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1 成果簡介我國水污染事故頻發， 以有機污染為主。現有技術不能迅速確定污染類型，因此事故發生后無法迅速采取恰當的應對， 是產生重大經濟和環境損失以及負面國際影響的主要原因。為維護水環境安全，保障人民生活和生產， 需要一種能迅速確定污染類型的、環境友好的水體有機污染預警技術。 熒光技術是近 20 年來興起的新型分析方法，靈敏度高、適用范圍廣。污水和水體的熒光光譜是多物質產生的復合光譜，它們與水樣唯一對應，被稱為“ 水質熒光指紋”， 簡稱“ 水紋” 。該法在污染性質快速判斷方面具有獨特優勢。熒光指紋是水樣內蘊特征的反映，還攜帶了有機物總量信息，可作為新型水質表示法。 課題組從 2003 年開始從事水紋研究，在清華大學基礎研究基金、教育部科技重點項目、教育部清華大學自主研究項目、國家十一五重大水專項等項目資助下，掌握了上百種水紋，創新性開發出基于水紋比對的新型污染識別原理，并研發出有機污染溯源儀，填補了迅速確定污染類型的儀器的空白。該儀器由水紋采集儀、水紋比對軟件和豐富的水紋數據庫組成，可以識別數十種有機污染類型。儀器的特點如下：自動取樣，自動測量，自動比對；數據庫設計人性化，可以自動添加新指紋；數據自動保存；水紋采集儀性能穩定，使用、維護簡便，當儀器光源老化時，自動提示更換等。上述優點表明該儀器既適合在線實時監測，也可以作為監測車和實驗室的專用儀器。查新表明，國內外目前尚未發現有相似原理的儀器。 性能參數：靈敏度高，信噪比達到 250；完成一次溯源任務不足 15 分鐘，測量時間短，重現性好；工作溫度/濕度 15-350C， 45-80%（不可有冷凝現象， 350C 以上時濕度為 70%以下） ；不加任何試劑，取樣量少，不產生二次污染；連續 24 小時使用耗電僅數度，成本低。 圖 1 示范運行中的有機污染熒光溯源預警儀2 應用說明2011 年 7 月至 2012 年 3 月，水質有機污染溯源預警儀在京杭運河江蘇蘇州段進行了為期 3 個月的實地連續測試運行， 儀器檢測出數次水質異常，并及時進行了報警， 現場測試表明，該儀器能夠靈敏、及時地監測到污染的發生和變化，預警迅速，并能給污染類型的信息，對于快速確定有針對性的采取污染應對措施大有益處。 儀器經過了權威第三方的檢測。3 效益分析由于目前國內外尚無同類產品，而污染預警和溯源的需求比較迫切，因此本儀器具有較大的推廣空間。本儀器價格每臺約 60 萬元。而本儀器運行穩定、靈敏。總體上，儀器成本低，維護省，快速，無二次污染， 24 小時連續使用，運行費每月在 3000 元左右，具有明顯的經濟和技術優勢。4 合作方式轉讓或者聯合推廣。5 所屬行業領域能源環境。

2020年3月19日，《自然-通訊》（Nature Communications）雜志在線發表了北京師范大學地理科學學部何春陽教授團隊的最新研究成果，定量評估和揭示了中國空氣污染防控政策成效，指出中國依然需要在未來實施更強有力的空氣質量控制政策。該論文題為“中國需要進一步改善空氣質量以減少PM2.5污染導致的人口死亡（Stronger policy required to substantially reduce deaths from PM2.5 pollution in China）”。 PM2.5污染是指直徑小于2.5μm的細顆粒物散布在空氣中，進而影響人類福祉與健康的現象。聯合國可持續發展目標3.9明確指出，到2030年，需要實質性地減少危險化學品以及空氣、水和土壤污染導致的死亡和患病人數。根據全球疾病負擔項目最新的測算結果，中國每年有近一百萬人死于PM2.5污染。為了控制空氣污染及其負面影響，國務院于2013年施行了“大氣污染防治行動計劃”（以下簡稱“大氣十條”），計劃到2017年將城市中的PM2.5濃度降低10-25%。該計劃的整體投入約1.7萬億人民幣（約合2700億美元），覆蓋了中國三百多個地級行政區，橫跨能源、工業、交通、法律和法規等多個部門，是一項前所未有的空氣污染防治行動。2018年，中國生態環境部宣布該計劃設定的PM2.5濃度控制目標順利達成。然而，“大氣十條”相關的PM2.5污染防控所帶來的健康效益依然缺乏定論。 評價“大氣十條”健康效益的難點在于，PM2.5污染致死人數受PM2.5濃度、人口數量、年齡結構和疾病死亡率等多個因素的共同影響。目前已有研究往往使用PM2.5污染致死人數在2013-2017年的變化量來近似表示“大氣十條”所帶來的健康效益，也有研究通過假設其它因素不變來量化PM2.5濃度變化的影響。但是，這些研究都很難區分各個因素的相對貢獻，部分結果甚至相互矛盾。施行“大氣十條”究竟產生了多少健康效益依然缺乏定論。 為此，該研究結合長期的PM2.5監測數據和最新的流行病學模型，對比了實施“大氣十條”前后（2000-2013和2013-2017）中國PM2.5污染致死人數的變化趨勢。同時使用解構的思路量化了PM2.5濃度、人口數量、年齡結構和疾病死亡率等因素對于PM2.5污染致死人數變化趨勢的影響，全面揭示了“大氣十條”通過減緩PM2.5污染所產生的健康效益。結果表明，中國的PM2.5污染致死人數在2000-2017年總體呈現增加趨勢，從2000年的71.4萬人增加到了2017年的97.1萬人，增加了36.1%，年均增長率為1.8%。“大氣十條”實施以后中國的PM2.5污染致死人數依然呈現增加趨勢，但是年均增長率在2013年以后有所下降。2000-2013年，中國的PM2.5污染致死人數新增了22.1萬人，年均增長率為2.1%。而在2013-2017年，中國PM2.5污染致死人數增加了3.6萬人，其年均增長率為1.0%，明顯低于實施“大氣十條”之前的水平。進一步的解構分析表明，由于實施“大氣十條”后PM2.5濃度降低，2017年的PM2.5污染致死人數比2013年減少了6.4萬人。 在此基礎上，該研究進一步探索了2030年PM2.5污染致死人數在兩種不同的PM2.5控制政策情景（趨勢情景和強力政策情景）下的變化趨勢。研究假設趨勢情景中，中國會延續現有的空氣質量控制力度，人口加權的PM2.5濃度會在2030年逐漸降低到35μg/m3（中國現行的空氣質量標準）。而在強力政策情境中，中國會采取更加嚴格的空氣污染控制政策，人口加權的PM2.5濃度會在2030年大幅度降低至10μg/m3（世界衛生組織公布的空氣質量標準）。與此同時，人口和年齡結構按照現有趨勢發展，而疾病死亡率由于醫療保健水平的提高而進一步降低。該研究的預測結果表明，趨勢情景中PM2.5污染致死人數將在2030年達到95.3萬人，僅比2017年降低了2%。而在強力政策情景中，PM2.5污染致死人數將在2030年達到55.0萬人，比2017年降低了40%以上。這意味著，如果延續當前政策趨勢，雖然PM2.5濃度依然會有所下降，但是由于老齡化等其它因素的影響，PM2.5污染致死人數依然很難實現可持續發展目標3.9所提到的“實質性”降低的目標。中國依然需要在未來實施更強有力的空氣質量控制政策，才能夠一定程度上抵消老齡化等因素的影響，使得PM2.5污染致死人數“實質性”地下降（圖2）。 該研究的主要貢獻是通過解構分析全面認識了PM2.5濃度、人口數量、年齡結構和疾病死亡率等多個因素對PM2.5污染致死人數變化的影響，進而準確地估算了施行“大氣十條”所帶來的健康效益。同時，該研究還綜合考慮了各個影響因素的變化，對未來PM2.5污染致死人數進行了預測，為中國制定未來的環境政策，實現相關的聯合國可持續發展目標提供了重要參考。

研究對我國的海洋污染損害賠償制度提出的建議對規范企業行為，保證企業行為的合法性、合規性和合理性，增強企業的環保意識和社會責任有十分重要的意義。

項目成果/簡介:大氣顆粒物源解析技術可定性定量解析環境受體中大氣污染來源，為制定有針對性的大氣污染防治政策，實現精準治污及重污染實時成因分析提供科學依據。 國家環境保護城市空氣顆粒物污染防治重點實驗室是環保部重 點實驗室，多年從事顆粒物防治領域相關工作，擁有國內首個大氣顆粒物源和受體樣品庫，積累 40 余個城市的大氣顆粒物源與受體成分譜，保存 5000 余個顆粒物源與受體的樣品及成分數據。 實驗室擁有完備的顆粒物樣品采集及化學分析系統。目前，大氣顆粒物源解析技術已在全國 40 余個城市推廣應用。其中，自主研發的二重源解析技術、因子分析-CMB 復合受體模型和 CMB-Iteration模型等新型源解析技術被《大氣顆粒物來源解析技術指南（試行）》列為推薦使用模型。同時，因子分析-CMB 復合受體模型被寫入美國EPA 官方公布的《EPAPMF5.0 使用指南》，相關論文被列為“關鍵文獻”。實驗室建有大氣環境超級觀測站，并研發了大氣多組分在線源解析系統。應用范圍:技術主要用于城市或區域大氣顆粒物來源解析，大氣污染成因分析及環境空氣質量達標或改善規劃，重污染成因分析及應急預案，大氣污染防治決策管理支撐等。

大氣顆粒物源解析技術可定性定量解析環境受體中大氣污染來源，為制定有針對性的大氣污染防治政策，實現精準治污及重污染實時成因分析提供科學依據。 國家環境保護城市空氣顆粒物污染防治重點實驗室是環保部重 點實驗室，多年從事顆粒物防治領域相關工作，擁有國內首個大氣顆粒物源和受體樣品庫，積累 40 余個城市的大氣顆粒物源與受體成分譜，保存 5000 余個顆粒物源與受體的樣品及成分數據。 實驗室擁有完備的顆粒物樣品采集及化學分析系統。目前，大氣顆粒物源解析技術已在全國 40 余個城市推廣應用。其中，自主研發的二重源解析技術、因子分析-CMB 復合受體模型和 CMB-Iteration模型等新型源解析技術被《大氣顆粒物來源解析技術指南（試行）》列為推薦使用模型。同時，因子分析-CMB 復合受體模型被寫入美國EPA 官方公布的《EPAPMF5.0 使用指南》，相關論文被列為“關鍵文獻”。實驗室建有大氣環境超級觀測站，并研發了大氣多組分在線源解析系統。

成果內容：在6項國家級項目連續支持下，創建了在多種過濾膜表面構建仿細胞膜抗污染涂層的共性技術方法。獲得了多種抗污染性能優異的水凈化膜，建立了自清潔油水過濾分離裝置及工藝技術。抗污染不銹鋼網膜濾水通量10000-60000 L/m2h，除油率99%；抗污染超大尼龍網膜處理湖泊藻類污染的除藻率可高達95%，水體透明度及處理效率比其它處理分別提高3-5倍和100倍。抗污染膜構建技術及主要應用指標達到國際領先水平。 成果成熟度：已進入中試產品階段，需要合作進行產業化攻關。 轉化方式：技術轉讓與合作開發。 產業化應用市場需求： (1)湖泊及水源水中藻類和其它懸浮污染物高效濾除； (2)游泳池水高效、快速過濾凈化； (3)巨量含油污水自清潔過濾凈化處理； (4)原油開采液抗污染油水過濾分離； (5)水面浮油快速、高效收集； (6)生活污水高效過濾處理。 有關獎項：2017年陜西省科技工作者創新創業大賽金獎； 2021年陜西高校科學技術獎“一等獎”。 成果知識產權情況： 專利號 專利名稱 專利狀態 知識產權權屬 ZL201110203771.7 利用RAFT聚合技術在材料表面構建仿細胞外層膜結構涂層的方法 授權 獨占 ZL201110205373.9 仿貽貝粘附蛋白和細胞膜結構共聚物及其制備方法和應用 授權 獨占 ZL200910219143.0 一種仿細胞外層膜結構修飾涂層制備的方法 授權 獨占 ZL201310469385.1 一種通過聚多巴胺涂層構建功能化表界面的方法 授權 獨占 ZL201510013872.6 含磷酰膽堿和聚乙二醇的功能聚合物及其抗污涂層的構建方法 授權 獨占 ZL201610120275.8 功能型仿細胞外層膜立體結構涂層的構建方法 授權 獨占 ZL201810353089.8 一種抗生物污染的超親水微濾膜的制備方法 授權 獨占 ZL201610485203.3 一種濾紙改性制備油水分離膜的方法及應用 授權 獨占 ZL201610485188.2 一種親水/疏油型油水分離不銹鋼網膜的制備方法 授權 獨占 ZL201910027531.2 一種仿生聚合物及制作耐久性雙仿生聚合物涂層的方法及應用 授權 獨占 ZL201720628315X 一種濾水型油水分離器 授權 獨占

成果與項目的背景及主要用途： 隨著環境監測技術和管理需求的不斷發展，海洋環境監測已經逐步從費時費 力的現場觀測往自動在線連續監測的方向發展，我國海洋環境的在線自動監測系 統也不斷得到管理部門的重視和認可。與此同時，由于海洋環境水質評價自身的 缺陷以及污染物的不斷增加，海洋和環境管理對于環境評價也由原來的水質評價 往生態系統健康等環境綜合評價方向發展。 技術簡介： 本技術已應用于國家海洋局秦皇島海洋環境監測中心站“浮標配套及管理系 統”項目，在河北省秦皇島海域投放了 3 個海洋自動監測浮標，在秦皇島北戴河 浴場的海洋環境保障工作中發揮了重要的監測預警作用。通過浮標監測與實時無 線傳輸預警系統聯合監測水質數據保障入海排污口污染物達標排放，該系統可推 廣至近海、河流、水庫、水源地等各排污口監測保障水環境安全。 應用領域： 針對不同的水環境研發相應的自動監測與預警系統，主要可應用于水質污染 物監測（海水、地表水、廢水、飲用水）、赤潮災害預警、海上石油泄漏及鉆井 施工安全等領域。

2020年3月19日，《自然-通訊》（Nature Communications）雜志在線發表了北京師范大學地理科學學部何春陽教授團隊的最新研究成果，定量評估和揭示了中國空氣污染防控政策成效，指出中國依然需要在未來實施更強有力的空氣質量控制政策。該論文題為“中國需要進一步改善空氣質量以減少PM2.5污染導致的人口死亡（Stronger policy required to substantially reduce deaths from PM2.5 pollution in China）”。 PM2.5污染是指直徑小于2.5μm的細顆粒物散布在空氣中，進而影響人類福祉與健康的現象。聯合國可持續發展目標3.9明確指出，到2030年，需要實質性地減少危險化學品以及空氣、水和土壤污染導致的死亡和患病人數。根據全球疾病負擔項目最新的測算結果，中國每年有近一百萬人死于PM2.5污染。為了控制空氣污染及其負面影響，國務院于2013年施行了“大氣污染防治行動計劃”（以下簡稱“大氣十條”），計劃到2017年將城市中的PM2.5濃度降低10-25%。該計劃的整體投入約1.7萬億人民幣（約合2700億美元），覆蓋了中國三百多個地級行政區，橫跨能源、工業、交通、法律和法規等多個部門，是一項前所未有的空氣污染防治行動。2018年，中國生態環境部宣布該計劃設定的PM2.5濃度控制目標順利達成。然而，“大氣十條”相關的PM2.5污染防控所帶來的健康效益依然缺乏定論。 評價“大氣十條”健康效益的難點在于，PM2.5污染致死人數受PM2.5濃度、人口數量、年齡結構和疾病死亡率等多個因素的共同影響。目前已有研究往往使用PM2.5污染致死人數在2013-2017年的變化量來近似表示“大氣十條”所帶來的健康效益，也有研究通過假設其它因素不變來量化PM2.5濃度變化的影響。但是，這些研究都很難區分各個因素的相對貢獻，部分結果甚至相互矛盾。施行“大氣十條”究竟產生了多少健康效益依然缺乏定論。 為此，該研究結合長期的PM2.5監測數據和最新的流行病學模型，對比了實施“大氣十條”前后（2000-2013和2013-2017）中國PM2.5污染致死人數的變化趨勢。同時使用解構的思路量化了PM2.5濃度、人口數量、年齡結構和疾病死亡率等因素對于PM2.5污染致死人數變化趨勢的影響，全面揭示了“大氣十條”通過減緩PM2.5污染所產生的健康效益。結果表明，中國的PM2.5污染致死人數在2000-2017年總體呈現增加趨勢，從2000年的71.4萬人增加到了2017年的97.1萬人，增加了36.1%，年均增長率為1.8%。“大氣十條”實施以后中國的PM2.5污染致死人數依然呈現增加趨勢，但是年均增長率在2013年以后有所下降。2000-2013年，中國的PM2.5污染致死人數新增了22.1萬人，年均增長率為2.1%。而在2013-2017年，中國PM2.5污染致死人數增加了3.6萬人，其年均增長率為1.0%，明顯低于實施“大氣十條”之前的水平。進一步的解構分析表明，由于實施“大氣十條”后PM2.5濃度降低，2017年的PM2.5污染致死人數比2013年減少了6.4萬人。 在此基礎上，該研究進一步探索了2030年PM2.5污染致死人數在兩種不同的PM2.5控制政策情景（趨勢情景和強力政策情景）下的變化趨勢。研究假設趨勢情景中，中國會延續現有的空氣質量控制力度，人口加權的PM2.5濃度會在2030年逐漸降低到35μg/m3（中國現行的空氣質量標準）。而在強力政策情境中，中國會采取更加嚴格的空氣污染控制政策，人口加權的PM2.5濃度會在2030年大幅度降低至10μg/m3（世界衛生組織公布的空氣質量標準）。與此同時，人口和年齡結構按照現有趨勢發展，而疾病死亡率由于醫療保健水平的提高而進一步降低。該研究的預測結果表明，趨勢情景中PM2.5污染致死人數將在2030年達到95.3萬人，僅比2017年降低了2%。而在強力政策情景中，PM2.5污染致死人數將在2030年達到55.0萬人，比2017年降低了40%以上。這意味著，如果延續當前政策趨勢，雖然PM2.5濃度依然會有所下降，但是由于老齡化等其它因素的影響，PM2.5污染致死人數依然很難實現可持續發展目標3.9所提到的“實質性”降低的目標。中國依然需要在未來實施更強有力的空氣質量控制政策，才能夠一定程度上抵消老齡化等因素的影響，使得PM2.5污染致死人數“實質性”地下降（圖2）。 該研究的主要貢獻是通過解構分析全面認識了PM2.5濃度、人口數量、年齡結構和疾病死亡率等多個因素對PM2.5污染致死人數變化的影響，進而準確地估算了施行“大氣十條”所帶來的健康效益。同時，該研究還綜合考慮了各個影響因素的變化，對未來PM2.5污染致死人數進行了預測，為中國制定未來的環境政策，實現相關的聯合國可持續發展目標提供了重要參考。

利用農業生態工程技術，實現重金屬污染農田土壤的安全和高 效利用，工礦污染區土壤重金屬等污染物的生態阻斷，降低和消除重金屬的環 境毒害效應。我國重金屬污染面積占耕地面積 20%以上，工礦企業場地污染嚴重。 隨著經濟發展和社會環境意識不斷提高，污染治理和土壤保護工作將日益受到 各級政府和廣大人民群眾的重視，重金屬污染土壤生態工程治理技術（綠色原 位修復）將具有廣闊的應用前景。 技術特點與優勢：重金屬污染物年度年均下降 5%以上；土壤質量和生產潛 力得到恢復；生產效益（產值）比治理前提高 15%以上。綠色技術，治理與利用 同步，阻斷污染危害，保持和提高土壤生產效率。 

大氣顆粒物源解析技術可定性定量解析環境受體中大氣污染來 源，為制定有針對性的大氣污染防治政策，實現精準治污及重污染實 時成因分析提供科學依據。 國家環境保護城市空氣顆粒物污染防治重點實驗室是環保部重 點實驗室，多年從事顆粒物防治領域相關工作，擁有國內首個大氣顆 粒物源和受體樣品庫，積累 40 余個城市的大氣顆粒物源與受體成分 譜，保存 5000 余個顆粒物源與受體的樣品及成分數據。 實驗室擁有完備的顆粒物樣品采集及化學分析系統。目前，大氣 顆粒物源解析技術已在全國 40 余個城市推廣應用。其中，自主研發 的二重源解析技術、因子分析-CMB 復合受體模型和 CMB-Iteration 模型等新型源解析技術被《大氣顆粒物來源解析技術指南（試行）》 列為推薦使用模型。同時，因子分析-CMB 復合受體模型被寫入美國 EPA 官方公布的《EPAPMF5.0 使用指南》，相關論文被列為“關鍵文 獻”。實驗室建有大氣環境超級觀測站，并研發了大氣多組分在線源 解析系統。 市場應用前景： 技術主要用于城市或區域大氣顆粒物來源解析，大氣污染成因 分析及環境空氣質量達標或改善規劃，重污染成因分析及應急預案， 大氣污染防治決策管理支撐等。