作者:韩扬眉 来源:《国科大》 发布时间:2017/10/24 15:00:31
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何裕建:科研也是良心活

 

研究越深入,何裕建越发觉得,明确北京雾霾成因不只是科学问题。

自2013年,中国科学院大学(简称“国科大”)化学与化工学院何裕建教授指导2013级研究生杨昆昊等人,用时3年多完成了“机动车燃油质量及尾气排放与北京市大气污染的相关性”的研究。他们对北京市及郊区上百个燃油样品进行了检测分析,结果令人吃惊:燃油样品几乎没有各项指标均达标的!由此产生的汽车尾气是引起北京市大气雾霾的主因。这与上世纪美国洛杉矶的大气污染主因是一样的。

其实,这个结果并不意外,何裕建在取样过程中他们就有直觉。在研究过程中,某些监管机构推诿扯皮不愿出具相关取样证明,加油站取燃油样品时受到恐吓与威胁……正当的调查研究,却处处受阻,他们时常感到无力,也想过放弃,何裕建冷静之后,更加迫切地想要通过研究得出真相,“作为科研人员,我们的责任和义务就是把事实科学、准确、客观地告诉公众。”

弄清雾霾成因何在

2011年前后,美国驻华使馆率先公布北京PM2.5数据,开始引起中国人对雾霾的关注。2012年1月,北京市环保局开始公布综合观测实验室的PM2.5研究性监测数据,北京空气质量监测进入了“PM2.5时代”。“与大众一样,我们这个时候就开始关注北京市雾霾,但学术界关于其成因莫衷一是。”何裕建说。

他提到,目前主要存有“工业排放”“区域输送”“燃煤供暖”和“机动车尾气排放”等不同观点,“这些观点着重点不同,但不同研究结果差别很大,有的甚至相互矛盾。”何裕建注意到,不同学者关于“机动车尾气排放”对PM2.5贡献率的研究结果,从4%到42%不等,“差异如此之大,究竟哪种结果更客观?汽车尾气的贡献率到底是多少?”

2013年秋,杨昆昊从烟台大学来国科大读研究生。“这个课题正好可以培养一个硕士研究生,对他也是一种科研训练”,何裕建把该课题交给杨昆昊负责,一年后,国科大2014级化学系本科生夏赞宇也参与了辅助研究。

在寻找切入点时,何裕建和杨昆昊首先对北京市雾霾起源的有关研究结果进行了调研和分析,“都说是从别的地方刮来的,那第一个城市的雾霾又从哪里来的呢?烧煤确实加重了雾霾浓度,但我们调查了每年不开暖气的时间段,如10月,北京雾霾也很严重。国外某些城市的汽车数目比我们还多,但空气质量依然很好。”

因此,他们猜想,汽车燃油质量和汽车尾气排放可能是造成北京市大气污染的主要原因之一。“但必须用数据说话,我们想要分析出雾霾有多少来自汽车尾气。”在查阅有关汽车尾气的相关文献中,他们发现没有北京市燃油质量分析及其是否符合国家标准的相关报道。

“没人做过就值得一做”,何裕建课题组以分析化学为手段,计划从北京市加油站取得燃油样品分析各指标是否符合国标,并分析汽车尾气中的一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)和二氧化硫(SO2),以及碳氢颗粒/化合物(HC)等对大气污染的贡献率。

“这一过程的样本取样、分析、数据处理等程序完成后,不论对社会有多大价值,但起码可以让公众明白,雾霾如此严重,燃油和汽车尾气是否应担主责。”何裕建说。

“取样”之路道阻且长

知之非难,行之不易。3年来,因为燃油管控,最困难的莫过于如何顺利从各个加油站取到燃油样品。何裕建回忆道,2013年10月,他们上午在永定路的加油站顺利地完成了第一次取样,随后到了阜石路加油站,同样的“取油套路”却险遭对方报警,“我们给经理看了工作证和身份证后,他们才放我们走。”何裕建被告知,只有持加油站辖地的公安局派出所的相关证明,他们才能“畅通无阻”地取到他们想要的汽油样品。

于是,何裕建通过学校保卫处的王老师寻求当地派出所的支持,对方开始挺热情,但一听是要做关于燃油质量与雾霾的关系方面的研究,便直言不方便开证明信了。

无奈之下,何裕建通过不同的渠道取到了10个燃油样品,“先做起来吧!”于是杨昆昊和夏赞宇开始进行实验,初步结果令他们大跌眼镜。他们分别测定了燃油中硫、氮、芳烃含量和重金属含量等,并一一与国家标准比对,没有一种燃油的每个指标能完全符合国家标准!如对于硫指标,BD的柴油样品,超标达33倍。“可以说,没有一个是好油”,何裕建起初想到的只是油质可能不太好而已,但没想差到这个地步。

“这问题就大了”,事实上,“国字油”有统一的进油渠道,“这个加油站不好,意味着别的加油站也好不到哪里去”,何裕建说,但也有可能为了增加营业额和非法谋利,个别加油站私自购进一些品质很差的油,然后与统一进的油混合在一起卖。为了避免这种情况的出现,他们专门办了加油卡,扩大取样范围。

“加油卡可以自动加油,服务员一般不会来管,这给我们取样提供了机会”,每次等到车快没油的时候,何裕建会带着两个相对“高壮”的学生,其中一个学生站在输油口处,尽量挡着服务人员的视线,另一个学生拿着样品瓶坐在车后排,门半拉开。何裕建负责拿着油枪加油,趁服务员不注意,赶紧往样品瓶中“输油”,然后继续“一本正经”地给车加油。

“很紧张呀”,何裕建眉头一紧,“本来我在做一件再正常不过的研究,却弄得像在干坏事一样。刚开始几次,操作不熟练,常由于用力过猛,把车后座弄得到处都是汽油。这是很危险的情况,想想就有些后怕。”

2014年,他们偶然结识了正在调查燃油质量掺假的中央电视台“3·15”记者调查组,调查组把搜集到的油样全部交由他们进行分析。课题组最终共获取了不同品牌不同地点的燃油样品100多个,分析测量数据上千个。2015年的央视3·15晚会关于不法厂商调和有毒汽油牟取暴利的打假节目中,采用了何裕建组参与测试调研的部分内容。

建言献策

研究结果表明,北京市4种常见品牌的汽油锰含量超标0.5~1.5倍;ZSH、ZSY和S牌汽油的铁含量略超过标准(ZSH、ZSY、S为汽油品牌名,下同),其中ZSH超标0.42倍;4种常见品牌的汽油铅含量全部超标,最高超标倍数为2.1倍。课题组还测定了北京市不同品牌燃油中硫、氮含量。北京市国V汽油和柴油标准均规定硫含量为10mg/kg,测定结果显示S牌汽油的硫含量超过了国家标准;ZSH柴油样品的硫含量超标1倍,BD柴油样品的硫含量超标高达33倍。

此外,北京市的ZSH、ZSY和FC三种品牌的汽油芳烃含量分别为56.7%、52.3%和77.1%(质量分数),均超过国家标准的50%。

北京市售每种燃油样品中均有较高含量的氮,尤其是S牌汽油其含氮量高达1462mg/kg。无疑,这将产生较多的氮氧化物污染。“遗憾的是,目前我国燃油标准中没有氮含量标准。”何裕建对这个结果很心痛。

何裕建说,“个体经营的加油站燃油质量最差,但即使是国企加油站的燃油样品也没有100%达标的。”

大气污染物二氧化硫和一氧化碳是无色状态。影响大气可见度的污染物主要是二氧化氮(NO2)和碳氢颗粒/化合物(HC),NO2呈棕红色,是雾霾颜色形成的最主要物质,它可诱导光反应产生淡蓝色的臭氧(O3)。而大气碳氢颗粒物(HC)主要为灰黑色。这可解释雾霾天空常呈棕灰色,而有阳光时略带淡蓝色。

何裕建介绍,“北京市的汽车拥有量近600万辆,每天燃油约200万吨,消耗是惊人的。”他们用统计的方法研究了北京市2013年11月至2015年10月的主要大气污染成分状况,并估算了汽车尾气污染物排放的贡献率。结果表明,汽车尾气排放的NO2对总NO2的贡献在72.4%(供暖季)-74.3%(非供暖季),北京市汽车碳氢化合物(HC)排放全年平均分担率约为67.8%!这个结果,在情理之中,意料之外。

“如贡献超过50%,我们就能说某因素是某结果的主要原因。”他们通过对已有数据的定量模拟,得到的经验式可对雾霾进行较准确的预测。然而,出成果,发论文,不是何裕建组的最终目的,他们想要把这个结果提供给政府作为治理大气污染的依据。

身为民盟成员的何裕建向民盟中国科学院委员会汇报了课题组上述工作后,受到了高度重视。2016年11月,民盟中国科学院委员会在中科院理化所特意组织召开了一个相关论坛,邀请了中国标准化研究院、清华大学、北京大学、国家发改委能源研究所、中国科学院大气物理研究所和民盟中央科学技术委员会等单位的相关专家和盟员近30余人进行了专题讨论。会上,大家一致同意何裕建作为主要撰稿人,以民盟中央科学技术委员会和民盟中国科学院委员会等的名义起草《北京市油品质量调查与京津冀大气雾霾治理建议》。2017年3月召开的政协会议上,由多名民盟的全国政协委员签名将提案提交给全国政协,得到了正式受理。

根据研究结果,提案中提出了诸如大力强化环境执法,无条件地接受公众、媒体与第三方检验检测机构的全过程透明化监督与随机抽样检查等六项建议。在何裕建看来,国家科学立法、严格执法,才是解决治霾问题的唯一有效途径。“因此,有必要把这个客观事实反馈给政府,我们想通过正规渠道给政府提一些建设性的建议,希望能够落地实施。”

距离提案5个月过去了,他们尚未得到信息反馈。但值得一提的是,8月初,国家环境保护部机动车处和北京环境保护局机动车处的工作人员分别联系了作者,表达了对论文内容的关注与重视。何裕建表示,希望课题组的工作对大气治理有助益。

做事先做人

学术研究应结合国计民生的热点话题,这并不是何裕建第一次做这样的课题。

完成地沟油、三聚氰胺、瘦肉精以及重金属离子的快速检测方法的研究;检测转基因大豆中草甘膦含量,推动国家增补制定大豆中草甘膦等最大残留限量标准……“不仅要有知识,更要利用自己的知识做一个对社会有用的人,做一个有良知的公民。”这是何裕建的科研理念。

“有良知”不只贯穿于何裕建的科研事业中。早在2009年,他在回乡休假期间,发现家乡包括高尚湖防护林的几万亩原始次生林在内的大片森林遭到乱砍滥伐。经初步调查,何裕建发现这是当地官员与承包商官商勾结,骗取国家巨额资金的行为。2009~2010年,他多次回乡自费调查取证,向有关部门实名举报,并在科学网的个人博客上以40余条的博文记录了相关过程,有效遏制了事态的恶化。这期间,曾有不明身份的人扬言要杀了何裕建。“反正我现在还活着,而且活得堂堂正正有底气。”何裕建淡然一笑。

很多朋友都曾劝说过:算了吧,过正常的生活,别做这些吃力不讨好的事情了。“我做的就是正常人应做的正常事”,何裕建很无奈,分辨是非黑白,为人处事讲良知和底线,怎么反而成为“异类”了呢?在他的课题组,除了培养学生的研究能力外,学生的良知和社会责任感是他关注的。“做事先做人”,杨昆昊深有感触。

在何裕建看来,每个职业都会让人产生自豪感,同时也会伴随着无力感。“作为一名科研人员,不能越权做政府的事情,但作为化学工作者,我们可以从微观层面把事实弄清楚,把结果科学、准确、客观地告诉公众。这是关于大气污染我们能比别的专业多做的事情。”

“这也就是我们认真递交提案的原因”,他希望,每个人,在不同的地方、从不同的角度守护着这个国家,把每一个“皇帝的新装”的故事捅破,这个国家才能够更加健康和美好。

何裕建坦承,这项研究没有获得任何国家科研基金的专项支持。“我们也曾寻求过其他相关部门的支持,但很遗憾,没人理我们。”2015年,以项目参与者夏赞宇名义申请的“中国科学院大学生创新实践训练计划”获得了4.5万元经费,直接支持了此项目的研究。

采访即将结束之时,何裕建笑着说:“如果一件事对社会有益,对得起良心,哪怕有风险或‘亏本’也值得做。我认为搞科研不是做生意,应先考虑良心和责任,再考虑效益。有道义感可以让人活得底气足、腰板直,非常划算。”

 
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