环境与能源学院

人居环境科学与技术论坛——谱写交叉学科新篇章

发布日期:
2021-12-06 09:10:18      
作者:
崔卓彦、李志杰      
阅读:

南国燕园,在行云聚散和众人的期盼中,迎来了她的加冠之年。往昔的荒芜之地,如今已是清幽盎然的学术殿堂。2021年12月4日,由北京大学深圳研究生院主办,城市规划与设计学院、环境与能源学院协办的人居环境科学与技术论坛顺利开展,张远航、朱彤、陶澍、郭仁忠、陈军五位院士分别就大气环境、气候变化、健康风险、智慧城市、智慧国土等方面做出精彩报告。


张远航,中国工程院院士,北京大学环境科学与工程学院教授,围绕与人居环境密不可分的大气环境,系统阐述了大气氧化性调控与减污降碳的相关内容,对当前环境空气质量主要评价指标总体向好的态势给予肯定,同时指出面临的严峻挑战:由于PM2.5与O3的相关性呈现出季节与空间上的显著差异,以往“人为剥离、单一目标污染物管控”主导空气质量变化的政策使得对日益严重的臭氧污染管控滞后,导致我国“多种污染类型叠加、多尺度污染相互作用”的大气复合污染现状难以缓解。而决定了大气中一次污染物寿命,并能够对臭氧和细颗粒物的生成起到推动作用的,正是备受关注的大气氧化性。
   为深刻揭示大气氧化性内涵,考虑到OH自由基的主导作用,气相化学过程能提供二次细粒子生成所需的主要氧化剂,以及冬季的多相反应对氧化能力的影响,将微量物质总去除速率作为大气氧化性的表征。基于经典理论无法解释观测数据的现实情况,提出大气HOx化学新机制,解释了OH自由基的再生循环,对于全球普适性及温室气体寿命的影响待进一步探究、验证。

   张远航院士还探讨了大气氧化性同气候变化的本质联系,强调了非CO2温室气体和碳黑气溶胶对全球增温的关键影响,只有进行区域和城市尺度的科学减排、制定多目标协调统筹的精细调控策略才能够带动污染改善。结合碳中和政策的大背景,产业结构的调整和愈发严格的末端控制,污染物与温室气体的协同控制将实现双赢成效。



    如果说张远航院士的报告是从宏观角度看待大气环境,那么朱彤院士的讲解则着眼于人体健康与污染的关联。随着全球各科学院不断呼吁科学与政策的紧密衔接性,空气污染加重人类疾病负担的现状越来越被重视。通过开展流行病学研究、进行健康风险评估、集成队列研究数据,从而构建出普遍、综合的暴露反应关系,以期应用于任何目标城市,对污染物的健康风险做出定量评价具有重要意义。
    在诸多来源各异的大气污染物中,碳质组分、粒径小的颗粒物,因其组分众多、健康效应复杂而备受关注。同时,它能够突破肺部气血屏障并影响代谢过程,仅通过生物标志物难以获知机制通路全貌。此外,不同粒径、组分,不同暴露时间,以及易感人群的变化使得PM2.5与疾病的因果关系难以识别。与毒理学研究不同,流行病学研究不能以人作为实验对象,缺乏真实受体环境,因此如何确保研究结果的准确性和科学性显得尤为重要。
    朱彤院士详细介绍了10个Hill因果准则,为上述科学问题找到了行之有效的应对方法。其中,应用最多的准则有:污染暴露反应关联的显著性、重现性以及暴露反应关系。而实验情景下的研究、暴露下降效应以及可解释的生物机制层面上的研究较为缺乏。

理论联系实际,科学还需通过政策落实,朱彤院士指出,未来要增强流行病学证据的因果性,可以基于政策干预,构建准实验研究;同时,朝着生物通路机制的方向努力,加强组学和分子流行病学的应用。例如,北京奥运会的举办,创造了短期空气污染物大幅下降的条件,由此开展干预性研究,根据人体炎症、血栓、氧化应激等指标的显著改善,获得了大气颗粒物影响人体健康的直接证据。另外,通过结合多种组学,例如暴露组学、转录组学、代谢组学等,识别生物标志物,从基因层面揭示了可解释的生物机制,提高了流行病学研究的因果性。


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陶澍院士从空气污染和危害趋势评估角度,对燃煤源的人群暴露进行了探讨;郭仁忠院士基于发展思维与系统思维,论述了智慧城市的创新逻辑;陈军院士从宏观层面出发,分析了智慧国土的战略需求与发展方向。院士们高水平的报告迎来了阵阵掌声,带来的头脑风暴也引发诸多来宾的热情交流。

一方面,从事不同科研领域的嘉宾充分汲取着理论观点的精华,指导实践;另一方面,具有不同工作背景的嘉宾从新的角度定位职业价值,拓宽了眼界。在场的师生无不受益良多,深受启发。未来,环境与能源学院将与城市规划与设计学院强强联合,进一步加强学科交叉与学术交流,共同建设好“人居环境科学与技术”新学科。