(hé)曲黴屬是優勢種群。

  張偲和(hé)他的團隊揭示了島礁海洋生(shēng)态修複的過程。海洋微生(shēng)物膜産生(shēng)後誘導很(hěn)多(duō)的動物幼體(tǐ)和(hé)植物進行(xíng)附着,附着後不斷地進行(xíng)二次演體(tǐ),這樣進行(xíng)生(shēng)物膜的修複。生(shēng)物膜要在基底礁石上(shàng)形成生(shēng)物膜微生(shēng)物的社區(qū),在微生(shēng)物社區(qū)裏形成初始生(shēng)物群落。生(shēng)物群落進行(xíng)多(duō)種分泌功能,分泌了大(dà)量的胞外基質,這個(gè)物質包括菌類、蛋白類,就能誘導大(dà)型生(shēng)物、動物的附着。所以,生(shēng)物膜具有(yǒu)很(hěn)積極的生(shēng)态學的意義。

  此外,還(hái)對珊瑚礁特色物種海龍科魚類的環境适應進化開(kāi)展了研究。海龍體(tǐ)形很(hěn)有(yǒu)特色,雄性具有(yǒu)育兒袋,具有(yǒu)特殊的繁育功能。對全球海馬的遺傳結構進行(xíng)分析後發現,太平洋和(hé)印度洋譜系有(yǒu)明(míng)顯的分化現象,同時(shí)海平面的升降、溫度的變化是全球海馬擴散的重要驅動因素,南海是主要的擴散起源中心。海龍科魚類是魚類界中進化速率最快的類群。這些(xiē)工作(zuò)表明(míng),南沙島礁的海洋生(shēng)态現在是非常合适海龍、海馬生(shēng)長的,因為(wèi)海龍、海馬對南沙島礁具有(yǒu)很(hěn)好的适應性。

  張偲說,南海的生(shēng)态恢複後引來(lái)了大(dà)量的生(shēng)物,包括各種各樣的魚類和(hé)其他物種,現在南海島礁已經變成了海洋生(shēng)物的美好家(jiā)園。

  中國工程院院士吳豐昌提出——

  加快建立國家(jiā)環境基準體(tǐ)系

  加快建立國家(jiā)環境基準體(tǐ)系,是當前我國生(shēng)态環境保護的主要工作(zuò)之一。環境基準是生(shēng)态環境保護工作(zuò)的尺子,是環境中污染物等相對安全的阈值。大(dà)氣、水(shuǐ)、土壤等生(shēng)态環境是否安全,對健康是否有(yǒu)保障,如何評估環境風險等,都要依靠環境基準評判,更重要的是要依據環境基準制(zhì)定相應的污染控制(zhì)方案,确定相應的技(jì)術(shù)。标準越嚴,就需要越高(gāo)、越綠色、越經濟、越先進的技(jì)術(shù)。

  環境基準和(hé)環境标準是否一樣?中國工程院院士、中國環境科學研究院副總工程師(shī)吳豐昌表示,環境基準和(hé)環境标準實際上(shàng)是有(yǒu)差别的。環境基準是從科學研究層面上(shàng)來(lái)說,要有(yǒu)大(dà)量的科學試驗、科學數(shù)據和(hé)科學判斷,它是一個(gè)相對安全的阈值,為(wèi)标準制(zhì)定提供參考依據。環境标準是在基準的基礎上(shàng),根據不同國家(jiā)的社會(huì)經濟條件制(zhì)定的,是法律層面上(shàng)允許的紅線,沒有(yǒu)基準就沒有(yǒu)标準。此外,基準不僅為(wèi)标準提供依據,更重要的是還(hái)可(kě)以為(wèi)環境質量評估、風險評估甚至監測指标等提供重要依據。

  環境基準是國際生(shēng)态環境保護工作(zuò)的基石、尺度、目标和(hé)方向,不僅在我國,在國際上(shàng)對環境健康和(hé)環境保護支撐産業的發展,以及規範環境管理(lǐ)、推動科技(jì)進步都有(yǒu)十分重要的作(zuò)用。

  吳豐昌介紹,我國從2000年開(kāi)始進行(xíng)環境基準研究,基本上(shàng)處于起步階段。在水(shuǐ)環境基準方面,主要包括保護水(shuǐ)生(shēng)生(shēng)物、水(shuǐ)生(shēng)态系統的基準,保護飲用水(shuǐ)的基準等。土壤環境質量基準主要是以重金屬為(wèi)主,還(hái)有(yǒu)一些(xiē)有(yǒu)機污染物尚沒有(yǒu)進行(xíng)基準研究。目前,土壤基準研究有(yǒu)兩個(gè)重點,即農用地和(hé)建設用地,在管理(lǐ)上(shàng)特别需要加強。我國大(dà)氣環境質量标準基本是參照歐美國家(jiā)的标準,但(dàn)在我國特定的區(qū)域,特别是現在強調的複合污染或室內(nèi)空(kōng)氣環境基準研究還(hái)需要加強。

  吳豐昌表示,我國現行(xíng)環境質量标準是1700多(duō)個(gè),數(shù)量相對較少(shǎo),類型也比較單一,而且指标基本上(shàng)參照歐美發達國家(jiā)。這些(xiē)标準在我國環境管理(lǐ)初期發揮了重要作(zuò)用,但(dàn)随着經濟社會(huì)發展到一定階段,就出現了一些(xiē)問題。環境基準研究逐漸成為(wèi)國家(jiā)生(shēng)态環保事業不可(kě)或缺的重要組成部分,随着我國環境治理(lǐ)和(hé)環境管理(lǐ)不斷制(zhì)度化、科學化,環境基準的作(zuò)用将會(huì)越來(lái)越顯現。

  針對我國水(shuǐ)環境治理(lǐ)現狀,吳豐昌有(yǒu)一些(xiē)自己的初步思考。他認為(wèi),當前水(shuǐ)環境保護取得(de)了顯著成效,但(dàn)壓力依然很(hěn)大(dà)。舉例來(lái)說,太湖(hú)是我國五大(dà)淡水(shuǐ)湖(hú)泊之一,十年來(lái)太湖(hú)周圍地區(qū)人(rén)口增長了20%,GDP增長了160%。在這樣的高(gāo)速發展情況下,流域的增量比較大(dà),但(dàn)水(shuǐ)環境質量卻有(yǒu)一定提升,特别是近十年總氮和(hé)總磷降低(dī)了50%左右,回到了20世紀90年代的水(shuǐ)平。

  他認為(wèi),當前,水(shuǐ)環境治理(lǐ)有(yǒu)了新要求,需要新部署,治理(lǐ)思路就是節水(shuǐ)優先、空(kōng)間(jiān)均衡、系統治理(lǐ)、兩手發力。總的來(lái)說,水(shuǐ)環境治理(lǐ)需要從長計(jì)議,目前我國進入到污染治理(lǐ)這個(gè)階段,實際上(shàng)這和(hé)國際上(shàng)一些(xiē)發達國家(jiā)的發展經驗趨勢是一緻的,即從污染治理(lǐ)到水(shuǐ)質改善,最後進入生(shēng)态文明(míng)。這是個(gè)簡單的爬坡階段。所以,要有(yǒu)信心,一張藍(lán)圖繪到底,持續加強理(lǐ)念、技(jì)術(shù)、管理(lǐ)創新。随着改革管理(lǐ)力度加大(dà),科技(jì)能力不斷增強,我國有(yǒu)更好的條件進行(xíng)統籌治理(lǐ),不僅要強調水(shuǐ)環境,還(hái)要強調水(shuǐ)循環、水(shuǐ)生(shēng)态,要山(shān)水(shuǐ)共治,不僅要注重地表水(shuǐ),還(hái)要注重地下水(shuǐ),綜合運用行(xíng)政、技(jì)術(shù)、經濟、法律手段進行(xíng)系統推進。要更加強調協同性和(hé)系統修複,建立水(shuǐ)生(shēng)态循環和(hé)良性風險防控體(tǐ)系,秉承科學治理(lǐ)的理(lǐ)念,繼續攻堅克難,做(zuò)好水(shuǐ)環境管理(lǐ)保護的工作(zuò)。

  中國工程院院士任南琪提出——

  海綿城市要有(yǒu)彈性和(hé)韌性

  習近平總書(shū)記在2013年中央城鎮化工作(zuò)會(huì)議中指出,要建設自然積存、自然滲透、自然淨化的海綿城市。目前,30個(gè)城市正在試點海綿城市建設,沒有(yǒu)進入國家(jiā)試點的很(hěn)多(duō)城市也在開(kāi)展工作(zuò)。那(nà)麽,海綿城市到底是什麽,面臨的問題是什麽?

  對此,中國工程院院士、哈爾濱工業大(dà)學副校(xiào)長任南琪認為(wèi),一些(xiē)城市在最初做(zuò)海綿城市建設時(shí)進入一個(gè)誤區(qū),就是把海綿城市等同于LID(低(dī)影(yǐng)響開(kāi)發)。盡管後來(lái)有(yǒu)意識地扭轉這個(gè)理(lǐ)念,但(dàn)也比較難,所以出現了一些(xiē)碎片化的工程。他認為(wèi),很(hěn)多(duō)城市在做(zuò)的透水(shuǐ)路面、下落式綠地等,并不是海綿城市的全部。

  任南琪認為(wèi),目前我國面臨的問題,不僅僅是“城市看海”、暴雨徑流和(hé)管理(lǐ)的問題,還(hái)有(yǒu)長期沒有(yǒu)解決現在必須要解決的城市水(shuǐ)資源和(hé)水(shuǐ)環境改善的問題,包括黑(hēi)臭水(shuǐ)體(tǐ)治理(lǐ)等,這些(xiē)問題交織在一起,需要解決的問題就非常複雜了。

  如何實現海綿城市建設目标?任南琪認為(wèi),海綿城市就是在适應環境的變化和(hé)應對自然災害時(shí),要有(yǒu)彈性和(hé)韌性,要重點解決城市澇災,建立一個(gè)暴雨徑流管理(lǐ)體(tǐ)系,還(hái)要解決環境污染的問題。要充分考慮水(shuǐ)資源、水(shuǐ)環境、水(shuǐ)生(shēng)态、水(shuǐ)安全,還(hái)有(yǒu)就是中國人(rén)特别關注的水(shuǐ)文化。

  對于海綿城市建設的實質,任南琪認為(wèi),是城市水(shuǐ)資源和(hé)水(shuǐ)環境的綜合整治。海綿城市總體(tǐ)規劃一定要因地制(zhì)宜,結合本地區(qū)要解決的關鍵問題,所以他提出,在總體(tǐ)規劃中要考慮自然、地理(lǐ)、地貌、氣象條件、基礎設施的完善程度以及城市存在的關鍵問題,要結合起來(lái)共同推進。而且,在規劃的時(shí)候一定要是大(dà)規模的,不是一個(gè)點的,而是一個(gè)流域的。

  任南琪認為(wèi),在總體(tǐ)規劃中要考慮自然、循環和(hé)功能這3點。如果将總體(tǐ)規劃分為(wèi)宏觀、中觀、微觀來(lái)看,微觀就具體(tǐ)到LID一些(xiē)小(xiǎo)的工程,現在一些(xiē)海綿城市在建設時(shí),很(hěn)大(dà)程度上(shàng)都是在做(zuò)一些(xiē)微觀的工程而不是微觀的設計(jì),缺乏頂層設計(jì)和(hé)宏觀的東西。因此,現在要圍繞着山(shān)水(shuǐ)林田湖(hú)草這個(gè)大(dà)戰略,在海綿城市建設過程中從頂層上(shàng)建立格局。

  對于海綿城市建設未來(lái)的發展,任南琪認為(wèi),必須要走數(shù)字化道(dào)路,亟待解決的就是數(shù)據庫的建立,比如地理(lǐ)氣象信息庫、水(shuǐ)文地質、基礎設施目前的狀況包括污染源等,還(hái)要搭建一些(xiē)符合中國國情的數(shù)學模型。數(shù)據層面搭建好後,再往上(shàng)就到了應用層面,要解決頂層的管理(lǐ)。走這樣的路就要從規劃開(kāi)始做(zuò)數(shù)值模拟,宏觀、中觀、微觀都要開(kāi)展一些(xiē)數(shù)值模拟,包括排水(shuǐ)管網系統,從黑(hēi)臭水(shuǐ)體(tǐ)的治理(lǐ)來(lái)說也是這樣,絕對不是一條河(hé)的問題,是要和(hé)周邊的一些(xiē)基礎設施、民居、工廠緊密結合在一起,是一項系統工程。

  從管理(lǐ)角度看如何構建海綿城市?任南琪認為(wèi),首先是必須盡快制(zhì)定相應的國家(jiā)标準與規範,比如美國的LID理(lǐ)念實際上(shàng)是建立在法律基礎上(shàng)的,如果要開(kāi)發一塊地,在審批的時(shí)候就必須按照其原有(yǒu)的規劃來(lái)進行(xíng)思考。原有(yǒu)的規劃是一個(gè)滲、滞、蓄、淨的系統,建設以後怎麽能夠補償這個(gè)滲、滞、蓄、淨,從規劃時(shí)就考慮到了,而我國現在沒有(yǒu)這套系統。另外是模型的建立,适合中國海綿城市建設的模型現在必須盡快開(kāi)發,包括暴雨徑流管理(lǐ)、水(shuǐ)質和(hé)水(shuǐ)量的模型等。國外的LID等成功的經驗,它的一些(xiē)數(shù)值模型是什麽關系、如何引進,這些(xiē)問題都是非常重要的。

  中國工程院院士段甯提出——

  開(kāi)發利用好實時(shí)原樣分析技(jì)術(shù)

  近幾年發生(shēng)的一些(xiē)污染事故,在發生(shēng)前都沒有(yǒu)得(de)到有(yǒu)效的預警。而如果能夠事先通(tōng)過監測分析出污染物的濃度以及特性等信息,就可(kě)以有(yǒu)效避免一些(xiē)污染事故的發生(shēng)。中國工程院院士、中國環境科學研究院研究員段甯在中國環境科學學會(huì)2018年科學技(jì)術(shù)年會(huì)閉幕式的特邀報告中,介紹了當前正在開(kāi)發的實時(shí)原樣分析技(jì)術(shù)及在污染物過程監測中的應用。

  什麽是“實時(shí)”?就是分析一個(gè)樣品,可(kě)以馬上(shàng)出結果不需要等待。什麽叫“原樣”?就是指樣品來(lái)了以後不需要任何預處理(lǐ)也不需要稀釋。段甯指出,目前開(kāi)發的實時(shí)原樣在線監測技(jì)術(shù),用現代物理(lǐ)方法取代古典的物理(lǐ)方法和(hé)傳統的化學反應方法,取消了對樣品的複雜預處理(lǐ)。既不要稀釋,也不要各種化學反應,實現了對高(gāo)濃度、強包裹、多(duō)相态、多(duō)價态物質共存的複雜液體(tǐ)的監測。最近這些(xiē)年發生(shēng)了不少(shǎo)的污染事故,這些(xiē)事故在發生(shēng)前都沒有(yǒu)得(de)到預警。比如前兩年的一個(gè)污染事故,源于一種劇(jù)毒物質。如果事先能夠知道(dào)它的濃度,以及易超标等預警信息,就可(kě)以避免發生(shēng)這樣的污染事故。但(dàn)是目前的預警做(zuò)不到,樣品都要進行(xíng)很(hěn)多(duō)預處理(lǐ)。物理(lǐ)方法比如稀釋,化學反應比如加注射劑等,這樣兩個(gè)小(xiǎo)時(shí)就過去了,事故就發生(shēng)了。同樣,在環境的污染治理(lǐ)設備中這個(gè)技(jì)術(shù)也很(hěn)重要。各個(gè)池子中營養成分多(duō)少(shǎo),現在也是需要兩個(gè)多(duō)小(xiǎo)時(shí)才能得(de)到結果。比如儲氮的設施,硝化池的多(duō)少(shǎo),反硝化池多(duō)少(shǎo),現在都需要兩個(gè)小(xiǎo)時(shí)才能出結果。如果氧濃度不夠沒有(yǒu)實時(shí)發出警報可(kě)能濃度超标了,還(hái)可(kě)能造成水(shuǐ)電(diàn)費用增加。垃圾填埋場(chǎng)和(hé)滲濾液都存在這個(gè)問題。

  段甯說,光度法原理(lǐ)有(yǒu)三句話(huà)。第一句話(huà),顔色的出現是由于色光吸收産生(shēng)的;第二句話(huà),電(diàn)子能級躍遷,從這個(gè)能級躍遷到另一個(gè)能級是需要能力的,如果碰到綠光它吸收綠光,光裏就沒有(yǒu)綠色了;第三句話(huà),吸光物質對可(kě)見光的吸收必須符合普朗克條件,隻有(yǒu)當入射光能量比可(kě)見光濃度差才能被吸收。正如牛頓300多(duō)年前所說:“光線并沒有(yǒu)顔色,并不是人(rén)們說的赤橙黃綠青藍(lán)紫,隻有(yǒu)某種能激起這樣或那(nà)樣顔色感覺的本領或傾向。”色度法理(lǐ)論跟光度學不一樣,一切顔色都是光刺激人(rén)眼而産生(shēng)的,顔色的形成過程,光源的光線照射到物體(tǐ)上(shàng),物體(tǐ)對光進行(xíng)吸收之後,将其餘的光線投射或反射出來(lái),這部分光線到達人(rén)眼,或者光源光線直接到達人(rén)眼,光線到達人(rén)眼後給人(rén)眼的感覺細胞以刺激,刺激再傳輸到大(dà)腦(nǎo)神經,從而産生(shēng)顔色的感覺。

  段甯指出,把光度學和(hé)色度學這兩種方法結合起來(lái),就可(kě)以實現實時(shí)原樣分析,就可(kě)以取消複雜的物理(lǐ)預處理(lǐ)過程和(hé)複雜的化學處理(lǐ)過程。如果再使用人(rén)工智能技(jì)術(shù),就可(kě)以實現原樣再監測。當然,一個(gè)技(jì)術(shù)從發明(míng)到試用到推廣還(hái)有(yǒu)很(hěn)長的過程,還(hái)要不斷努力。

  中國科學院院士江桂斌提出——

  加強環境污染健康影(yǐng)響研究

  當前,經濟社會(huì)快速發展,健康日益成為(wèi)人(rén)們追求的重要目标,而影(yǐng)響健康的因素有(yǒu)遺傳因素、環境因素等。

  中國科學院院士、中國科學院生(shēng)态環境研究中心研究員江桂斌介紹說:“近代工業的發展污染催生(shēng)了環境保護的需求,我國面臨着複雜的環境污染問題,也面臨着複雜的健康問題。近年來(lái),我國生(shēng)态環境保護工作(zuò)取得(de)了顯著成效,但(dàn)因環境因素導緻的發病率在增加,這是我國未來(lái)面對的最大(dà)挑戰,必須加強環境污染與人(rén)體(tǐ)健康之間(jiān)關系的研究。”

  江桂斌以持久性有(yǒu)機污染物(POPs)舉例:“它可(kě)以累積長期遷移,并會(huì)對進化産生(shēng)影(yǐng)響,修改生(shēng)物的堿基對,影(yǐng)響人(rén)體(tǐ)免疫系統。我國積極履行(xíng)《斯德哥(gē)爾摩公約》,開(kāi)發和(hé)利用環境無害化的替代工藝和(hé)化學品,保護人(rén)類健康和(hé)環境免受持久性有(yǒu)機污染物的危害。”為(wèi)此,江桂斌建議,應繼續加強化學品管理(lǐ)的方法和(hé)機制(zhì)建設,健全相關的政策法規,努力做(zuò)好化學品上(shàng)市的風險評估。

  江桂斌提出,要改善一個(gè)地方的污染情況需要長時(shí)間(jiān)的努力,而解決健康問題則需要更長的時(shí)間(jiān),而我國目前在環境化學和(hé)毒理(lǐ)學方面的研究還(hái)需進一步加強。他還(hái)指出當前生(shēng)命科學和(hé)毒理(lǐ)學的研究熱點是表觀遺傳學,即研究表觀的遺傳對生(shēng)命健康的影(yǐng)響。

  此外,江桂斌還(hái)表示,我國應進一步加強流行(xíng)病學和(hé)毒理(lǐ)學的研究,在未來(lái)探索建立符合我國國情的環境健康路線圖。“健康問題關系到每一個(gè)人(rén),關系到制(zhì)定政策的官員,也關系到研究者和(hé)老百姓。所以,每個(gè)人(rén)應保持陽光的心态,适當運動,多(duō)元飲食,增強自身的抵抗力。”(劉蔚、宋楊)

(責編:施麟、賀迎春)