环境催化精微处 玉宇澄清万里天

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  贺泓于1965年出生在中国千年古城邯郸。他青少年求学的时候,正是中国社会发生变革和转折的时期。尽管“文革”结束、气象更新,百废待兴,但是彼时,科技落后、物质匮乏、信息闭塞依然困扰着中国社会。在贺泓少年的心灵里,可爱的家乡和不尽如人意的生存环境都给他留下了不可磨灭的印象,刚上初中的他就在心底里立志,一定要努力求学,到外面的世界去看一看,增长见识,学习先进,用知识改变家乡的落后面貌。
  贺泓在邯郸一中读初中两年,跳级转邯郸二中读高中两年,1981年以16岁的年纪考上了河北师范大学,1 988年考入北京理工大学攻读博士学位,并在90年代初被国家教委选派赴日本留学,1994年在日本东京大学理学部化学系获理学博士学位。他先后在日本、美国、加拿大留学和工作10余年,除了在日本理研公司研究中心做过两年多柴油机尾气催化净化研究工作外,大部分时间都 在从事国体表面科学和模型催化等纯基础科学研究。尤其是在加拿大,贺泓跟随诺贝尔化学奖获得者JoHn Polanyi教授研究化学界前沿的吸附状态下的光化学反应动力学课题。当时他已经在国际期刊发表学术表面科学和模型催化论文多篇,又能跟随名师,学术前途可谓一片光明。例如,他1997年发表在SurfaceScience上研究Ni(100)表面碳化物甲烷化的文章中,发现二维石墨可以在金属表面形成并稳定存在,而在当时还没有石墨烯的概念。但随着改革开放后中国经济的腾飞,国内大气污染日益严重的形势时刻牵动着贺泓的心,环境催化治理大气污染也是他力所能及的专业范围,于是萌生了放弃国外他所钟爱的基础科学研究而回国开展环境催化应用于大气污染控制的念头。1 998年贺泓应邀成为中国科学院生态环境研究中心客座研究员,国内的恩师、单位领导和好友期待着贺泓的归来。
  有人力劝,有人惋惜,但是贺泓已经下定了决心,用平生所学报效国家——正是他年少时的志向。他说:“如果国家需要我时,我却明知可为而不为,这才是人生无可弥补的遗憾!”2001年,36岁的他全职回到中国科学院生态环境研究中心工作。经过十几年的团队建设与合作努力,至今已在柴油车排放污染控制、室内空气净化和大气灰霾成因与控制研究和应用等方面取得了显著成果。贺泓经常感叹,我们生在了一个伟大的时代,年轻时立下的志愿基本都已实现,而未来还有更高更远的目标去追寻。不久前,母校请他题字,贺泓欣然落笔,也算是写下自己的心声:生逢其时,民族复兴千载梦;学以致用,家国情怀少年心。
  打赢“蓝天保卫战”
  贺泓清楚地记得,北京奥运之后大气灰霾的问题越来越引起了社会各方的关注。尤其是之后几年,随着互联网和自媒体渠道的发达,越来越多的国民对于和他们生活质量休戚相关的生态环境表示了极大关切。媒体曾经报道过一位北京市民,用自己的相机每天早上同一时间,以同一地点作为背景,拍照记录北京的天气情况,然后发布到个人微博和微信朋友圈里。天气好的时候,对面的建筑清晰可见,可是到了灰霾天气,楼群就像海市蜃楼一般若隐若现,而要是到了重度污染的级别,甚至在一片灰霾之下,根本就看不到对面的建筑了!这位市民连续拍摄了一年,当他将这300多天的照片合成排列在一起时,很明显地可以看出,北京晴朗蓝天的日子还不及全年的一半。
  这一报道造成的影响震撼人心,让更多的市民拿起了手中的相机和手机纷纷记录下天气和环境的变化,“雾霾”也毫无悬念地登上各大新闻热点的榜首。党和政府早就对大气污染高度关注,从20世纪70年代就采取了种种治理措施,更是在201 3年出台了史无前例的《大气污染防治行动计划》。一时间,打赢“蓝天保卫战”成为新世纪摆在我们面前的一项政治任务。
  那段时间里,贺泓对于天气的变化格外地敏感,每当新一轮灰霾悄悄笼罩京城,他的心情就会又一次紧张起来。甚至于说他的心情好坏完全取决于灰霾的来去也不为过,因为他当时的身份是中国科学院201 2年启动的“大气灰霾追因与控制专项”研究的首席科学家,带领很大的一个团队研究灰霾成因、预报预警和治理技术,为国家制定有效的污染减排策略提供科学依据和技术支持。
  这是一项“欲与天公试比高”的工作,难度可见一斑。贺泓介绍说.对灰霾的成因分析和预报预警,是一个极其复杂的过程,需要大气化学、大气物理、气候气象等多个学科的交叉合作,这大大增加了灰霾问题研究的复杂性和治理的艰巨性。
  贺泓负责的灰霾专项团队有近300名科学家参与,他们来自中国科学院十几个研究所、清华大学、北京大学等国家顶级科研机构。作为这样一个大团队的牵头人,协调各方千头万绪,压力可想而知。“只有把灰霾形成的原因搞清楚了,我们才能以最小的代价来治理它。”贺泓明白,治理灰霾不仅仅是一项单纯的科学研究,更担负着沉重的社会责任。因为灰霾不仅是大气能见度的感官形象问题,更是关系到人民的身体健康。
  然而灰霾是个狡猾的“敌人”。贺泓说,灰霾频繁发生,其中有气象的外因,但是,我们更加看重的是大气复合污染的内因。在大气复合污染条件下,大气氧化性的增强、气态污染物向颗粒态污染物的转化加快,这才是造成我国灰霾事件频繁出现的根本原因。
  “大气复合污染形成的二次细颗粒物,大大超过了由当地气候、地形等条件决定的环境容量,一旦出现持续的静稳天气,就会出现污染物无法扩散的情况。而这种因为典型的复合污染造成灰霾现象及其治理,并没有直接的国际经验可以借鉴,主要靠我们自己的摸索和研究。”
  正因任务艰巨,更要迎难而上。贺泓常说,治霾没有捷径可走。几乎每次灰霾来临,他和团队成员们都要在各自的岗位上行动起来,准确预报、加强监测、分析成因。这些过程往往是加班加点,废寝忘食的。在团队的共同努力下,他们以大气细粒子(PM2.5)的生成、演化与控制为核心科学问题,以京津冀、长三角和珠三角地区为重点研究区域,通过可控实验、外场观测和数值模拟,基本阐明区域灰霾的形成机制,初步识别了关键污染物和污染源,提出了区别于伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的第三类霾化学煙雾的概念模型和理论框架,对我国后续一系列大气污染防控研究的重大科技计划的立项和实施起到了先导作用,为科学可行的灰霾控制技术和解决方案提供了关键科技支撑。近几年来,国民已经感受到大气污染治理力度越来越大,效果越来越好,蓝天白云的日子在逐渐增多,重点区域颗粒物浓度明显下降。   基于上述发明成果,为了迅速实现产业化,早日服务于国民生活.贺泓同北京亚都、日本三菱电机等国内外相关企业合作,建成了甲醛净化和催化杀菌材料生产线,开发了多款应用上述专利技术的新型室内空气净化器和空调产品,迅速推向了市场,取得了良好的经济和社会效益。此外,贺泓还带领团队针对其他室内空气污染物如挥发性有机物、臭氧和氨气开展催化净化研究工作,有些成果还在空调、车用净化器和防护产品上实现了产业化应用。特别是他们的臭氧催化分解专利技术在海尔开发的离子风空调中发挥了至关重要的作用,在分解电离空气产生的臭氧的同时,净化了空气中的甲醛和挥发性有机物;这项技术应波音公司的委托进行了低温、超高空速的再开发,有望应用于波音飞机客舱空气质量改善。这些研究工作很好地引领了行业的发展,推动了室内空气净化领域的技术进步。
  解铃还须系铃人
  催化,是一种加快化学反应速度的作用,其應用几乎遍及化学化工的整个领域。贺泓常说,人类实际掌握了催化技术之后,改造自然的能力大大增强,就使得我们的活动超过了环境所能承受的负荷。他举了一个非常简单的例子,自从人类掌握了催化合成氨技术并用于化肥生产,自然界才出现了广泛的水体富营养化。实际上,当今世界的大气污染也主要是由于人类掌握了以催化为基础的石油化工和煤化工技术后大量利用化石能源所造成的。贺泓团队所研究的环境催化,就是要利用催化的手段来解决和化学相关的诸多环境污染问题,贺泓用简洁明了的一句话总结就是——解铃还须系铃人。
  自从回国之后,贺泓一直非常重视对于“解铃人”的培养,团队建设和人才培育一刻都不曾放松。在现阶段,贺泓更是把人才培养看作是学科长远发展的一个重要工作。学科未来的发展要靠年轻一代,要有一批杰出的学科带头人,这样才能作为今后开展原创性的工作、深度研究的保障。在他看来,只有教不好的老师,没有学不好的学生。贺泓深谙孔夫子“有教无类”“因材施教”的理念,对待不同的学生采取不同的教学方式。“有的学生你要让他多读书,勤思考,别钻进实验室里就出不来,不及时总结反思是不行的:而有的学生则恰恰相反,你要经常往实验室和工程现场赶他,提醒他环境催化不是为了学问而学问,必须是解决实际问题的学问,不能把书读死了。”
  贺泓根据学生的条件和禀赋,力争对每一个学生实施个性化的指导,使得他的团队日益强大,学生们的成材率极高。2001年归国以来,已培养博士、硕士研究生共42名,其中7人分别获得中国科学院院长特别奖和优秀奖,4人获中国科学院优秀博士论文,2人获得基金委优秀青年科学基金,1人获第1 5届国际催化大会“青年科学家奖”。2013年贺泓领衔创建中国科学院生态环境研究中心大气污染控制中心;2014年组建“大气污染物的源汇过程与污染源控制技术创新团队”,入选科技部创新人才推进计划;2015年作为首席科学家筹建“中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心”,并于201 7年正式建成运行至今,成为我国打赢蓝天保卫战的一支重要力量。
  近几年来,贺泓变得更加忙碌。他经常作为专家参与到科技部、中国科学院和国家自然科学基金委等部门的科技规划或项目评审中,光是作为京津冀协同发展专家咨询委员会委员,4年来参加的相关会议和调研就将近100次,期间几乎不能正常出国参加本专业学术会议,对此他毫无怨言。2017年贺泓当选第十三届全国人大代表,并在第一次大会上提出关于尽快实施“清洁柴油机行动计划”的建议,目前已经获得生态环境部回复采纳。他带领团队也积极落实自己提出的建议,投身在用柴油车排放控制与在线监管技术升级的总理基金攻关项目,研发的技术已经在京津冀数个城市落地示范应用。从新车扩展到在用车,研究内容和复杂性成倍增加,但研究成果更能及时见效。对此他乐在其中。贺泓常说,个人的命运和祖国的命运密不可分,只有把我们的人生融入到了国家进步、民族复兴的伟大进程中才是无悔的人生,我们要做出无愧于这个伟大时代的工作!
  贺泓说到了,也做到了。他的付出,人民看得到,蓝天看得到,时间看得到。
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