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蓝天守望者——环境学院张远航团队获评首批“全国高校黄大年式教师团队”
日期: 2018-03-07  信息来源: 新闻中心

2017年底,为贯彻落实习近平总书记对黄大年同志先进事迹重要指示精神,根据《教育部关于开展全国高校黄大年式教师团队创建活动的通知》,在部委院校高校自主申报、省级教育行政部门遴选推荐、专家评审基础上,首批“全国高校黄大年式教师团队”脱颖而出。其中,北京大学环境科学与工程学院张远航团队凭借近40年在环境科学领域的兢兢业业、几代人空气污染治理工作的累累硕果,成为北京大学唯一入选“黄大年式教师团队”的优秀教师团队。

张远航,1978年考入北大,成为我国恢复高考以后第一届环境分析化学专业本科生,师从团队奠基人唐孝炎院士。1990年,张远航从北京大学环境科学中心毕业,获博士学位,历任北京大学环境科学中心主任、环境科学与工程学院院长、教授,长期从事大气污染的基础理论和防治技术研究,主持开展了一系列具有原创性的研究工作,担任国家“863”重大项目和科技部“蓝天科技工程重点专项”总体专家组组长,牵头编制了“大气污染成因与控制技术研究”国家重点研发计划重点专项实施方案,发表SCI文章百余篇,被环境保护部授予“国家环境保护专业技术领军人才”,获国家科技进步二等奖和省部级科技进步奖等多项荣誉。2015年,张远航当选为中国工程院环境与轻纺工程学部院士。

几十年来,张远航团队形成了集污染探测、理论研究、决策支持和区域实践为一体的学术思路,取得了多项重大理论创新,实现了区域立体监测和大型综合观测的技术突破,构建了富有特色的区域大气复合污染防治技术体系,并选择广东省珠江三角洲开展长期定点实践,为珠江三角洲空气质量的持续改善提供了科技支撑,也为国家和其他区域提供了技术借鉴。

博学笃行,家风传承

“环境科学与工程学院一直强调基础研究要为解决社会问题服务。基础研究不仅仅是应用的问题,我们希望它能带来未来中国在污染控制方面更多的思路转变。”环境科学与工程学院院长、团队成员朱彤向记者介绍道。北京大学环境科学与工程学院一直站在“蓝天保卫战”的最前线,数十年如一日地致力于大气污染防治的理论研究、技术研发、人才培养和社会服务工作,逐渐探索出符合中国国情的大气污染防治工作模式。近年来,随着一篇篇学术论文在国际权威期刊上发表,一个个学术难题迎刃而解,张远航团队在服务社会工作中也取得了突出成就。

在环境科学与工程学院,学生是开展科研工作的主体,全面参与了大气污染防治的科技创新。除了在实验室从事科学研究外,他们还进行大量野外观测实验。“每次出去开展观测的时候,团队老师就像家长一样,时时处处关心我们的工作成果和健康成长。”张远航团队里的青年学者陆克定说。负责学院教学工作的副院长王奇则表示:“团队对很多在国外读书工作的同学一直很有吸引力,在这儿做研究,就像在一个大家庭一样,感觉很舒服。”

 
团队成员主持2017年“生物气溶胶与人类健康、国家生物安全及大气污染”香山会议的合影

采访过程中,“传承”和“家庭”是最常被提及的字眼。张远航团队在自然形成过程中,一直将师德师风放在首位。团队奠基人唐孝炎院士言传身教,开创了团队“为人、为事、为学”三位一体的学生培养理念,八十多岁高龄依然给大一新生上课,注重传承我国人才培养的优良传统,长期坚持“集体讨论教案、新教师试讲、定期听取学生反馈”等教学方法,融入“翻转课堂”等新教学形式,不仅传授经典知识,更着力传递珍爱环境的人文情怀。团队带头人张远航讲授大气环境化学课程二十余年,倡导形成以国际学术前沿推动研究中国问题的人才培养方法;朱彤教授开创了多个本科生国际合作交流平台,大力拓展本科生的国际视野;胡敏教授热心培养学生的实践能力,为学生解决生活困难,并积极投身中小学生的环境素质培育;要茂盛副教授利用其最新研制的病原体分析仪救助内蒙古肺炎患儿,不眠不休40余小时及时筛查出病原体。团队教师引导学生将国家需求融入个人的价值理想,广受师生好评。

团队根据环境问题的特征与复合型领军人才的培养目标,创造性地提出以厚基础、宽口径、重能力、有特色为核心的学生培养理念。经过积极尝试和探索,设计了从通识到专业双层递阶知识学习的“Double 12”教学体系,在本科生培养中得到检验,走在了学校教学改革的前列,获2017年北京大学教学成果一等奖。该体系被当作高校环境科学专业规范在全国推广。在教学过程中,团队发挥科研优势突出的特点,将最新研究成果融入课堂讲授与实践教学中,引领学生逐步走上世界学术舞台。其中,团队里的张远航教授担任教育部环境科学与工程教学指导委员会副主任和国务院环境学科评议组成员,主持完成环境科学专业发展战略,推动我国环境科学专业教学改革及人才培养模式创新。

谈到人才队伍建设,在张远航教授带领下,按照“立体监测-理论探究-决策支持-区域实践”的思路,经过培育和实践锻炼,形成了一支年龄梯队合理、学术方向高效协作的队伍,目前包含中国工程院院士2名、“长江学者”2名、“国家杰青”4名、“国家优青”2名、“青年千人”5名,获科技部重点领域“大气复合污染防治创新团队”和国家自然科学基金“区域与全球大气化学过程与环境效应”创新群体荣誉称号,成为国际大气环境化学研究与人才培养的重要基地。从本科阶段开始,环境科学与工程学院的同学就不断参与到理论研讨和外场观测的科研队伍中。“我们相信北大的同学有这个能力,”胡敏老师说,“现在团队里独立开展科研工作、带项目的老师,很多都是从本科时就加入团队的。”

2012年至今,学院约95%的本科毕业生选择继续深造,一大批毕业生在海外深造后受团队感召,选择回国发展。“我觉得这个传承也是与时俱进的,我们这批都是老北大,但我们的学生都是出过国、学习交流回来的,我觉得带来很多新鲜的东西和研究方式,我们讨论问题的方式也不一样,比如从德国回来的,就会非常注重细节,从美国回来的,总能想到新花样。”胡敏笑着谈到团队中的国际元素,“这个团队是开放的,是往国际化方向走的,就像一个家庭一样,乐观、爱交朋友。我们不是关起门来不跟别人打交道、自己过小日子的团队。”国际化背景是这支团队始终向前、始终走向国际的动力。

“我们希望传承下去的,就是这种亦师亦友的师生关系,当然还有对科学一以贯之的洞察和创新能力。既要有非常深厚的理论功底,也要承担起更多未来社会发展的责任。”朱彤院长对团队传承提出殷切期望,“我们希望未来团队能一直传承对科学问题追求更深刻认识的热情,这不仅仅是科学家的科研动力,也是团队的社会使命。”

栉风沐雨,学而为新

在胡敏看来,“北大是常为新的”,环境学科的发展也应如此。她总是不断问自己、问学生:“工作有什么新进展?研究有哪些新意?”即使在不同地方开展同类型的观测,每次也要注入新的技术和想法。“我们要敢去做别人没做过的事,敢去啃硬骨头。”1997年,唐孝炎院士和研究团队在国际上率先提出“大气复合污染”的科学思想,并在大气氧化性、新粒子爆发增长、环境健康、国际环境履约机制等方面取得了多项重大理论创新,成为国际大气环境领域最新进展的重要组成部分。近五年来,累计承担国内外重大科技任务超过110余项,总经费逾3亿元,并与德国于利希研究中心共建教育部“区域污染控制”国际联合实验室。相关研究成果在《科学》(Science)(2篇)、《自然地球科学》(Nature GeoScience)(2篇)、《美国科学院院报》(PNAS)(3篇)、《化学评论》(Chemical Review)(2篇)等国际一流学术期刊上发表数百篇高水平论文,获教育部自然科学一等奖2项,产生良好的国际学术影响。

 
张远航团队参观德国于利希研究中心飞艇观测实验基地

大气化学机制极为复杂,往往需要同时观测上百种参数。丰硕的学术成果和“大兵团作战”模式的高效运转密不可分。从偏僻山野到大气污染严重的华北、珠三角、长三角、成渝等地区,从海拔6500米的珠峰观测营地,到飘摇无依的东海海面,张远航团队忙碌的身影遍及祖国乃至世界的各个角落。每一次外场观测,多则上百人,少则二十几人。胡敏笑着说:“我们要做一支‘召之即来,来之能战,战之能胜’的队伍。”这支队伍在长期历练中羽翼渐丰,团队间形成了有效的沟通和协作机制,大到观测方案的制订,小到仪器如何摆放、空间如何分配,各项工作都能开展得有条不紊。

燕园理科1号楼6楼楼顶,几十台不同类型的观测设备日夜运转,记录着北京的空气质量,这便是张远航团队在校园内长期运行的“城市大气环境定位观测站”。硕士生金亚里每天早晨7点半就来到这里,负责PM2.5采样仪的滤膜更换和设备维护。每天取回前一天的采样滤膜后,她还需及时对滤膜上负载的颗粒物进行称重、成分分析。“冬天楼顶非常冷,夏天又特别晒,北京的风有时特别大,实验操作几乎无法进行。但在参与大型观测的过程中,我发觉自己渐渐爱上了这项工作,尤其清晨站在楼顶眺望,天空湛蓝,远处青山清晰可见,心情也会无比舒畅,这可能是我们环境人才有幸独享的风景。”

为了更好地评估区域空气质量,代表性观测站点的选取至关重要,一些站点还必须设在偏远、荒凉、交通不便的乡村地区。每一次观测之前,张远航与其他老师都会来到一线,对上百个站点进行考察和评估。“没有调查研究,就没有发言权。”这是张远航团队开展工作的基本准则。珠江三角洲区域空气质量综合实验计划(PRIDE-PRD)观测期间,团队来到位于广东开平郊区的观测站点。由于当地的气候条件异常潮湿,蚊虫滋生,很多成员都出现了水土不服的症状。他们需要克服生理和心理上的双重压力,并各自独立负责维护1-2台仪器,完成数据采集和分析工作。外场观测常会碰到仪器损坏的情况,他们往往需要提前一周抵达,并在一周内争分夺秒地安装和调试仪器,以确保其如期正常运转。张远航教授的博士生杨新平入学仅一年半,便已参与了三次大型观测,谈到其间的收获,她颇为感慨:“保证数据的连续性与准确性是实验必须要做好的事情,仪器的‘脾气’难以捉摸,为了维持日间数据的连续性,我们必须要在前一天晚上通宵把仪器调试好。对待科研永远保有严谨认真的态度,也是我从老师们身上汲取的养分。”

外场观测,同样也是学生们梦寐以求的课堂。夜色静谧,而张远航团队的小会议室里总是聚满了人,每天晚上都会在这里召开数据讨论会。每位学生需向老师们汇报近期的观测进展,相互交流自己新的想法。有时,也会安排资深的国内外专家向大家介绍最新的科研进展。课堂上不懂的知识、观测期间的困惑,都可以随时向专家们请教。同学们纷纷表示:“参与外场观测让我们愈发体会到团队合作的重要性,每次与各位老师、同学们的讨论交流令人豁然开朗,总会碰撞出意想不到的思维火花。”

守望蓝天,心而为民

基础研究服务于国家需求是北大环境人核心的工作理念,“高校在研究上要有前瞻性的认识以及把握核心问题的能力。”早在上世纪90年代,北大环境人便提出大气复合污染、PM2.5、区域污染联防联控等问题和概念,现在早已得到了广泛的关注及认可。

“我们的初心就是要治理好大气污染,为解决现实问题服务。”上世纪70年代,唐孝炎院士牵头开展兰州光化学烟雾大规模现场研究;80年代,她牵头开展酸雨问题和酸沉降化学研究;90年代,她又牵头开展了北京“蓝天工程”项目,并主持北京空气达标战略等课题。自2000年起,张远航教授从唐老师手中接过接力棒,为解决长期困扰珠三角的大气复合污染问题,牵头设立珠江三角洲区域空气质量综合实验计划(PRIDE-PRD),开展多次大规模外场综合观测,取得了区域大气复合污染形成机制的理论创新。二十多年来,团队始终保持着与当地政府的紧密沟通,积极将科学认知和政府决策有机联系,协助广东省环境监测中心建成了全国第一个区域空气质量立体监测预警业务化平台,支持广东省建立了珠三角大气污染联防联控技术示范区,在全国率先实现区域PM2.5年均浓度达标,实现了珠三角大气污染问题的有效解决和空气质量的持续改善,成为我国大气污染防治工作的标杆。

2006年,为帮助实现“绿色奥运”的承诺,朱彤教授牵头开展国际合作项目“关心北京”(CARE-Beijing),联合20家国内外科研单位上百位研究人员,针对华北地区大气环境进行综合观测,联合北京周边省市开展大气污染专项治理。为解决我国大气复合污染的监测难题,张远航教授于2013年发起了全国大气超级站联盟,组建了大气监测先进技术的交流平台。团队基于多年来的成功经验,构建了集区域监测网络、污染源清单、预报预警模型和区域综合决策等在内的大气污染联防联控技术体系,为国家和重点区域空气质量改善提供支撑和服务,为国家重大政治活动、重大赛事期间的空气质量保驾护航。除了关注中国本土的大气污染问题外,团队也在国际环境问题研究中扮演重要角色。胡建信教授30多年来致力于臭氧层保护研究,先后荣获国家“保护臭氧层贡献奖”特别金奖、联合国60周年环境规划署(UNEP)保护臭氧层贡献奖,并因对政府间气候变化专门委员会(IPCC)工作的贡献,与其他专家共享诺贝尔和平奖。

 
2014年,张远航团队在河北省望都县开展区域大气污染综合观测科学实验

回忆起刚开始承担国家课题时的心情,胡敏坦言:“那时候,说没有压力是假的,但同时我们也充满信心。”朱彤也谈道:“华北地区的空气污染状况与区域传输,本身就是我们非常关心的学术问题。尽管面临巨大的挑战,但我们坚信能把它做好,这也是我们义不容辞的社会责任。”许多在校学生都亲身参与到课题当中,历经百战,毕业后的他们带着强烈的责任心与使命感,散作满天星斗,投身中国大气污染防治工作一线,成长为这一领域的领军力量。

敢于亮剑,不畏交锋

从蹒跚学步到倍道兼进,张远航团队走过了漫漫征程。“欧美国家在大气污染问题的研究和治理上,比我们起步要早。在学科发展过程中,我们需要埋头苦干,积极向他们学习经验和技术。”几十年的积累,几代人的努力,使张远航团队逐渐具备组织国际大型观测实验的信心和独立开展研究的能力。“一开始参加我们组织的观测时,这些总是担任‘主角’的外国科学家们还有点不习惯。”“关心北京”(CARE-Bejing)项目观测期间,围绕观测数据的共享等问题,团队成员与外国专家之间展开了一次激烈的讨论,最终张远航团队成功争取到了数据分析和论文撰写的“主动权”。12年前的这场小插曲,被朱彤老师视作学科领域发展的重要转折点。

 
2015年,环境模拟与污染控制国家重点实验室主要成员合影

实际上,我国的大气环境问题比想象得更加复杂,许多已知的反应机制与国外经典化学机理尚无法很好地解释我国的污染状况,这给我国的研究者提出了严峻挑战。因此,在中国开展本地化的原创性研究工作,包括研究方法、研究手段上的创新也成为团队一直以来的目标。“我们已经完成了从跟跑到并跑的跨越,未来还需不断巩固,面向世界,力争成为学科的领跑者,成为国际合作中的领袖级合作者和关键技术的提供者。”在艰苦求索过程中得以培养的学术自信,成为团队不断迈进的力量源泉。

清洁空气是人类共同的财富,需要政府、科研单位、企业和公民的全面参与。胡敏对我国大气防治工作的前景充满信心。各项防治举措的稳步推进、科研经费的大力支持、公众环境意识的增强等,都将成为我们实现碧水蓝天不可或缺的要素。“当前我们身处在研究大气环境问题的最好时代,能够亲身见证并直接参与我国改革开放过程中污染问题的解决,也是非常自豪的一件事。而中国的污染问题,不单单是污染机理的问题,更是发展模式的问题。我们在解决这一问题上的经验,也能够为世界其他发展中国家提供有价值的参考与示范。”

“锦甸平铺鸭绿水,白云飞动蔚蓝天。”一位位开拓者从灼灼芳华到两鬓微霜,一位位青年学者从稚嫩青涩到学界精英,张远航团队的成员们始终不忘为学正道,恪守家风,严谨笃行;不忘科研初心,苦寻真知,思变求新;不忘传道之责,身教言传,诲人不倦;不忘社会使命,守望蓝天,躬身前行。他们戮力求索,不畏交锋,坚信“道虽迩,行则至”,领跑跨越之路、碧水蓝天之景在不远的将来定能达成。(文/北京大学校报记者 崔嘉楠 王庶)

(本文原载于北京大学校报1472期一、三版)

编辑:白杨

责编:山石


   
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