世界环境日：2020年度中国生态环境十大科技进展发布

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作者：中国新闻网


中国科协生态环境产学联合体在北京发布2020年度中国生态环境十大科技进展。 中新社记者 孙自法 摄

中国科协生态环境产学联合体在北京发布2020年度中国生态环境十大科技进展。 中新社记者 孙自法 摄

中新网北京6月5日电 (记者 孙自法)6月5日是世界环境日，中国科协生态环境产学联合体当天在北京发布2020年度中国生态环境十大科技进展，“碳达峰碳中和”“GEP核算”“新冠病毒气溶胶研究”等10项科技进展入选。



发布会上，中国科协党组成员、书记处书记吕昭平致辞。 中新社记者 孙自法 摄

最新发布的2020年度中国生态环境十大科技进展分别是：

——支撑碳达峰碳中和目标决策的中国长期低碳发展战略研究。清华大学气候变化与可持续发展研究院牵头组织中国24家著名研究机构共130余位专家学者，开展覆盖经济、社会、产业、环境、气候、政策等多领域低碳发展战略和转型路径研究。该研究首次全面系统地提出了包含碳中和目标在内的4种长期发展情景下的转型路径(当前政策、强化政策、2摄氏度和1.5摄氏度)及其碳排放路径、技术需求、经济成本和环境影响的定量评价，揭示转型目标、行动时机和措施力度与转型效果及其经济成本间的综合作用机制和规律，阐释中国同时实现新时代社会主义现代化建设目标与《巴黎协定》下控制全球温升目标的一致性，提出实现碳达峰碳中和的路径选择建议。

2020年10月，清华大学气候变化与可持续发展研究院联合各研究单位发布研究成果，不仅被中外研究机构广泛引用，更为中国政府部门、地方、行业、企业制定碳达峰碳中和规划提供重要参考。

——面向未来的中国污水处理概念厂创建。建设面向未来的中国污水处理概念厂是由中国工程院院士曲久辉领衔的中国科学家提出的行业前进方向，其以“水质永续、能量自给、资源循环、环境友好”为目标，旨在建立污水处理资源化、能源化、生态化的工程范例，探索污水处理在技术、工程建设等方面跨越式发展路径。

经过近7年的研究和探索，概念厂技术团队构建40余项核心关键技术的技术体系。2020年，河南睢县第三污水处理厂建成并投入运行，数项核心关键技术得以工程验证，实现污水再生和有机废物(生活垃圾、污泥、畜禽粪便等)综合处理、湿地-海绵一体化、超过50%电能的自供给和营养物回收利用。

中国污水处理概念厂的建设将推动中国污水处理事业走向循环、低碳、生态的发展之路，为污水处理行业碳达峰、碳中和作出贡献。

——黄金航道开发与河流生态保护协同的理论与方法体系。北京大学等单位在开展国家重点研发计划项目“长江黄金航道整治技术研究与示范”与中科院院士咨询项目“长江经济带生态环境保护与可持续发展”研究过程中，探索全球黄金航道的可持续发展之路，构建基于航道自然和社会经济双重属性的黄金航道识别方法；提出黄金航道发展三阶段理论，明确各阶段的划分标准和发展特征。

该项目团队进一步针对河流航运与生态系统功能协调发展的关键问题，构建长江黄金航道评价方法体系，在多个典型航道治理中得到应用。建立河流全要素监测-检测方法体系，揭示长江全物质通量(水、沙、无机元素、生源物质、新兴污染物、温室气体、底栖动物、藻类、鱼类、微生物等)变化的驱动机制，提出生态航道规划、建设、运营、维护全过程开展长期生态环境监察与审核的方案。

项目研究成果已凝练形成中科院科技智库报告和院士咨询报告，为国家“十四五”计划及未来航道开发长远发展战略决策提供重要科技支撑。

——大气污染与气候变化协同治理路径优化关键技术。科学认识大气污染和气候变化的相互作用与协同效益，高质量的源排放数据是科学基础，气候评价模型与空气质量模型精准耦合是技术关键。本项目主要完成单位清华大学团队在三方面取得重大突破：

一是开发排放源强对经济、能源、治理措施的动态响应模型，建立了面向详细行业和技术的多尺度耦合大气污染物与温室气体源排放清单。

二是开发环境空气质量对分行业分物种排放控制措施的实时响应模型，突破大气环境质量改善目标下污染物减排量的反算技术。

三是构建能源经济-空气质量-气候健康的跨学科综合评估模型，实现大气污染与气候变化协同治理措施的成本效益评估和路径优化，评估实现空气质量达标路径下温室气体的协同减排效益，量化低碳能源政策的健康和气候影响。

该研究结果支撑开展大气污染物与温室气体的协同减排，揭示能源政策措施对二者协同减排的重要效应，为开展大气污染控制与气候变化应对提供科技支撑。

——生态系统生产总值(GEP)核算方法与应用。生态系统生产总值的GEP概念由中国科学院生态环境研究中心欧阳志云研究员和世界自然保护联盟(IUCN)朱春全研究员于2013年提出，简称为“生态产品总值”，即生态系统为人类福祉和经济社会可持续发展提供的最终产品与服务价值的总和。

提出GEP概念之后，欧阳志云研究团队从物质产品、调节服务产品与非物质产品三个方面构建GEP核算体系与核算模型，并发展出刻画自然对社会经济贡献的评估方法，并将这一方法应用于青海省生态系统生产总值核算。研究表明，GEP核算可以定量揭示生态系统产品和服务提供者与受益者之间的生态关联，并能为生态保护成效评估、生态补偿政策制订，以及将生态效益纳入经济社会评价体系提供科学依据。

据了解，GEP核算方法及其在青海省的应用成果2020年已发表于《美国科学院院刊》(PNAS)，GEP概念同年也被联合国统计署采纳为生态系统核算指标之一。同时，受到广泛关注的GEP核算方法，目前已在中国多省区市的23个市(州、盟)以及100多个县(市、区)开展应用试点。

——国家地表水环境质量自动监管关键技术与工程应用。项目主要完成单位中国环境监测总站针对“国家建设、国家监测、国家考核”水环境管理的重大需求，研究构自动监管技术体系并进行了工程应用与推广，取得主要创新成果包括：

一是率先将质控关键环节实现自动化，质控技术手段不断完善、时效性大幅度提高；二是首次研发国家水环境自动监测信息管理应用系统，实现监测全过程留痕，构建基于聚类分析、回归分析、相关性分析模型等方法的数据分析处理系统，实现海量数据的自动预审、智能审核；三是研究确定了网络设计、仪器装备选型、系统集成等关键环节的技术参数与技术要求，首次系统建立国家地表水环境自动监管规范化、标准化技术体系，支撑国家水质自动监测网络的建设和运行管理。

基于创新技术成果，该项目已建成以国产自主知识产权仪器为主，由1794个水站组成的国家地表水环境质量自动监测网络，覆盖全国31个省级行政区、七大流域，成为目前国际上幅员最辽阔、规模最大、功能最完备的地表水水质自动监测网络。该网络可预警水环境风险，监测数据可用于国家水环境质量评价考核，为国家地表水环境质量评价、考核、排名提供强有力的技术支持。

——第三次青藏高原科学试验——边界层与对流层观测。本项目经过8年攻坚克难，科学试验创新发展青藏高原陆面-边界层-对流层多尺度过程和云-降水物理过程的综合观测技术，实现青藏高原天-地-空一体化综合观测技术的重要突破，填补多项青藏高原地区气象观测业务空白，在发展关键水循环变量遥感反演算法和模型参数化方案、揭示重要观测事实和物理过程等方面取得重要创新成果。

该项目创新成果主要内容包括：揭示出夏季青藏高原低温环境下独特的陆面-边界层-对流层云降水物理特征以及青藏高原通过全球大尺度垂直环流和遥相关产生的全球气候效应；提出用最大熵增模型降低数值预报模式在青藏高原及周边地区冷偏差的观点，通过改进高原地区陆面模式物理过程参数化方法及同化技术明显提升数值预报模式在青藏高原及下游地区的降水模拟能力。

项目按照“边研发边应用”的发展理念推动成果向业务转化，实现26项主要成果在国家级和省级气象业务中应用，支撑中国气象局的青藏高原冰冻圈与生态系统观测站网布局设计，提升青藏高原气象观测业务能力，使中国卫星大气可降水量业务产品在青藏高原地区的质量达到国际先进水平，并提升了国家级、区域中心和省级天气预报业务能力，西藏、青海、四川和云南区域降水预报和预警水平得到明显提高。同时，项目科学试验成果还有力支撑减灾防灾工作，对于认识青藏高原空中水资源状况有重要科学价值，并产生明显社会经济效益。

——发现“食用蔬菜和作物吸收微塑料的通道与机制”。中科院烟台海岸带研究所/南京土壤研究所骆永明研究员带领团队率先开展高等植物吸收积累微塑料的研究，发现营养液培养条件下0.2微米(μm)聚苯乙烯微球可被生菜根部大量吸收和富集，并从根部向地上迁移，积累和分布在可被直接食用的茎叶之中。

研究团队进一步通过废水水培和模拟废水灌溉的砂培、土培试验，发现亚微米级甚至是微米级的塑料颗粒都可以穿透小麦和生菜根系进入植物体，并在蒸腾拉力的作用下，通过导管系统随水流和营养流进入作物地上部。同时，还发现一种塑料颗粒进入植物体的通道与机制：在植物新生侧根边缘存在狭小的缝隙，塑料颗粒可以通过该“通道”跨过屏障而进入根部木质部导管并进一步传输到茎叶组织。相关成果发表在《自然·可持续性》和《科学通报》，首次报道并证实蔬菜和作物对亚微米级甚至微米级塑料颗粒的吸收、传输及分布，发现了植物吸收微塑料的侧根缝隙通道与机制。

项目研究成果打破了科学家对微塑料颗粒不可能进入蔬菜和农作物的传统认识，为研究高等植物对微塑料吸收和积累机制、食物链传递和人体健康风险提供科学依据，也为陆地微塑料研究打开一扇新的大门。

——流域农业面源污染分区协同防控关键技术。本项目针对富营养化湖泊集中、面源污染突出的云贵高原、南方丘陵山区和南方平原水网区，历经20余年实践，取得三方面创新：一是创建流域农业面源污染监测方法和防控理论；二是突破污染治理与资源利用结合的关键技术；三是创新大理模式、兴山模式和宜兴模式等农业面源污染防控技术模式并制定3项农业行业标准。

2013年以来，农业农村部先后举行6场全国现场观摩会，将大理、兴山和宜兴模式推广应用到云贵高原、南方丘陵山区和南方平原水网区118个国家面源污染治理项目县。

该项目研究成果现已列入国家面源污染防治规划，近两年推广应用9740万亩，氮磷减施35万吨，氮磷减排4万吨，综合效益88亿元人民币。同时，制定国家农业行业标准7项、地方标准7项；授权发明专利25件，实用新型专利31件(已转化2件)；出版著作6部；发表论文115篇。

——新冠病毒气溶胶采集与监测的研究。北京大学要茂盛教授与其合作团队在新冠病毒气溶胶采集与监测方面取得突破进展，获得气溶胶传播新冠病毒的直接证据：

一是通过集成自主研发的大流量空气采样(每分钟可采集400升空气)与商业化机器人、核酸扩增等技术创建现场空气中新冠病毒快速检测系统(ACW)，利用此系统发现疫情初期武汉医疗环境空气中新冠病毒浓度可达9-219个每立方米空气，在部分卫生间空气中监测到新冠病毒浓度高达6000个病毒每立方米。该系统无需人员进入被测环境即可进行程序化扫描式地采集气溶胶样本，将采集到的样本送到设置好的地点，减少采样人员感染风险，识别空气中新冠病毒感染风险，有效保护医疗环境和生命财产安全。

二是利用自主研发的呼出气采集系统，揭示人体呼吸也是新冠肺炎传播的重要方式，为通风、戴口罩、保持社交距离等防护气溶胶传播新冠疫情的措施提供直接科学依据。

在国家自然科学基金委员会专项项目的支持下，要茂盛教授研发的技术方法ACW在新冠肺炎疫情防控中发挥突出作用，研究成果为全世界科学防控气溶胶传播新冠肺炎疫情提供了重要的科学依据。

发布会上，中国科协党组成员、书记处书记吕昭平致辞表示，2020年度生态环境十大科技进展的发布，必将为中国生态环境保护和生态文明建设提供有力的科技支撑。联合国环境规划署驻华代表涂瑞和致辞称，科学技术在应对气候变化、生态系统退化、污染这三大全球环境危机方面发挥重要作用，中国发布的生态环境十大科技进展便是对此的最好实践、应用和证明。

中国工程院院士、中国科协生态环境产学联合体副主席张远航介绍此次发布的生态环境十大科技进展遴选情况，十大科技进展完成单位科学家代表分别介绍各自进展。此外，中国科协生态环境产学联合体还与美团签约“科创中国-美团青山环保科技创新示范项目”。

据了解，中国科协生态环境产学联合体2018年成立，由环境、生态、气象、地理、农、林、土壤、地质、海洋、水利、可再生能源11家全国学会，生态环境领域知名企业、学术研究机构和社会组织共同发起成立的协同创新组织。(完)

来源：中国新闻网