賀泓：自凈城市，可持續(xù)發(fā)展

在北京市大興區(qū)黃村生態(tài)公園，有一處5000平方米的墻體。淺灰色的墻面，凹凸不平的觸感，仿佛和普通的外墻沒什么差別，但它有個(gè)特別的功能——通過墻上一層薄薄的涂料，大大降低附近空氣的臭氧濃度。

這是中國(guó)科學(xué)院大學(xué)賀泓團(tuán)隊(duì)與企業(yè)合作開發(fā)的一種能分解臭氧的特殊涂料?！拔覀冞B續(xù)觀測(cè)了3年，平均全年臭氧質(zhì)量濃度降低了約10微克/立方米?！辟R泓介紹，“在控制大氣污染時(shí)，比如PM2.5，是按1微克/立方米逐步控制的，可想而知下降10微克/立方米其實(shí)是非常難的?！币赃@個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的結(jié)果外推，如果北京市在全市范圍采用這種涂料，或可使全年空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良的天數(shù)增加15天。

賀泓，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所（簡(jiǎn)稱“城市環(huán)境所”）研究員、所長(zhǎng)，中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（簡(jiǎn)稱“國(guó)科大”）博士生導(dǎo)師，第十三屆、第十四屆全國(guó)人民代表大會(huì)代表，第十四屆全國(guó)人民代表大會(huì)環(huán)境與資源保護(hù)委員會(huì)委員，中國(guó)工程院院士

環(huán)境催化到城市自凈

賀泓留學(xué)回國(guó)后，致力于提升城市環(huán)境自凈能力，實(shí)現(xiàn)“污染與自凈平衡”的新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)城市高質(zhì)量發(fā)展。2023年10月，賀泓提出“自凈城市”，由中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境所廣大科研人員共同研討。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的分解臭氧的特殊涂料等一系列城市環(huán)境自凈強(qiáng)化技術(shù)，區(qū)別于經(jīng)濟(jì)代價(jià)巨大的污染源治理，“自凈”理念更為低碳、成本更低。

在外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)之前，賀泓團(tuán)隊(duì)已經(jīng)做了很多關(guān)鍵工作。起初，他們將目光放在凈化室內(nèi)空氣上。

人們站在工作中的打印機(jī)旁，會(huì)聞到刺鼻的味道。這就是臭氧的味道。它作為一種室內(nèi)環(huán)境氣態(tài)污染物，超標(biāo)時(shí)對(duì)人體健康有極大危害?！澳銈兛赡軟]太注意到室內(nèi)有臭氧污染。”賀泓說，“像我們的打印機(jī)、復(fù)印機(jī)和空氣凈化器，只要用到了高壓靜電，就會(huì)產(chǎn)生臭氧?！?/p>

如果不進(jìn)行催化，臭氧在大氣中的分解速度較慢。根據(jù)不同的氣象條件，臭氧分解的時(shí)間，短則幾個(gè)小時(shí)，長(zhǎng)則幾天。不可思議的是，賀泓團(tuán)隊(duì)開發(fā)的催化劑，讓這個(gè)時(shí)長(zhǎng)降低到毫秒級(jí)別。

更具體地說，賀泓的研究?jī)?nèi)容可以用4個(gè)字概括，就是“環(huán)境催化”。催化，是化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)，80%以上的化學(xué)工業(yè)過程涉及催化技術(shù)。生產(chǎn)、生活和交通運(yùn)輸不可避免地對(duì)環(huán)境造成污染，旨在將這些污染物消除的環(huán)境催化應(yīng)運(yùn)而生。在環(huán)境催化中，消除污染物的過程，既可以是人為推動(dòng)的，也可以在自然界中自發(fā)完成?！拔覀兊拇髿忸w粒物表面、建筑物表面乃至整個(gè)地球表面，這些地方都可能催化大氣中的化學(xué)過程，這就是自然界里發(fā)生的環(huán)境催化。”賀泓說。

一般的工業(yè)催化過程，都需要一定條件，換言之，有“門檻”。而能夠在日常室溫或自然的環(huán)境溫度下進(jìn)行的催化過程，才能使自動(dòng)、自發(fā)、自然凈化環(huán)境污染成為可能。賀泓團(tuán)隊(duì)目前開展的自凈城市研究，就是通過技術(shù)和工程的手段，提升城市環(huán)境對(duì)污染物的自凈能力。

在此基礎(chǔ)上，賀泓提出了“環(huán)境催化城市”的概念——介于人為的催化和自然的催化過程之間，在城市中用人工的方法提升空氣的自凈能力。不僅是墻面，城市中高樓林立，道路縱橫，橋梁四通八達(dá)，地面硬化，提供了滲透入城市“毛孔”的多元催化場(chǎng)所。

在賀泓眼中，即使實(shí)現(xiàn)碳中和，如果城市本身的自凈能力不能得到提升，人口的聚集和產(chǎn)業(yè)的聚集仍會(huì)使城市的污染物超標(biāo)。因而，基于自然、利用人工強(qiáng)化，提升城市的自凈能力，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展將成為破局之道。

我想學(xué)科學(xué)

賀泓16歲就走入大學(xué)校園，也逐漸走入了科學(xué)的世界。幾年后，他考到北京理工大學(xué)讀博，研究纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，并拿到公派留學(xué)的機(jī)會(huì)前往日本東京工業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)。賀泓當(dāng)時(shí)所研究的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，是地地道道的高技術(shù)。“從合成高分子，到紡絲、碳化，然后做成復(fù)合材料測(cè)定性能……現(xiàn)在想來，都覺得這些內(nèi)容的技術(shù)含量非常高?！辟R泓說。

可那時(shí)的賀泓并沒有意識(shí)到這一點(diǎn)。他腦海里只有一個(gè)念頭：“中國(guó)薄弱在‘技術(shù)’只是表象，薄弱的根子在‘科學(xué)’，在于我們的基礎(chǔ)研究里原創(chuàng)的東西遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?！?/p>

正因此，賀泓放棄了公派留學(xué)身份，征得當(dāng)時(shí)北京理工大學(xué)校長(zhǎng)朱鶴孫教授的同意后，轉(zhuǎn)學(xué)到東京大學(xué)?！拔蚁雽W(xué)科學(xué)，我想到東京大學(xué)學(xué)習(xí)，也通過了考試。”賀泓說，“但是日本的文部省不同意，一個(gè)電話打到了東京大學(xué)，說不能接收這個(gè)留學(xué)生?！?/p>

接著，東京大學(xué)找到了賀泓聯(lián)系的導(dǎo)師田中教授，表明不能讓這個(gè)學(xué)生在這里學(xué)習(xí)。田中教授直接找到文部省的相關(guān)課長(zhǎng)：“我告訴你兩件事：第一是這個(gè)學(xué)生想學(xué)，第二是他通過了我們學(xué)校的考試。我也想教他。還有什么問題嗎？”田中教授一通電話后，賀泓算是轉(zhuǎn)學(xué)成功了。

然而，他之后一段時(shí)間的日子并不好過。“轉(zhuǎn)學(xué)后，原來國(guó)家給的獎(jiǎng)學(xué)金就沒有了，要靠我自己掙。”在餐廳端盤子、在公司打零工，這些賀泓都做過，只為攢學(xué)費(fèi)、在異國(guó)他鄉(xiāng)生存下去。

在日本花這么大的力氣轉(zhuǎn)學(xué)，賀泓只為他執(zhí)著追求的3個(gè)字——學(xué)“科學(xué)”。之后也是為了學(xué)“科學(xué)”，他又基于自己的興趣，轉(zhuǎn)到美國(guó)一所很好的大學(xué)，從事表面科學(xué)研究。那時(shí)，他在加拿大的合作教授是1986年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者約翰·普蘭尼（John"Polanyi），他可以繼續(xù)與普蘭尼教授合作，從事他感興趣的、更為基礎(chǔ)的表面科學(xué)研究，且生活安定富足。

然而1998年那次回國(guó)的經(jīng)歷，讓賀泓在很多個(gè)不眠之夜后，最終作出了回國(guó)的選擇。

他坐在飛機(jī)上，云層清晰可見——非常純凈的空氣在對(duì)流層上方，隨著飛機(jī)一點(diǎn)點(diǎn)地下降，他更清楚地看到一個(gè)大“鍋蓋”籠罩在我國(guó)的城市上空。經(jīng)過與國(guó)內(nèi)學(xué)者的交流，賀泓發(fā)現(xiàn)柴油車尾氣污染問題亟須解決，而這正好是賀泓博士畢業(yè)后在日本一家企業(yè)工作時(shí)做的研究方向——柴油車尾氣凈化。

“在回國(guó)的座談會(huì)中，我也貢獻(xiàn)了一些智慧，甚至把一些經(jīng)驗(yàn)資料都給國(guó)內(nèi)了，但是你人不回來終究還是不好解決這個(gè)復(fù)雜的問題?！辟R泓回憶說。

賀泓與普蘭尼教授聊過很多次，普蘭尼教授對(duì)他說：“你回去是因?yàn)橄胱鰬?yīng)用研究，我理解你要為國(guó)家服務(wù)的心情；但你如果繼續(xù)做基礎(chǔ)研究，沒有其他地方比在我這兒更好的了?！?/p>

回國(guó)，專注城市凈化問題

十年前，賀泓憑著對(duì)“學(xué)科學(xué)以報(bào)國(guó)”的信念，毅然放棄公派留學(xué)機(jī)會(huì)，課余時(shí)間端盤子、打零工，只為從事自身感興趣的基礎(chǔ)研究；十年后，賀泓在國(guó)際頂尖的科研團(tuán)隊(duì)從事著年少時(shí)夢(mèng)想的基礎(chǔ)研究，卻又親口拒絕在那里繼續(xù)做科研的機(jī)會(huì)，回國(guó)解決污染防治的實(shí)際問題。

他的這段故事，在城市環(huán)境所的老師和同學(xué)中廣為流傳?；叵肫鹱约褐暗倪x擇，他調(diào)侃自己“不可理喻”，而當(dāng)今天娓娓道來時(shí)，他卻很平靜、很安心。

“回國(guó)我下了最大的決心，這輩子沒有那么糾結(jié)過?！辟R泓坦言，“現(xiàn)在回過頭來看，這個(gè)決定很正確；如果不回來，那會(huì)是終身的遺憾?！?/p>

2000年，賀泓入選中國(guó)科學(xué)院海外引才計(jì)劃，次年回國(guó)。

2012年左右，在北京生活的人大概都有這樣的記憶：北京的藍(lán)天不常見，出門一度需要佩戴防霾口罩，PM2.5這樣的專業(yè)術(shù)語成為普通人茶余飯后掛在嘴邊的詞。如果哪天天空泛藍(lán)，是值得發(fā)個(gè)朋友圈慶祝的新鮮事。

回國(guó)后，賀泓的目標(biāo)很明確——防治大氣污染，解決實(shí)際問題。

同年，中國(guó)科學(xué)院?jiǎn)?dòng)“大氣灰霾追因與控制”B類先導(dǎo)專項(xiàng)，賀泓作為首席科學(xué)家牽頭負(fù)責(zé)。不同于倫敦的煙霧污染、洛杉磯的光化學(xué)污染，我國(guó)的大氣污染具有特殊性和更高的復(fù)雜性。2017年，專項(xiàng)結(jié)題總結(jié)研究成果時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)在學(xué)術(shù)委員會(huì)指導(dǎo)下總結(jié)凝練出“大氣霾化學(xué)”的理論成果。

“當(dāng)時(shí)只是有一個(gè)理論框架，之后我們?cè)?022年得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)基礎(chǔ)科學(xué)中心的支持，由我來牽頭繼續(xù)發(fā)展和完善大氣霾化學(xué)理論?！辟R泓說，“基礎(chǔ)科學(xué)中心是基金委最大的基礎(chǔ)研究人才項(xiàng)目，等于又憑興趣誤打誤撞回到基礎(chǔ)研究上?！?/p>

從最緊迫的問題開始

當(dāng)時(shí)最緊迫的問題是什么？“柴油車排放污染的控制問題。”賀泓說。

1986年3月，我國(guó)啟動(dòng)國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（以下簡(jiǎn)稱“863計(jì)劃”）。“十五”期間，863計(jì)劃首次將資源環(huán)境技術(shù)納入部署領(lǐng)域。那一年，賀泓剛好回國(guó)：“第一批環(huán)境863計(jì)劃，我就拿到了一個(gè)課題，作為首席科學(xué)家研究柴油車尾氣凈化?！?/p>

柴油車在運(yùn)行中排放的氮氧化物是主要的大氣污染物之一。排放到空氣中的氮氧化物是產(chǎn)生細(xì)顆粒物和臭氧的重要前體物，對(duì)空氣質(zhì)量和人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。國(guó)科大碩士生導(dǎo)師、城市環(huán)境所研究員連志華2015年從賀泓團(tuán)隊(duì)博士畢業(yè)后，加入城市環(huán)境所，一直從事氮氧化物催化凈化的研究。

“我們研究催化技術(shù)，通過選擇性催化還原，將氮氧化物轉(zhuǎn)化成無害的氮?dú)猓瑏頊p輕氮氧化物排放對(duì)環(huán)境和人體的危害?！边B志華說，“對(duì)構(gòu)效關(guān)系、反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)合成高效催化劑，實(shí)現(xiàn)氮氧化物的催化凈化。”2019年，賀泓團(tuán)隊(duì)研究成果“燃燒廢氣中氮氧化物催化凈化基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目，獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

十余年過去，北京的藍(lán)天已不再“新鮮”。2013年到2022年間，我國(guó)PM2.5平均濃度下降57%，成為世界上第一個(gè)全面治理PM2.5污染的發(fā)展中國(guó)家。賀泓看到這樣的變化，倍感欣慰，他說：“藍(lán)天常見，這里面有我們的貢獻(xiàn)，我覺得這輩子，在國(guó)外做出再大的成就，也沒有這樣的滿足感?！?/p>

賀泓曾名賀俊山，念高中時(shí)改名為“賀泓”。泓，形容水深而廣的樣子。從“山”到“水”，他與生態(tài)環(huán)境結(jié)下了不解之緣。小時(shí)候，他站在邯鄲叢臺(tái)公園趙武靈王的點(diǎn)將臺(tái)上勵(lì)志抒懷，決心用知識(shí)改變命運(yùn)。如今，他是中國(guó)工程院院士，是國(guó)科大博士生導(dǎo)師，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境所研究員、所長(zhǎng)和中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員。想起這一路走來的日子，他說：“不回國(guó)，可能有另外一種精彩；但回國(guó)，我的心就安了。”

賀泓招學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)有兩條：第一，你是不是熱愛科學(xué)？第二，你是不是熱愛國(guó)家的環(huán)保事業(yè)？“你不愛科學(xué)，那咱們免談?！辟R泓說，“其次，要熱愛祖國(guó)的環(huán)保事業(yè)，我們?cè)谧龅氖且粋€(gè)崇高的事業(yè)，而不單單是養(yǎng)家糊口的手段?！?/p>

賀泓在專業(yè)的指導(dǎo)上十分嚴(yán)謹(jǐn)?！百R老師對(duì)數(shù)據(jù)的可重復(fù)性和誤差要求非常高，如果沒有比較好的可重復(fù)性，或系統(tǒng)誤差較大，賀老師都不會(huì)允許我們?cè)谡撐闹惺褂眠@個(gè)數(shù)據(jù)?！眹?guó)科大資源與環(huán)境學(xué)院2024級(jí)博士生白思佳說。

作為全國(guó)人大代表，賀泓為國(guó)建言獻(xiàn)策；作為城市環(huán)境所所長(zhǎng)，他探出了城市環(huán)境所未來路在何方——建立城市環(huán)境自凈理論，一步一個(gè)腳印打造基于自然過程的低碳、低成本人工強(qiáng)化自凈技術(shù)，引領(lǐng)國(guó)際前沿，建成原始創(chuàng)新策源地和關(guān)鍵技術(shù)高地，讓“自凈城市”成為城市環(huán)境所的亮麗名片。

責(zé)任編輯：樸添勤