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    2023年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展發(fā)布

     

           中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產學聯(lián)合體(以下簡稱聯(lián)合體)日前在北京發(fā)布了2023年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展。

           2023年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展包括:我國水質基準理論與技術體系構建、全球極端野火生消機制與氣候環(huán)境效應、植物群落功能性狀及其對生態(tài)系統(tǒng)生產力調控機制研究、長江模擬器研發(fā)及其應用、船舶清潔低碳關鍵技術及應用、農林廢棄物綠色循環(huán)“三碳”技術模式、大氣活性氮國產化高精度在線分析儀研制及應用、基于食物鏈的植被修復增效方案、鋼鐵行業(yè)重點工序煙氣多功能耦合超低排放技術集成與應用、陸海水域藻華與微小有害生物高效綠色防控新技術裝備及工程應用。

          中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展經過兩院院士、聯(lián)合體成員單位、高校和科研院所推薦,由13位院士組成評委會評議投票后產生,今年是連續(xù)第5年開展此項活動。2023年度入選的進展內容反映了我國生態(tài)環(huán)境科技領域前沿發(fā)展動態(tài),在引領生態(tài)環(huán)境領域技術創(chuàng)新,鼓勵生態(tài)環(huán)境科學研究,增強公眾環(huán)保意識方面起到了積極的作用,影響深遠,意義重大。

          據(jù)悉,會議由聯(lián)合體主辦,中國環(huán)境科學學會、中國生態(tài)學學會、聯(lián)合體學術交流工作委員會、北京大學環(huán)境科學與工程學院承辦。由中國氣象學會、中國地質學會、中國地理學會、中國海洋學會、中國可再生能源學會、中國農學會、中國林學會、中國土壤學會、中國科技新聞學會支持舉辦。

    一、我國水質基準理論與技術體系構建

          水質基準是制修訂水環(huán)境標準、實施差異化管理及進行風險防控的科學依據(jù),是國家水環(huán)境保護工作的基石、尺度與根本。項目以“理論方法創(chuàng)新—關鍵技術突破—管理與應用實踐”為主線,建立了適合我國國情的水質基準理論方法學,突破了水質基準制定和基礎數(shù)據(jù)獲取系列關鍵技術,成果上升為系列國家標準并首次發(fā)布水質基準閾值,形成環(huán)境基準管理基本制度并推廣應用,提升了我國環(huán)境管理和政策標準的有效性、科學性和規(guī)范性。

    二、全球極端野火生消機制與氣候環(huán)境效應

           項目團隊通過自主研制全球野火排放近實時量化追蹤系統(tǒng),厘清了全球野火碳排放時空動態(tài)變化格局,揭示了北半球中高緯地區(qū)野火排放增加的驅動因素。項目揭示了野火在天氣尺度發(fā)生、發(fā)展和消亡的復雜理化機制與關鍵控制過程,發(fā)現(xiàn)極端野火排放氣溶膠的輻射效應可顯著增強全球不同沿海地區(qū)極端野火事件。指出北極加速變暖背景下北半球中高緯地區(qū)極端野火可能持續(xù)增加,削弱碳匯功能并加劇全球變暖,形成氣候變化-野火碳排放正反饋。

    三、植物群落功能性狀及其對生態(tài)系統(tǒng)生產力調控機制研究

           如何融入植物功能性狀準確預測生態(tài)系統(tǒng)生產力的時空變異,是當前國際研究熱點和難點。本研究發(fā)展了“植物群落功能性狀二維特征”并引入了經典“發(fā)動機功率輸出模式”,原創(chuàng)性地建立了基于植物群落功能性狀的生態(tài)系統(tǒng)生產力預測理論框架(TBP),多項案例研究從樣地-區(qū)域-全球尺度、從單性狀-生產力和多種性狀-生態(tài)系統(tǒng)多功能等不同角度,均證明了新理論框架的高預測能力和科學性。TBP以群落功能性狀為核心,開拓了“光量子傳遞模式”和“分層光能利用率模式”外的第三種生產力預測模式,具有能整合多源數(shù)據(jù)與高新遙感數(shù)據(jù)的能力,為生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)調控機理研究提供了新途徑、為新一代生態(tài)機理過程模型開發(fā)奠定理論基礎。

    四、長江模擬器研發(fā)及其應用

            長江模擬器是指以長江流域為對象,以流域水循環(huán)為紐帶,將自然過程與人文過程相耦合而研發(fā)的流域模擬系統(tǒng)及科學裝置。長江流域模擬器強調長江上、中、下游以及湖庫——岸線——城市群的互聯(lián)互動,強調長江洪水防御、水力發(fā)電與水生生物保護等的聯(lián)合調度,強調長江流域保護與發(fā)展的協(xié)調,具有“監(jiān)測—模擬—評估—預警—決策—調控”一體化功能。長江模擬器部分成果已應用于生態(tài)環(huán)境部、水利部、自然資源部、應急管理部、三峽集團、重慶市政府和武漢市政府等國家部委和政府部門。長江模擬器研發(fā)為長江大保護和長江經濟帶高質量綠色發(fā)展提供了重要科技支撐。

    五、船舶清潔低碳關鍵技術及應用

           船舶排放的污染物和二氧化碳是造成沿海地區(qū)和港口城市大氣環(huán)境問題的重要原因。高翔院士領銜的聯(lián)合攻關團隊攻克了船舶尾氣高效凈化、高效碳減排等關鍵技術,研發(fā)了船舶碳污高效協(xié)同治理技術系統(tǒng),排放指標顯著優(yōu)于國際海事組織法規(guī)要求。成果獲中、美、英等全球九大船級社認證,2023年以來在瑞士地中海、加拿大塞斯班等國際知名航運公司的496艘船舶上實現(xiàn)規(guī)?;茝V,推動了船舶清潔低碳技術發(fā)展,為實現(xiàn)我國成為世界船舶制造強國和綠色航運強國提供了關鍵科技支撐。

    六、農林廢棄物綠色循環(huán)“三碳”技術模式

           針對廢棄物腐解碳轉化慢與還田效率低的瓶頸,構建農林廢棄物綠色循環(huán)“三碳”技術模式。

           創(chuàng)建了廢棄物“微環(huán)境調控法”定向保碳腐解技術,還田土壤定量增碳培肥技術,區(qū)域適配型農田耦合生態(tài)低碳技術模式。該技術模式成為農業(yè)農村部退化耕地治理主推模式,成果在密云水源保護區(qū)建立示范工程,使密云黑山寺村成為中國首個聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展示范村;技術模式得到18屆水資源大會瀾媚國家專家高度評價,以及聯(lián)合國開發(fā)計劃署相關部門采納。

    七、大氣活性氮國產化高精度在線分析儀研制及應用

            活性氮在對流層大氣化學中發(fā)揮著核心樞紐作用,是PM2.5和O3形成的關鍵驅動力。然而,目前我國大氣活性氮測量儀主要依賴進口且存在“水土不服”問題。為此,項目團隊自主研發(fā)了CH3C(O)OONO2(PAN)、NOx、HONO和NO3/N2O5在線分析儀,比對測試結果表明其性能指標和自動化程度達到或部分優(yōu)于國際同類分析儀水平;基于上述儀器,探明了我國典型城市、農村及高原地區(qū)大氣活性氮的濃度水平、未知來源及其環(huán)境影響, 為大氣污染防治提供了技術支撐和理論依據(jù)。

    八、基于食物鏈的植被修復增效方案

           高效推進生態(tài)修復對實現(xiàn)人與自然和諧共生具有重要意義。復旦大學賀強團隊圍繞植被修復開展了系統(tǒng)研究,揭示了食物鏈多營養(yǎng)級動物對植被及其生態(tài)功能恢復的調控作用,構建了基于食物鏈的植被修復增效方案。研究成果于2023年以封面論文形式發(fā)表于Science等期刊,推動了植被修復從側重環(huán)境脅迫治理、樹種/草種選育向整合食物鏈等關鍵生態(tài)系統(tǒng)過程的綜合調控拓展,可為國家生態(tài)修復的綜合施策提供科學支撐。

    九、鋼鐵行業(yè)重點工序煙氣多功能耦合超低排放技術集成與應用

           鋼鐵行業(yè)面臨高污染物排放和環(huán)境有限承載力之間的矛盾,超低排放改造成為其綠色發(fā)展的關鍵。研究團隊攻克了常規(guī)減排技術簡單疊加帶來的能耗高、能效低、副產物利用率低等難題,開發(fā)了適用于鋼鐵行業(yè)復雜煙氣的污染物深度凈化、能源高效利用與副產物資源化的多功能耦合體系,達到國內外同類技術的先進水平。研究成果的規(guī)模化應用大幅降低了我國大氣污染物排放量,顯著改善了環(huán)境空氣質量,為美麗中國建設做出了積極貢獻。

    十、陸海水域藻華與微小有害生物高效綠色防控新技術裝備及工程應用

           當前我國陸海水域藻華與微小有害生物災害嚴重威脅了海洋生態(tài)系統(tǒng)安全,每年造成的經濟損失上千億元。本項目在大氣壓強電離放電羥基自由基(•OH)生成理論、技術/裝備方面取得了原始創(chuàng)新成果,創(chuàng)建了•OH高效綠色防控理論與工程技術體系,實現(xiàn)了流域藻華、海水養(yǎng)殖動物寄生蟲病和海洋赤潮災害防控的工程科技創(chuàng)新,在福建省九龍江流域—近岸海域和天津市海河流域—近岸海域工程應用,大幅減少陸源營養(yǎng)物質輸入臺灣海峽和渤海海域,為我國“陸海統(tǒng)籌”海洋生態(tài)環(huán)境保護提供了成功范例,為加快建設海洋強國做出了重要貢獻。

    來源:中國環(huán)境APP


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