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刘保献忠诚守护“北京蓝”

时间:2019-09-07 分类:北京青年周刊

苏悦怡

用大数据守护北京蓝天

8月中旬,受大风天气影响,扩散条件有利,北京多地PM2.5小时浓度仅为1微克/立方米。北京天空澄澈,人们大口呼吸新鲜的空气,享受这“1微克蓝”带来的幸福感。

PM2.5指数“1微克/立方米”这个数据将被记录在一张特别的“日历”上。在北京市环境保护监测中心我们看到了这幅日历,它用不同颜色的格子展示了北京市2013年至今每一天的PM2.5指数,越是深红的颜色代表污染指数越严重,越是浅淡的绿色代表空气越澄澈。从最初密密麻麻的红,到如今清清淡淡的绿,从这宏观的大数据中我们直观地看到了北京空氣质量的改善,而隐藏在这背后的,是利用环境监测数据治理大气污染取得的重大成果。

要知道,在大数据时代,人类社会面临的问题之一是如何更好地利用数据来辅助决策。面对空气污染,我们治理的前提就是大气数据监测,PM2.5监测方法和体系也就应运而生。

刘保献在北京市环境保护监测中心工作十余年,一直从事环境监测工作,北京的空气越来越好与他的工作内容息息相关。刘保献和他的团队在全国环境监测系统率先研发了PM2.5中200余种化合物的监测方法并在次年实施,随后他的团队又建立了大气PM2.5网格化监测体系,让PM2.5监测覆盖面更广、监测数据更准确。

2008年,刘保献从北京化工大学毕业,来到北京市环境保护监测中心工作。那时他的主要工作是在实验室做水质、大气的成分分析。当时国家还没有完善的空气质量评价体系,主要的污染物测评是PM10、二氧化氮、二氧化硫、一氧化氮和臭氧这五项,并没有引入PM2.5的测评体系。2012年,国家实施了新的空气质量评价标准,新的形势下,刘保献和他的团队意识到只有建立新的测评体系才能不断提高空气质量标准,实现国家制定的目标。

“解决问题的第一步是发现问题,环境监测是环境保护的第一步。怎样控制PM2.5?先要了解我们的‘敌人是什么状况。”刘保献和他的团队成为了国内第一批建立PM2.5监测网络的先行者,这其中遇到的困难也是不言而喻。

首先是设备问题。“当时国内的测评仪器很少,大部分都是国外的设备。”这种设备在北京并不实用,因为当时北京的PM2.5浓度要高于欧美国家,引用现成的国外设备监测的数据并不准确。

第二个难点是监测方法和技术体系。“什么样的体系是适合北京的?这需要做大量的比对实验研究。”

第三个难点是如何保证数据的准确性。PM2.5的颗粒物和其他的污染物形态不同,它的形态不规则,化学成分也很复杂,因为PM2.5的颗粒物来源有很多。“如何建立一套完善的PM2.5指标体系来保证数据的准确性,这对我们来说是最困难的。”

“我们是全国第一个‘吃螃蟹的人,国外的经验很难借鉴,一切需要重新开始。”为了攻克污染物来源这个难关,刘保献团队用一年的时间做成分来源比对工作。他们在城市、在郊区、在工业区、在道路上收集污染物成分,从2012年初到2013年底近两年的时间里做了大量工作,剖析污染物的微观组分,进行化学分析和模型计算,最终研发了PM2.5中200余种化合物的监测方法。

这些工作看似基础,却非常重要——刘保献和他的团队所做的每一步都会影响环境保护的未来决策及治理方向。作为全国第一个完成来源分析工作的团队,他们肩负着指导全国各地环境监测部门建立PM2.5监测体系的任务,只有形成一套完善的技术体系才能指导每个城市做好监测。“最终我们所做的大量实践工作得到广泛应用,这是令人感到骄傲和自豪的。”

经过几年的实践,PM2.5监测系统在北京市的应用不断完善,到2015年,刘保献和他的团队开始研究如何做到更精细化地把监测网络覆盖得更全面、更广泛。

“咱们全市有300多个街道,如果用传统的监测方法铺满全市,一个空气监测器需要占地一百平方米,资金投入200万,后续还需要大量人力、物力去保障,这是很不现实的。更重要的是,我们的监测系统还要延伸到郊区,这就需要改良设备,研究新的技术,让成本降低,覆盖面变广。”在这个思路下,刘保献和他的团队研发出一套高密度的监测体系,利用传感器技术,在整个北京铺设了“三公里一个监测点”的体系,郊区设点达到一千多个点。

“一个传感器大约一两万块钱,这大大降低了成本。覆盖面广了,数据也就更精确了。”这个体系的建立起先是刘保献的“突发奇想”,他提出通过认知计算和物联网技术实现高密度监测,当时被大家认为是异想天开。但通过刘保献与其团队的不懈努力和不断创新,实现技术突破后,北京市的环境监测实现了真正意义上的大数据分析,起到非常好的效果。这之后传感器监测体系在全国推广,现在已经形成我国环境监测研究的一个新领域,同时这对全球在颗粒物监测领域的研究也是一个非常大的贡献。“国外的同行看到这个体系的建立都感到非常震惊,他们也一直想做网状铺设的格局但一直没有做好。”

“北京蓝”任重而道远

“相信每一位在北京生活的人都能感受到这几年空气的变化。”刘保献还是用一组数据为我们展现了空气质量的变化:“就拿重污染的指标(PM2.5指标大于150微克/立方米)来说,2013年重污染共有58天,到2018年呢?只剩下15天了。”

“2018年北京全年的PM2.5平均值为51微克/立方米,2019年上半年为46微克/立方米,这比起2013年的89.5微克/立方米下降了43%。这样的数据在全球范围内都是绝无仅有的。”

这样的“中国模式”也得到了国际社会的认可。“今年联合国的环保主题就是探讨空气污染,专门把主会场放在了中国,就是来表彰咱们国家这么多年在空气质量治理、污染治理方面的一些卓越的成效。”

“中国模式”为全球做出榜样,引领了现阶段全球空气污染的治理模式。“空气污染不仅仅是咱们国家的问题,很多发达国家、发展中国家都在遭遇着空气污染。解决空气污染是世界性的问题,只有各个国家的专业人士在一起共同商讨如何采用更好的方法来治理空气污染,才能让我们的地球更加地健康、美好。”

空气污染治理成果喜人的另一面,是这项工作的艰巨性和长期性,这让刘保献这样的环保工作者并不能轻易放松,他们必须时刻保持清醒。

“虽然说北京的蓝天越来越多,PM2.5指标下降得非常快,但是咱们不能只和自己比,我们要比对全国的标准、国际的标准。2018年北京的PM2.5年平均值是51微克/立方米,这个数字是什么概念呢?咱们的国家标准是35微克/立方米,还远远没达到,就更不用说欧美执行的15微克/立方米这个标准了。”

时刻把数据、标准记在心中,作为北京市空气监测的研究者,刘保献深知自己工作任务的艰巨。“北京的蓝天多了,北京人的幸福感提升了,但是对于我们来讲,压力一点没有减少。”刘保献说,这几年PM2.5指数下降的速度比较快,但随着污染治理的措施逐渐广泛、日常化,后续治理的难度也会越来越大。“PM2.5指数下降幅度不会那么大,也有可能在某一年还会恶化,会反复;除了颗粒物问题,还有其他的环境污染问题。”刘保献说,这是我们必须面对的现状,也是我们必须考虑的未来。

另一方面,社会公众对环境质量的诉求越来越高,这种现象也促使着刘保献和他的团队在工作上做出更多的进步和改善。“北京人晒蓝天的频次越来越少了,这说明什么?原来有蓝天,大家幸福感很高;现在大家的感受是没有蓝天就是不正常了。”在刘保献看来,公众有这样的感受对做环保工作的他来说是值得欣喜的,说明他们所做的工作确实让大家感受到了切实的变化,并且潜移默化地影响了大众的普遍认知;但另一方面,他也知道工作上这样的感受对他们来说是无形的压力,并且这个压力越来越大。“空气如何进一步治理,如何开发更加精细化的技术去支撑接下来的环境监测发展,这是我们需要继续去做、不断完善的事业。”

环境保护监测事业任重道远,像刘保献一样的环保工作者们需要一直在这条路上钻研、奋斗下去。

“我的中国梦是关于美丽中国的梦。我心目中的美丽中国有蓝蓝的天,有碧绿的水,有青青的山。美丽的中国环境优美,每个人的幸福感也不断提升,特别是从优美的环境中获得的幸福感在不断地增加。”

对话刘保献

Q:《北京青年》周刊

A:刘保献

天更蓝,水更清,山更绿

Q:祖国70年华诞之时,我们的国家发生了日新月异的变化,你是怎样见证的?你的感受是怎样的?

A:作为环保工作者,我就从北京的空气质量来谈谈变化。2013年北京全年的重污染天数是58天,2018年只有15天,减少的这43天见证了北京的空气质量越来越好;PM2.5指数在2013年的平均值是89.5微克/立方米,到2018年的时候是51微克/立方米,同比下降了43%。相信这样的变化是每个在北京生活的人都能体会到的。

Q:在你的记忆中,你与祖国息息相关的、印象最深的一件事是什么?

A:我印象最深的是在2017年,我去参加联合国第三届环境大会,去参加会议之前我的心情很忐忑,因为国际社会普遍对中国的环境治理有一些偏见。但是与我想象的完全不同,我们在参加会议的时候得到了国际同行的高度赞许,我们国家治理环境的方式方法受到了国际环境保护权威的普遍认可。作为中国的环保工作者,我们受到了“贵宾”一样的对待,这让我自豪又感动。同时,我也感受到祖国强大给我带来的骄傲和自豪感。

Q:“祖国”这两个字对你来说意味着什么?

A:意味着依靠,意味着幸福。特别是在异国他乡的时候,想到祖国,就会感受到强大的支撑,就不会孤独和胆怯。祖国的繁荣,祖国的发展,祖国的和平,关系到我们每个人,因为有了祖国我们才能安居乐业,生活幸福。

Q:习近平总书记说,我们都是追梦人,在“追梦”的道路上你有哪些难忘的经历?面对追梦道路上的困难,你是怎样应对挑战的?

A:作为一名环保工作者,在建设美丽中国的过程中,我们也遇到了一些困难。在重新搭建一套新的PM2.5监测网络之初是困难重重的,我们要从零开始建立北京的PM2.5组分以及来源解析技术体系。随着北京市大气污染治理不断深入,管理和技术支撑不断强化,需求不断精细化,我们也需要将技术和网络延伸到每个街道、乡镇,这也是一个巨大的挑战。

通过我们不断的努力,经过反反复复的实验,坚持对每一个结果精益求精,对每一个问题刨根问底,我们很好地解决了这些问题。这让我感受到,我们在追梦的道路上一方面承受着压力,一方面也收获了成果和喜悦。

Q:你的中国梦是什么?

A:我的中国梦是关于美丽中国的梦。我心目中的美丽中国有蓝蓝的天,有碧绿的水,有青青的山。美丽的中国环境优美,每个人的幸福感也不断提升,特别是从优美的环境中获得的幸福感在不断地增加。

Q:祖国70岁生日,你要送给祖国什么祝福?

A:我要祝我的祖国天更蓝,水更清,山更绿,祝愿我的祖國繁荣昌盛。祝我们的人民幸福安康。