科學與人生 | 郝吉明：但知有志須有為，此心忘我自無窮
郝吉明(1946 ~ )，山東梁山人。環境工程專家。中國大氣污染防治的主要開拓者和領軍人之一，2005年當選為中國工程院院士。1970年清華大學給水排水工程專業本科畢業，1981年獲清華大學核環境工程碩士學位，1984年獲美國辛辛那提大學環境工程博士學位。1984年回校工作，曾任環境科學與工程系主任，現任清華大學學位評定委員會副主席、環境科學與工程研究院院長。研究領域為能源與環境、大氣污染控制工程。主持全國酸沉降控制規劃與對策研究，為確定中國酸雨防治對策起到了主導作用；建立了城市機動車污染控制規劃方法，推動中國機動車污染控制進程；深入開展大氣復合污染特征、成因及控制策略研究，發展了特大城市空氣質量改善的理論與技術方法，推動中國區域性大氣復合污染的聯防聯控。獲國家科技進步獎一等獎1項、二等獎2項，國家自然科學獎二等獎1項。
1984年初冬，北京街頭寒意漸濃，清華大學環境工程系的創建工作卻在如火如荼地進行著。按照祖國的召喚，郝吉明加入到環境工程系的發展洪流中，與同事們一起協助導師李國鼎先生規劃著學科的發展方向、構筑著便捷高效的科研行政體系、凝聚著來自五湖四海的學術人才、培育出一批又一批莘莘學子。他們嘔心瀝血，用自己扎實細致、卓有成效的工作催動著清華環境系乃至中國環境科研事業的勃發。作為清華大學改革開放后第一位從美國回校任教的博士，作為清華環境系大氣污染控制方向的拓荒者之一，郝吉明在校領導和師長前輩為他搭建的舞臺上不知疲憊地揮灑著心血與激情。從講師到副教授、教授，一次次破格晉升背后是浸滿汗水的研究成果；環境科學與工程系主任、首批長江學者獎勵計劃特聘教授、中國工程院院士，一項項榮譽背后是祖國和母校深切的期許； “863” 計劃、“973” 計劃，一個個國家重點科研項目背后是越來越沉重的責任。 “是國家、人民和母校培養了我，把我放在這個位置上，我就要承擔起這個位置的責任。” 回憶往事，郝吉明總是用淡泊平靜的語氣將二十多年的成績一帶而過。在他眼中沒有什么成績和榮譽，為國家的需求服務、為國家的發展出謀獻策、為國家的繁榮富強盡一份力量，這是他應該做的。一個人完成了自己應該做的事又有什么好炫耀的呢? 然而當我們翻開郝吉明的研究履歷，追溯那些重大成果從提出、到開展研究、到推動政策發展和市場發展的全過程，其中蘊含的遠見卓識、百折不撓和“敢為天下先” 的精神卻是那樣燦爛奪目。
(一) 二氧化硫和酸雨污染控制
1985年，隨著工業發展步伐的加快和全世界環境保護事業的發展，酸雨控制進入了政府決策者和科學界的視野。專家組設立，剛剛從美國學成歸來、對美國國家酸雨控制計劃較為熟悉的他義不容辭，成為清華大學在酸雨控制研究中的核心力量。針對中國當時大氣污染排放的實際情況，結合清華大學強有力的工科背景，他提出以燃煤二氧化硫控制為研究重心，從典型地區入手，將局地污染與區域污染相結合，將控制技術與污染理論研究相結合的研究思路。后來證明，這一思路既發揮了清華大學的研究優勢、又能為政府和工業企業所接受。從二氧化硫污染嚴重的柳州開始，從二氧化硫排放最嚴重的燃煤電力行業開始，到廣東、到廣西、到全國，研究范圍不斷擴大。課題組提出了«中國燃煤電力行業二氧化硫控制規劃»，進行了干法和半干法脫硫技術的研發，編制了«二氧化硫控制技術手冊»，出版了多本學術專著。
隨著研究的深入，人們開始意識到要推動酸雨控制，中國和美國不一樣。中國二氧化硫污染不達標地區較多，而達標地區也存在著酸雨現象。地方政府對控制二氧化硫較為關注，對酸雨污染控制卻有些摸不著頭腦。對此，郝吉明和課題組成員反復商討，創造性地提出了“兩控區” (二氧化硫控制區和酸雨控制區) 的先進理念。 “兩控區” 的提出引發了新的問題，二氧化硫的控制指標非常明確，酸雨的控制指標卻存在爭議。當時多數學者提出以ｐＨ 為指示指標，但ｐＨ 只能顯示降水的酸堿平衡點，并不能直接反應酸雨污染的生態影響。經過大量調研，以郝吉明為負責人的清華研究組提出，比起降水ｐＨ 值，酸沉降通量更重要。由此在全國范圍內展開了酸沉降臨界負荷研究，綜合各地大氣、土壤、水體和生態環境的具體情況計算該地區可以承受的酸沉降通量，即為“臨界負荷”。后來，國家在制定«二氧化硫和酸雨兩控區規劃» 時根據臨界負荷對酸雨控制區進行了劃定，使得我國的酸雨污染控制從起步之日就與生態環境危害關聯到了一起，成為了一場目標明確的戰斗。
二氧化硫排放控制標準的及時提出、重要排放源二氧化硫控制設備的研發和快速推廣使得改革開放以后中國在工業飛速發展的同時一定程度地遏制了污染物排放的增長幅度， “兩控區” 規劃的實施使得重點區域和脆弱區域的生態環境得到了有效保護，沒有走發達國家走過的老路。然而污染控制工作永遠不是一勞永逸的。隨著經濟發展、城市化進程、產業結構布局調整等內外因素的變化，二氧化硫和酸雨污染的特征在不斷變化；同時，污染控制對策、技術和思路也在不斷改進。從1985年至今二十余年，二氧化硫作為最重要的大氣污染物之一，始終是郝吉明及其研究團隊關注的重點。從控制途徑角度，他們提出了煤炭硫分生命周期控制理論，即按照硫在煤炭中的遷移轉化過程，采用開采低硫煤、低硫燃燒、煙氣脫硫等各項措施進行全過程控制；從控制對象角度，針對工業企業規模化之后高架點源日益增多的趨勢，提出了區域聯防聯控的新思路；從控制技術角度，基于多年研究經驗總結出二氧化硫控制的工藝選擇、布局、燃料選擇等一整套的控制技術，提出綜合性的二氧化硫控制技術政策；從經濟角度，提出要從燃料性能入手，限制燃料含硫量，并協助北京市等地方政府開展脫硫公司準入評估……
郝吉明及其研究團隊在二氧化硫減排和酸雨污染控制方面的研究成果在國家二氧化硫減排行動中被廣泛應用，成為20多項國家重大政策、法規制定的核心科技支撐，并為兩控區175個地市排硫污染控制規劃和31個省、直轄市和自治區的主要大氣污染物減排規劃提供了標準技術方法。這些重大政策、法規和規劃的實施全面推動了我國二氧化硫減排的大規模實踐。
如今提到二氧化硫排放和酸雨污染控制，郝吉明的思路已延伸到了更遠的地方。“進行污染控制，必須綜合考慮技術、社會和經濟的可行性，環境科學不僅僅是自然科學，也是社會科學。比如我們當時劃定酸雨區把國家級貧困縣排除，就是考慮到不同地區的社會承受能力，應允許其存在不同的發展階段。” 他的目光已經超越了一名環境科學學者的高度，而他最根本的信念仍扎根在“為國家需求服務、為國家發展服務” 的沃土上。科學家走在人類探尋知識的前列，而真正的科學家不是一味好奇的孩子，推動他們前進的是使命和責任，是為國為民謀求幸福進步的心靈。
(二) 機動車污染控制
如果讓公眾提出當今中國大氣污染控制領域面臨的主要問題，城市機動車污染大概會榜上有名。然而在20世紀80年代末90年代初，城市機動車污染即使在這個領域的專家心中也還提不上議事日程。城市機動車污染來源于機動車保有量的激增，在那時的中國，形形色色的私人小汽車和四通八達的道路網似乎還是資本主義社會的象征。可是，已經在二氧化硫污染領域做出卓越成績的郝吉明卻開始在這個草萊未辟的新天地里傾注心血。1994年世行貸款支持的Ｂ93項目成為了城市機動車污染控制研究的起點。
研究伊始，要回答的是控制機動車污染的重要性。1997年受北京市政府委托，他帶領課題組開始進行北京市機動車污染研究。其時機動車保有量、活動水平、油品消耗量、污染物排放因子等各項基礎數據的統計和調研都處于起步階段。方法可以借鑒國外發達國家的研究成果，數據從哪里來? 研究團隊上下齊心協力開發各種途徑，從道路實測尾氣排放到收集車票統計車輛行駛速度，終于啃下了“機動車排放對北京大氣污染的分擔率” 這塊硬骨頭。回答了控制重要性的問題，機動車污染控制研究的前景隨之打開。在福特基金和國家自然科學基金的支持下，工作進一步深入，開始解決污染控制途徑的核心問題。當郝吉明的研究團隊把“新車污染物排放控制” 這個最有效的措施擺上桌面，首先響起的卻是反對和質疑的聲音。
反對者的著眼點不在技術，而在經濟。當時中國的汽車制造行業剛剛起步不久，技術水平較低，產品的排放情況肯定比不上有近百年歷史的國外大型企業。如果開展新車排放控制和相應的準入制度，會不會把本土汽車制造業扼殺在襁褓之中? 對在用車進行減排改造同樣可以減少機動車排放污染，效果立竿見影，為什么不以此作為首選措施? 這些質疑帶來的壓力是巨大的，已經遠遠超出了環境科學工作者能夠承擔的范圍。這一次，郝吉明同樣沒有知難而退。新車排放控制行不行? 答案必須用準確的事實和細致的測算說話。為此，郝吉明和同事、學生一起對國內汽車市場和汽車制造企業開展調研，將我國汽車工業的實際情況與國外對比，進行深入細致的經濟可行性分析。最后，他堅定地告訴政府和各行各業的專家: “進行新車污染物排放控制、分步驟地加嚴機動車新車尾氣污染物排放標準，這是我國控制城市機動車污染最有效、也是最經濟可行的方法。”
在這一研究結論的指導下，機動車新車尾氣污染物排放標準的制定工作逐步開展。受國家環境保護總局的委托，清華大學環境科學與工程系負責«控制機動車排放污染的技術政策» 的起草工作，于1999年6月由國家環保總局、科學技術部和國家機械工業局共同發布實施。1998 年郝吉明的研究團隊承擔并完成北京市«輕型汽車排氣污染物排放標準» 的起草任務。 1999年1月，北京率先施行輕型機動車國Ⅰ排放標準，2000 年1月，該標準在全國范圍內施行；2003 年9月和2004年7月，柴油車、汽油車的國Ⅱ標準分別在全國施行；2007年7月，國Ⅲ標準在全國施行；2010年7月，國Ⅳ標準正式施行；目前，國Ⅴ、國Ⅵ標準已基本制定完成，北京市« “十二五” 綠色北京發展規劃» 中提出計劃于2012年推行國Ⅴ標準。事實證明，新車排放控制政策的出臺非但沒有阻礙我國汽車行業發展，反而促進了汽車行業從技術和理念上與國際接軌、實現了跨越式的發展。2000年以來，全國城市機動車保有量以每年10％的速度增長，北京機動車保有量的年增長率更是達到了15％ 以上。面對著特大城市機動車激增、道路擁堵的現狀，人們不禁要問，如果20世紀90年代初我們沒有開始為控制城市機動車污染做準備，現在又將面臨怎樣惡劣的局面?
隨著國家對機動車污染控制重視程度的提高，郝吉明肩上的擔子也更重了。通過對機動車本身污染物減排潛力的分析，他提出不但要控制車輛、還要控制油品質量、改善道路系統。車用燃油“無鉛化” 之后的燃油“低硫化” 變得越來越急迫。研究視野進一步擴大， “綠色交通體系” 成為清華研究團隊為各級政府提供的又一個智慧的結晶。合理進行城市布局、促進城市土地與交通的協調發展、從根本上控制交通需求；以人為本、保證行人和自行車通行的優先權、促進城市居民出行結構調整；集中力量優先發展公共交通、特別是軌道交通，增加交通工具的空間和能源利用效率；特大城市對機動車保有總量實施約束性控制，通過完善機動車相關稅收政策等措施逐步減少機動車的活動水平……一項項切實可行的措施建議在郝吉明的研究團隊中誕生，在全國各主要城市機動車污染控制領域發揮著巨大作用。研究成果推動了北京和全國范圍9項關鍵機動車排放控制標準和技術政策的制定與實施，創造了顯著的環境和社會效益。
(三) 區域性大氣復合污染控制
現代社會，城市聚集了大量人口、工業和服務，城市大氣質量的好壞直接影響著人們的身體健康和生活質量，也因此成為世界各國開展空氣污染防治的最重要的區域。我國城市化和工業化的快速進程，使得能源、交通、工業活動集中在以北京、上海、廣州等特大城市為中心的城市群。三大城市群占國土面積的6.3％，卻消耗40％的煤炭、生產50％的鋼鐵、擁有43％ 的汽車，各類大氣污染物排放非常集中。近年來，城市空氣污染性質從煤煙型向煤煙－機動車復合型轉變，從本地污染向區域污染轉變，環境空氣質量關注的主要污染物從一次污染物向二次污染物轉變，成為環境科學研究領域的一大難題。郝吉明和他的研究團隊是最早追蹤這種變化、提出這種變化的群體之一。和機動車污染提出之初受到的疑問類似，在2000年前后區域污染的概念和影響尚未得到國內學界和政府的普遍認同。認識的不足直接導致重視程度的不足，而在環境污染控制領域，一時的滯后就可能會導致嚴重后果。為了促進國內對區域污染影響的認識， 2004 ~2005年期間，郝吉明與國外專家共同發表了多篇關于中國特大城市大氣污染的文章，引起了國內外的廣泛討論，也逐漸引起了政府決策層的重視，推行區域大氣污染控制成為新世紀空氣質量改善領域的主要議題之一。
結合北京奧運會對城市環境空氣質量的要求，區域大氣污染控制研究在北京及周邊地區率先展開。郝吉明帶領他的研究團隊進行了大量的源排放測試、環境空氣質量長期連續觀測、實驗室模擬和數值模擬分析，建立了高分辨率的固定源和流動源污染物排放清單，提出了微細顆粒物、二次有機氣溶膠等一次和二次大氣污染物的區域性成因，構建了多污染物多區域協同控制的決策分析方法和模型，并提出了基于區域大氣污染特征的排放控制途徑。這些研究成果在«第29屆奧運會北京空氣質量保障方案» 的制定和實施中得到全面應用，相關的技術途徑和方法也被天津、河北、山西、內蒙古和山東五省在奧運空氣質量保障措施制定中采用或借鑒。該方案經國務院批復實施后，使奧運期間北京主要污染物減排50％ 以上，空氣質量全部達到國際奧委會要求。項目成果還在制定上海世博會、廣州亞運會、濟南全運會等空氣質量保障方案的過程中發揮了重要作用，成為重慶“藍天工程計劃” 和烏魯木齊“大氣污染控制對策與措施” 制定和實施的關鍵科學依據。
北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會……一次次重大國際活動考驗著中國區域大氣污染控制措施的成效，并最終都給出了高度評價。這是一個科研工作者最大的驕傲，也是郝吉明口中一句謙遜的“不辱使命”。 2010年春節前后，他給溫家寶總理寫信建議在全國三大城市群推動大氣污染區域聯防聯控，目前在環保部的領導下正在不斷深化區域聯防聯控新機制。
回顧自己近三十年的科研歷程，郝吉明總結出了四點最深的體會:
第一， 科學研究必須以國家環境保護的重大需求為前進方向，這樣才能做到理論與實踐的緊密結合、學術與應用的緊密結合，才能真正使研究成果轉化為生產力，為國家發展做出貢獻。
第二，創新的理念在科學研究中尤為重要，新觀點新看法在提出之初可能會引起爭論、得不到重視，最終卻往往會促進科學技術和社會、產業的同步發展。
第三，做好科學研究必須具有前瞻性的眼光，把握國家經濟社會發展的方向和國際相關學科的前沿動態。環境保護是一項綜合性的公益性事業，它最能代表先進生產力的發展方向，最能代表先進的社會文化，也關系到最廣大人民的利益。
第四，團隊工作是科學研究能夠可持續發展的保障，作為團隊的領導者必須注重人才培養，要敢于打硬仗，力求在實戰中考驗鍛煉團隊、培養人才。大氣污染防治任重道遠，空氣質量管理是持續發展和改善的過程，我們必須堅持不懈。
本文摘編自魏復盛主編《20世紀中國知名科學家學術成就概覽（農學卷 第一分冊）》，本系列學術成就概覽總主編錢偉長。
