日常生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，冬季大氣中的顆粒物濃度隨著冬季取暖燃煤量的顯著增多而增高。人為活動(dòng)排放污染物是顆粒物濃度增加的主因，同時(shí)冬季不利的氣象條件也為濃度的增加做了“貢獻(xiàn)”。

在清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授蔣靖坤看來(lái)，對(duì)大氣污染有效的控制和治理離不開科學(xué)研究的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。蔣靖坤帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)正是從大氣顆粒物的測(cè)量、成因、來(lái)源和控制等多方面展開了科研攻關(guān)與技術(shù)創(chuàng)新。

在我國(guó)北方，冬季采暖季顆粒物污染尤其嚴(yán)重。蔣教授表示，控制顆粒物，不僅要控制一次顆粒物的排放，還需要控制二次顆粒物的生成。這是因?yàn)椋欧抛詸C(jī)動(dòng)車、燃煤、工業(yè)活動(dòng)等的一次污染物中的二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物等氣態(tài)污染物還會(huì)在大氣中轉(zhuǎn)化為二次顆粒物，包括硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和二次有機(jī)氣溶膠。通過(guò)大氣顆粒物來(lái)源解析可以發(fā)現(xiàn)，北京大氣顆粒物中的二次組份可占PM2.5總質(zhì)量濃度的50%——70%。

日常生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，冬季大氣中的顆粒物濃度隨著冬季取暖燃煤量的顯著增多而增高。人為活動(dòng)排放污染物是顆粒物濃度增加的主因，同時(shí)冬季不利的氣象條件也為濃度的增加做了“貢獻(xiàn)”。由于冬季氣溫低，易產(chǎn)生逆溫層，使得污染物積累在逆溫層之下的狹小空間，更加重了顆粒物污染程度。正是基于以上背景，蔣靖坤團(tuán)隊(duì)圍繞氣溶膠測(cè)量?jī)x器的研發(fā)、污染源一次顆粒物的形成與排放、大氣二次顆粒物的成因三個(gè)方面展開了一場(chǎng)“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”。

蔣靖坤認(rèn)為，當(dāng)前氣溶膠研究領(lǐng)域重要的使命，乃是如何地測(cè)量復(fù)雜的污染物組分,并揭示其相互影響和轉(zhuǎn)化的機(jī)理。基于京津冀地區(qū)污染物來(lái)源、成分以及在大氣中化學(xué)反應(yīng)極其復(fù)雜的現(xiàn)狀，蔣靖坤團(tuán)隊(duì)從兩個(gè)角度入手，一是研發(fā)更準(zhǔn)確、快速、細(xì)致、的測(cè)量?jī)x器，二是利用所測(cè)量的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度數(shù)據(jù)分析、大膽假設(shè)與科學(xué)求證，用實(shí)驗(yàn)方法及模型計(jì)算相結(jié)合，將復(fù)雜問(wèn)題抽絲剝繭，并一一解答。

在測(cè)量?jī)x器方面,蔣靖坤研發(fā)了氣溶膠全粒徑譜測(cè)量?jī)x、1-3納米氣溶膠粒徑分布測(cè)量?jī)x、顆粒物有機(jī)組分在線測(cè)量?jī)x、微型空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站和污染源PM10/PM2.5雙級(jí)虛擬撞擊采樣器等。其中，1-3納米氣溶膠粒徑分布測(cè)量?jī)x、顆粒物有機(jī)組分在線測(cè)量?jī)x屬于前沿技術(shù)，*了氣溶膠領(lǐng)域相關(guān)測(cè)量方法和儀器。其研制的氣溶膠全粒徑譜測(cè)量?jī)x、微型空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站和污染源PM10/PM2.5雙級(jí)虛擬撞擊采樣器等也已經(jīng)逐步被相關(guān)單位應(yīng)用，為我國(guó)大氣細(xì)顆粒物污染防控提供了技術(shù)保障。

“測(cè)得快就是要時(shí)間分辨率高，捕捉污染物瞬時(shí)變化過(guò)程;測(cè)得細(xì)就是不僅要測(cè)濃度，還要測(cè)粒徑分布、成分組成和形貌等，在變化的過(guò)程中對(duì)不同污染物定位;測(cè)得全就是不能有任何疏漏，進(jìn)而開展全面綜合的研究。”蔣靖坤說(shuō)。在氣溶膠污染特征方面，蔣靖坤鍥而不舍地利用自主研發(fā)儀器及目前上儀器，對(duì)氣溶膠的來(lái)源、成因、環(huán)境影響等進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，終于成果斐然，曾先后獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和北京市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，并受邀擔(dān)任相關(guān)領(lǐng)域核心期刊的編輯。

放眼，蔣靖坤領(lǐng)導(dǎo)的氣溶膠實(shí)驗(yàn)室也保持著測(cè)量?jī)x器更為的優(yōu)勢(shì)。他們還建立了系統(tǒng)燃燒測(cè)試平臺(tái)，將粒徑譜儀、顆粒物有機(jī)組分在線測(cè)量?jī)x、氣溶膠質(zhì)譜等xian進(jìn)的測(cè)量?jī)x器應(yīng)用在了各類污染源的實(shí)際測(cè)量中，包括民用固體燃料燃燒、工業(yè)煤燃燒、機(jī)動(dòng)車等。蔣靖坤通過(guò)實(shí)際測(cè)量各類污染源排放情況，指導(dǎo)制定合理的污染物源頭控制措施。比如，在民用固體燃料燃燒排放污染物研究中，他通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量及模擬，分析了民用煤燃燒過(guò)程中顆粒物的階段性排放特征及生成機(jī)制。針對(duì)燃燒初期污染物大量排放的特征及機(jī)理，他通過(guò)實(shí)驗(yàn)室控制試驗(yàn)和外場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐提出了燃料調(diào)質(zhì)(原煤碳化、生物質(zhì)-無(wú)煙煤混燒)和開發(fā)新爐具提高燃燒效率兩條控制途徑，從而大幅度降低了民用固體燃料燃燒污染物的排放。這些方法已經(jīng)在京津冀地區(qū)居民散戶中得到應(yīng)用，并取得了階段性成果。成果為環(huán)保部民用燃煤污染物排放相關(guān)管理政策的制定提高了科學(xué)支撐。

“不同污染物之間相互轉(zhuǎn)化、相互影響，只有瞄準(zhǔn)和探究各類污染物在大氣中的變化過(guò)程，才能建立更為科學(xué)的和的污染物控制措施。”蔣靖坤領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)使用的測(cè)量?jī)x器，在北京、上海、林芝等典型污染和清潔大氣環(huán)境開展大氣外場(chǎng)觀測(cè)，研究大氣二次顆粒物的成因。提出了適用于我國(guó)污染大氣環(huán)境高顆粒物濃度下高新粒子生成速率的量化公式。與已有歐美方法相比，新公式改進(jìn)了對(duì)新粒子凝并損失的估算。并發(fā)現(xiàn)凝并去除效應(yīng)是北京地區(qū)新粒子生成事件的主控因子，這同歐美相關(guān)大氣站點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)有著顯著差異。研究成果將有益于進(jìn)一步認(rèn)知我國(guó)典型大氣環(huán)境中二次新粒子生成現(xiàn)象的特征和機(jī)理。

隨著現(xiàn)實(shí)需求與環(huán)境變化，大氣顆粒物污染對(duì)人體健康的效應(yīng)也是擺在科學(xué)家面前的難題。蔣靖坤正在進(jìn)一步提高對(duì)污染源一次顆粒物形成和排放的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)，并揭示京津冀地區(qū)高氣溶膠濃度背景下的大氣二次顆粒物成因，同時(shí)通過(guò)與其他專業(yè)的學(xué)者合作，綜合評(píng)估顆粒物的環(huán)境及健康風(fēng)險(xiǎn)。他在研究氣溶膠理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，也逐步將目光轉(zhuǎn)向顆粒物的健康影響上。“一方面要建立氣溶膠健康影響評(píng)估方法、研發(fā)氣溶膠健康影響測(cè)量?jī)x器;另一方面，利用毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，科學(xué)評(píng)估我國(guó)當(dāng)前顆粒物的毒性及影響。”蔣靖坤說(shuō)。

人的成長(zhǎng)與發(fā)展離不開團(tuán)隊(duì)的力量。對(duì)蔣靖坤而言，科技新星計(jì)劃聚集了一大批的專家學(xué)者，北京市科委除了提供必要的科研經(jīng)費(fèi)支持之外，還為其搭建了一個(gè)與專家學(xué)者深入交流的平臺(tái)。在項(xiàng)目申報(bào)、實(shí)施、結(jié)題的過(guò)程中，北京市科委均組織專家對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行考核和指導(dǎo)，這對(duì)于項(xiàng)目的順利開展具有重要的指導(dǎo)意義。同時(shí)他呼吁：“科技新星項(xiàng)目作為北京市的重要人才項(xiàng)目，可以考慮適當(dāng)增加支持力度，同時(shí)探索新星項(xiàng)目結(jié)題后的后續(xù)支持機(jī)制。”

作為清華大學(xué)長(zhǎng)聘教授，博士生導(dǎo)師，環(huán)境模擬與污染控制國(guó)家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室清華大學(xué)分室主任，蔣靖坤多年來(lái)一直致力于氣溶膠測(cè)量和大氣顆粒物成因研究工作，為如何解決我國(guó)霧霾問(wèn)題殫精竭慮，相信在北京市科委的支持下蔣教授能夠進(jìn)一步推進(jìn)科技治霾的進(jìn)展。