6月5日是世界環(huán)境日，中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產學聯(lián)合體當天在北京發(fā)布2020年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展，“碳達峰碳中和”“GEP核算”“新冠病毒氣溶膠研究”等10項科技進展入選。

發(fā)布會上，中國科協(xié)黨組成員、書記處書記呂昭平致辭。　中新社記者 孫自法 攝

　　最新發(fā)布的2020年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展分別是：

　　——支撐碳達峰碳中和目標決策的中國長期低碳發(fā)展戰(zhàn)略研究。清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院牽頭組織中國24家著名研究機構共130余位專家學者，開展覆蓋經濟、社會、產業(yè)、環(huán)境、氣候、政策等多領域低碳發(fā)展戰(zhàn)略和轉型路徑研究。該研究首次全面系統(tǒng)地提出了包含碳中和目標在內的4種長期發(fā)展情景下的轉型路徑(當前政策、強化政策、2攝氏度和1.5攝氏度)及其碳排放路徑、技術需求、經濟成本和環(huán)境影響的定量評價，揭示轉型目標、行動時機和措施力度與轉型效果及其經濟成本間的綜合作用機制和規(guī)律，闡釋中國同時實現(xiàn)新時代社會主義現(xiàn)代化建設目標與《巴黎協(xié)定》下控制全球溫升目標的一致性，提出實現(xiàn)碳達峰碳中和的路徑選擇建議。

　　2020年10月，清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院聯(lián)合各研究單位發(fā)布研究成果，不僅被中外研究機構廣泛引用，更為中國政府部門、地方、行業(yè)、企業(yè)制定碳達峰碳中和規(guī)劃提供重要參考。

　　——面向未來的中國污水處理概念廠創(chuàng)建。建設面向未來的中國污水處理概念廠是由中國工程院院士曲久輝領銜的中國科學家提出的行業(yè)前進方向，其以“水質永續(xù)、能量自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好”為目標，旨在建立污水處理資源化、能源化、生態(tài)化的工程范例，探索污水處理在技術、工程建設等方面跨越式發(fā)展路徑。

　　經過近7年的研究和探索，概念廠技術團隊構建40余項核心關鍵技術的技術體系。2020年，河南睢縣第三污水處理廠建成并投入運行，數項核心關鍵技術得以工程驗證，實現(xiàn)污水再生和有機廢物(生活垃圾、污泥、畜禽糞便等)綜合處理、濕地-海綿一體化、超過50%電能的自供給和營養(yǎng)物回收利用。

　　中國污水處理概念廠的建設將推動中國污水處理事業(yè)走向循環(huán)、低碳、生態(tài)的發(fā)展之路，為污水處理行業(yè)碳達峰、碳中和作出貢獻。

　　——黃金航道開發(fā)與河流生態(tài)保護協(xié)同的理論與方法體系。北京大學等單位在開展國家重點研發(fā)計劃項目“長江黃金航道整治技術研究與示范”與中科院院士咨詢項目“長江經濟帶生態(tài)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展”研究過程中，探索全球黃金航道的可持續(xù)發(fā)展之路，構建基于航道自然和社會經濟雙重屬性的黃金航道識別方法；提出黃金航道發(fā)展三階段理論，明確各階段的劃分標準和發(fā)展特征。

　　該項目團隊進一步針對河流航運與生態(tài)系統(tǒng)功能協(xié)調發(fā)展的關鍵問題，構建長江黃金航道評價方法體系，在多個典型航道治理中得到應用。建立河流全要素監(jiān)測-檢測方法體系，揭示長江全物質通量(水、沙、無機元素、生源物質、新興污染物、溫室氣體、底棲動物、藻類、魚類、微生物等)變化的驅動機制，提出生態(tài)航道規(guī)劃、建設、運營、維護全過程開展長期生態(tài)環(huán)境監(jiān)察與審核的方案。

　　項目研究成果已凝練形成中科院科技智庫報告和院士咨詢報告，為國家“十四五”計劃及未來航道開發(fā)長遠發(fā)展戰(zhàn)略決策提供重要科技支撐。

　　——大氣污染與氣候變化協(xié)同治理路徑優(yōu)化關鍵技術。科學認識大氣污染和氣候變化的相互作用與協(xié)同效益，高質量的源排放數據是科學基礎，氣候評價模型與空氣質量模型精準耦合是技術關鍵。本項目主要完成單位清華大學團隊在三方面取得重大突破：

　　一是開發(fā)排放源強對經濟、能源、治理措施的動態(tài)響應模型，建立了面向詳細行業(yè)和技術的多尺度耦合大氣污染物與溫室氣體源排放清單。

　　二是開發(fā)環(huán)境空氣質量對分行業(yè)分物種排放控制措施的實時響應模型，突破大氣環(huán)境質量改善目標下污染物減排量的反算技術。

　　三是構建能源經濟-空氣質量-氣候健康的跨學科綜合評估模型，實現(xiàn)大氣污染與氣候變化協(xié)同治理措施的成本效益評估和路徑優(yōu)化，評估實現(xiàn)空氣質量達標路徑下溫室氣體的協(xié)同減排效益，量化低碳能源政策的健康和氣候影響。

　　該研究結果支撐開展大氣污染物與溫室氣體的協(xié)同減排，揭示能源政策措施對二者協(xié)同減排的重要效應，為開展大氣污染控制與氣候變化應對提供科技支撐。

　　——生態(tài)系統(tǒng)生產總值(GEP)核算方法與應用。生態(tài)系統(tǒng)生產總值的GEP概念由中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心歐陽志云研究員和世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)朱春全研究員于2013年提出，簡稱為“生態(tài)產品總值”，即生態(tài)系統(tǒng)為人類福祉和經濟社會可持續(xù)發(fā)展提供的最終產品與服務價值的總和。

　　提出GEP概念之后，歐陽志云研究團隊從物質產品、調節(jié)服務產品與非物質產品三個方面構建GEP核算體系與核算模型，并發(fā)展出刻畫自然對社會經濟貢獻的評估方法，并將這一方法應用于青海省生態(tài)系統(tǒng)生產總值核算。研究表明，GEP核算可以定量揭示生態(tài)系統(tǒng)產品和服務提供者與受益者之間的生態(tài)關聯(lián)，并能為生態(tài)保護成效評估、生態(tài)補償政策制訂，以及將生態(tài)效益納入經濟社會評價體系提供科學依據。

　　據了解，GEP核算方法及其在青海省的應用成果2020年已發(fā)表于《美國科學院院刊》(PNAS)，GEP概念同年也被聯(lián)合國統(tǒng)計署采納為生態(tài)系統(tǒng)核算指標之一。同時，受到廣泛關注的GEP核算方法，目前已在中國多省區(qū)市的23個市(州、盟)以及100多個縣(市、區(qū))開展應用試點。

　　——國家地表水環(huán)境質量自動監(jiān)管關鍵技術與工程應用。項目主要完成單位中國環(huán)境監(jiān)測總站針對“國家建設、國家監(jiān)測、國家考核”水環(huán)境管理的重大需求，研究構自動監(jiān)管技術體系并進行了工程應用與推廣，取得主要創(chuàng)新成果包括：

　　一是率先將質控關鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化，質控技術手段不斷完善、時效性大幅度提高；二是首次研發(fā)國家水環(huán)境自動監(jiān)測信息管理應用系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)測全過程留痕，構建基于聚類分析、回歸分析、相關性分析模型等方法的數據分析處理系統(tǒng)，實現(xiàn)海量數據的自動預審、智能審核；三是研究確定了網絡設計、儀器裝備選型、系統(tǒng)集成等關鍵環(huán)節(jié)的技術參數與技術要求，首次系統(tǒng)建立國家地表水環(huán)境自動監(jiān)管規(guī)范化、標準化技術體系，支撐國家水質自動監(jiān)測網絡的建設和運行管理。

　　基于創(chuàng)新技術成果，該項目已建成以國產自主知識產權儀器為主，由1794個水站組成的國家地表水環(huán)境質量自動監(jiān)測網絡，覆蓋全國31個省級行政區(qū)、七大流域，成為目前國際上幅員最遼闊、規(guī)模最大、功能最完備的地表水水質自動監(jiān)測網絡。該網絡可預警水環(huán)境風險，監(jiān)測數據可用于國家水環(huán)境質量評價考核，為國家地表水環(huán)境質量評價、考核、排名提供強有力的技術支持。

　　——第三次青藏高原科學試驗——邊界層與對流層觀測。本項目經過8年攻堅克難，科學試驗創(chuàng)新發(fā)展青藏高原陸面-邊界層-對流層多尺度過程和云-降水物理過程的綜合觀測技術，實現(xiàn)青藏高原天-地-空一體化綜合觀測技術的重要突破，填補多項青藏高原地區(qū)氣象觀測業(yè)務空白，在發(fā)展關鍵水循環(huán)變量遙感反演算法和模型參數化方案、揭示重要觀測事實和物理過程等方面取得重要創(chuàng)新成果。

　　該項目創(chuàng)新成果主要內容包括：揭示出夏季青藏高原低溫環(huán)境下獨特的陸面-邊界層-對流層云降水物理特征以及青藏高原通過全球大尺度垂直環(huán)流和遙相關產生的全球氣候效應；提出用最大熵增模型降低數值預報模式在青藏高原及周邊地區(qū)冷偏差的觀點，通過改進高原地區(qū)陸面模式物理過程參數化方法及同化技術明顯提升數值預報模式在青藏高原及下游地區(qū)的降水模擬能力。

　　項目按照“邊研發(fā)邊應用”的發(fā)展理念推動成果向業(yè)務轉化，實現(xiàn)26項主要成果在國家級和省級氣象業(yè)務中應用，支撐中國氣象局的青藏高原冰凍圈與生態(tài)系統(tǒng)觀測站網布局設計，提升青藏高原氣象觀測業(yè)務能力，使中國衛(wèi)星大氣可降水量業(yè)務產品在青藏高原地區(qū)的質量達到國際先進水平，并提升了國家級、區(qū)域中心和省級天氣預報業(yè)務能力，西藏、青海、四川和云南區(qū)域降水預報和預警水平得到明顯提高。同時，項目科學試驗成果還有力支撐減災防災工作，對于認識青藏高原空中水資源狀況有重要科學價值，并產生明顯社會經濟效益。

　　——發(fā)現(xiàn)“食用蔬菜和作物吸收微塑料的通道與機制”。中科院煙臺海岸帶研究所/南京土壤研究所駱永明研究員帶領團隊率先開展高等植物吸收積累微塑料的研究，發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)液培養(yǎng)條件下0.2微米(μm)聚苯乙烯微球可被生菜根部大量吸收和富集，并從根部向地上遷移，積累和分布在可被直接食用的莖葉之中。

　　研究團隊進一步通過廢水水培和模擬廢水灌溉的砂培、土培試驗，發(fā)現(xiàn)亞微米級甚至是微米級的塑料顆粒都可以穿透小麥和生菜根系進入植物體，并在蒸騰拉力的作用下，通過導管系統(tǒng)隨水流和營養(yǎng)流進入作物地上部。同時，還發(fā)現(xiàn)一種塑料顆粒進入植物體的通道與機制：在植物新生側根邊緣存在狹小的縫隙，塑料顆?？梢酝ㄟ^該“通道”跨過屏障而進入根部木質部導管并進一步傳輸到莖葉組織。相關成果發(fā)表在《自然·可持續(xù)性》和《科學通報》，首次報道并證實蔬菜和作物對亞微米級甚至微米級塑料顆粒的吸收、傳輸及分布，發(fā)現(xiàn)了植物吸收微塑料的側根縫隙通道與機制。

　　項目研究成果打破了科學家對微塑料顆粒不可能進入蔬菜和農作物的傳統(tǒng)認識，為研究高等植物對微塑料吸收和積累機制、食物鏈傳遞和人體健康風險提供科學依據，也為陸地微塑料研究打開一扇新的大門。

　　——流域農業(yè)面源污染分區(qū)協(xié)同防控關鍵技術。本項目針對富營養(yǎng)化湖泊集中、面源污染突出的云貴高原、南方丘陵山區(qū)和南方平原水網區(qū)，歷經20余年實踐，取得三方面創(chuàng)新：一是創(chuàng)建流域農業(yè)面源污染監(jiān)測方法和防控理論；二是突破污染治理與資源利用結合的關鍵技術；三是創(chuàng)新大理模式、興山模式和宜興模式等農業(yè)面源污染防控技術模式并制定3項農業(yè)行業(yè)標準。

　　2013年以來，農業(yè)農村部先后舉行6場全國現(xiàn)場觀摩會，將大理、興山和宜興模式推廣應用到云貴高原、南方丘陵山區(qū)和南方平原水網區(qū)118個國家面源污染治理項目縣。

　　該項目研究成果現(xiàn)已列入國家面源污染防治規(guī)劃，近兩年推廣應用9740萬畝，氮磷減施35萬噸，氮磷減排4萬噸，綜合效益88億元人民幣。同時，制定國家農業(yè)行業(yè)標準7項、地方標準7項；授權發(fā)明專利25件，實用新型專利31件(已轉化2件)；出版著作6部；發(fā)表論文115篇。

　　——新冠病毒氣溶膠采集與監(jiān)測的研究。北京大學要茂盛教授與其合作團隊在新冠病毒氣溶膠采集與監(jiān)測方面取得突破進展，獲得氣溶膠傳播新冠病毒的直接證據：

　　一是通過集成自主研發(fā)的大流量空氣采樣(每分鐘可采集400升空氣)與商業(yè)化機器人、核酸擴增等技術創(chuàng)建現(xiàn)場空氣中新冠病毒快速檢測系統(tǒng)(ACW)，利用此系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)疫情初期武漢醫(yī)療環(huán)境空氣中新冠病毒濃度可達9-219個每立方米空氣，在部分衛(wèi)生間空氣中監(jiān)測到新冠病毒濃度高達6000個病毒每立方米。該系統(tǒng)無需人員進入被測環(huán)境即可進行程序化掃描式地采集氣溶膠樣本，將采集到的樣本送到設置好的地點，減少采樣人員感染風險，識別空氣中新冠病毒感染風險，有效保護醫(yī)療環(huán)境和生命財產安全。

　　二是利用自主研發(fā)的呼出氣采集系統(tǒng)，揭示人體呼吸也是新冠肺炎傳播的重要方式，為通風、戴口罩、保持社交距離等防護氣溶膠傳播新冠疫情的措施提供直接科學依據。

　　在國家自然科學基金委員會專項項目的支持下，要茂盛教授研發(fā)的技術方法ACW在新冠肺炎疫情防控中發(fā)揮突出作用，研究成果為全世界科學防控氣溶膠傳播新冠肺炎疫情提供了重要的科學依據。

　　發(fā)布會上，中國科協(xié)黨組成員、書記處書記呂昭平致辭表示，2020年度生態(tài)環(huán)境十大科技進展的發(fā)布，必將為中國生態(tài)環(huán)境保護和生態(tài)文明建設提供有力的科技支撐。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署駐華代表涂瑞和致辭稱，科學技術在應對氣候變化、生態(tài)系統(tǒng)退化、污染這三大全球環(huán)境危機方面發(fā)揮重要作用，中國發(fā)布的生態(tài)環(huán)境十大科技進展便是對此的最好實踐、應用和證明。

　　中國工程院院士、中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產學聯(lián)合體副主席張遠航介紹此次發(fā)布的生態(tài)環(huán)境十大科技進展遴選情況，十大科技進展完成單位科學家代表分別介紹各自進展。此外，中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產學聯(lián)合體還與美團簽約“科創(chuàng)中國-美團青山環(huán)?？萍紕?chuàng)新示范項目”。

　　據了解，中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產學聯(lián)合體2018年成立，由環(huán)境、生態(tài)、氣象、地理、農、林、土壤、地質、海洋、水利、可再生能源11家全國學會，生態(tài)環(huán)境領域知名企業(yè)、學術研究機構和社會組織共同發(fā)起成立的協(xié)同創(chuàng)新組織。