贺泓：自净城市，可持续发展

在北京市大兴区黄村生态公园，有一处5000平方米的墙体。浅灰色的墙面，凹凸不平的触感，仿佛和普通的外墙没什么差别，但它有个特别的功能——通过墙上一层薄薄的涂料，大大降低附近空气的臭氧浓度。

这是中国科学院大学贺泓团队与企业合作开发的一种能分解臭氧的特殊涂料。“我们连续观测了3年，平均全年臭氧质量浓度降低了约10微克/立方米。”贺泓介绍，“在控制大气污染时，比如PM2.5，是按1微克/立方米逐步控制的，可想而知下降10微克/立方米其实是非常难的。”以这个实验点的结果外推，如果北京市在全市范围采用这种涂料，或可使全年空气质量优良的天数增加15天。

贺泓，中国科学院城市环境研究所（简称“城市环境所”）研究员、所长，中国科学院生态环境研究中心研究员，中国科学院大学（简称“国科大”）博士生导师，第十三届、第十四届全国人民代表大会代表，第十四届全国人民代表大会环境与资源保护委员会委员，中国工程院院士

环境催化到城市自净

贺泓留学回国后，致力于提升城市环境自净能力，实现“污染与自净平衡”的新质生产力，推动城市高质量发展。2023年10月，贺泓提出“自净城市”，由中国科学院城市环境所广大科研人员共同研讨。团队研发的分解臭氧的特殊涂料等一系列城市环境自净强化技术，区别于经济代价巨大的污染源治理，“自净”理念更为低碳、成本更低。

在外场实验之前，贺泓团队已经做了很多关键工作。起初，他们将目光放在净化室内空气上。

人们站在工作中的打印机旁，会闻到刺鼻的味道。这就是臭氧的味道。它作为一种室内环境气态污染物，超标时对人体健康有极大危害。“你们可能没太注意到室内有臭氧污染。”贺泓说，“像我们的打印机、复印机和空气净化器，只要用到了高压静电，就会产生臭氧。”

如果不进行催化，臭氧在大气中的分解速度较慢。根据不同的气象条件，臭氧分解的时间，短则几个小时，长则几天。不可思议的是，贺泓团队开发的催化剂，让这个时长降低到毫秒级别。

更具体地说，贺泓的研究内容可以用4个字概括，就是“环境催化”。催化，是化学工业的基础，80%以上的化学工业过程涉及催化技术。生产、生活和交通运输不可避免地对环境造成污染，旨在将这些污染物消除的环境催化应运而生。在环境催化中，消除污染物的过程，既可以是人为推动的，也可以在自然界中自发完成。“我们的大气颗粒物表面、建筑物表面乃至整个地球表面，这些地方都可能催化大气中的化学过程，这就是自然界里发生的环境催化。”贺泓说。

一般的工业催化过程，都需要一定条件，换言之，有“门槛”。而能够在日常室温或自然的环境温度下进行的催化过程，才能使自动、自发、自然净化环境污染成为可能。贺泓团队目前开展的自净城市研究，就是通过技术和工程的手段，提升城市环境对污染物的自净能力。

在此基础上，贺泓提出了“环境催化城市”的概念——介于人为的催化和自然的催化过程之间，在城市中用人工的方法提升空气的自净能力。不仅是墙面，城市中高楼林立，道路纵横，桥梁四通八达，地面硬化，提供了渗透入城市“毛孔”的多元催化场所。

在贺泓眼中，即使实现碳中和，如果城市本身的自净能力不能得到提升，人口的聚集和产业的聚集仍会使城市的污染物超标。因而，基于自然、利用人工强化，提升城市的自净能力，实现城市的可持续发展将成为破局之道。

我想学科学

贺泓16岁就走入大学校园，也逐渐走入了科学的世界。几年后，他考到北京理工大学读博，研究纤维增强复合材料，并拿到公派留学的机会前往日本东京工业大学联合培养。贺泓当时所研究的碳纤维增强复合材料，是地地道道的高技术。“从合成高分子，到纺丝、碳化，然后做成复合材料测定性能……现在想来，都觉得这些内容的技术含量非常高。”贺泓说。

可那时的贺泓并没有意识到这一点。他脑海里只有一个念头：“中国薄弱在‘技术’只是表象，薄弱的根子在‘科学’，在于我们的基础研究里原创的东西远远不够。”

正因此，贺泓放弃了公派留学身份，征得当时北京理工大学校长朱鹤孙教授的同意后，转学到东京大学。“我想学科学，我想到东京大学学习，也通过了考试。”贺泓说，“但是日本的文部省不同意，一个电话打到了东京大学，说不能接收这个留学生。”

接着，东京大学找到了贺泓联系的导师田中教授，表明不能让这个学生在这里学习。田中教授直接找到文部省的相关课长：“我告诉你两件事：第一是这个学生想学，第二是他通过了我们学校的考试。我也想教他。还有什么问题吗？”田中教授一通电话后，贺泓算是转学成功了。

然而，他之后一段时间的日子并不好过。“转学后，原来国家给的奖学金就没有了，要靠我自己挣。”在餐厅端盘子、在公司打零工，这些贺泓都做过，只为攒学费、在异国他乡生存下去。

在日本花这么大的力气转学，贺泓只为他执着追求的3个字——学“科学”。之后也是为了学“科学”，他又基于自己的兴趣，转到美国一所很好的大学，从事表面科学研究。那时，他在加拿大的合作教授是1986年诺贝尔化学奖获得者约翰·普兰尼（John Polanyi），他可以继续与普兰尼教授合作，从事他感兴趣的、更为基础的表面科学研究，且生活安定富足。

然而1998年那次回国的经历，让贺泓在很多个不眠之夜后，最终作出了回国的选择。

他坐在飞机上，云层清晰可见——非常纯净的空气在对流层上方，随着飞机一点点地下降，他更清楚地看到一个大“锅盖”笼罩在我国的城市上空。经过与国内学者的交流，贺泓发现柴油车尾气污染问题亟须解决，而这正好是贺泓博士毕业后在日本一家企业工作时做的研究方向——柴油车尾气净化。

“在回国的座谈会中，我也贡献了一些智慧，甚至把一些经验资料都给国内了，但是你人不回来终究还是不好解决这个复杂的问题。”贺泓回忆说。

贺泓与普兰尼教授聊过很多次，普兰尼教授对他说：“你回去是因为想做应用研究，我理解你要为国家服务的心情；但你如果继续做基础研究，没有其他地方比在我这儿更好的了。”

回国，专注城市净化问题

十年前，贺泓凭着对“学科学以报国”的信念，毅然放弃公派留学机会，课余时间端盘子、打零工，只为从事自身感兴趣的基础研究；十年后，贺泓在国际顶尖的科研团队从事着年少时梦想的基础研究，却又亲口拒绝在那里继续做科研的机会，回国解决污染防治的实际问题。

他的这段故事，在城市环境所的老师和同学中广为流传。回想起自己之前的选择，他调侃自己“不可理喻”，而当今天娓娓道来时，他却很平静、很安心。

“回国我下了最大的决心，这辈子没有那么纠结过。”贺泓坦言，“现在回过头来看，这个决定很正确；如果不回来，那会是终身的遗憾。”

2000年，贺泓入选中国科学院海外引才计划，次年回国。

2012年左右，在北京生活的人大概都有这样的记忆：北京的蓝天不常见，出门一度需要佩戴防霾口罩，PM2.5这样的专业术语成为普通人茶余饭后挂在嘴边的词。如果哪天天空泛蓝，是值得发个朋友圈庆祝的新鲜事。

回国后，贺泓的目标很明确——防治大气污染，解决实际问题。

同年，中国科学院启动“大气灰霾追因与控制”B类先导专项，贺泓作为首席科学家牵头负责。不同于伦敦的烟雾污染、洛杉矶的光化学污染，我国的大气污染具有特殊性和更高的复杂性。2017年，专项结题总结研究成果时，研究团队在学术委员会指导下总结凝练出“大气霾化学”的理论成果。

“当时只是有一个理论框架，之后我们在2022年得到了国家自然科学基金委员会基础科学中心的支持，由我来牵头继续发展和完善大气霾化学理论。”贺泓说，“基础科学中心是基金委最大的基础研究人才项目，等于又凭兴趣误打误撞回到基础研究上。”

从最紧迫的问题开始

当时最紧迫的问题是什么？“柴油车排放污染的控制问题。”贺泓说。

1986年3月，我国启动国家高技术研究发展计划（以下简称“863计划”）。“十五”期间，863计划首次将资源环境技术纳入部署领域。那一年，贺泓刚好回国：“第一批环境863计划，我就拿到了一个课题，作为首席科学家研究柴油车尾气净化。”

柴油车在运行中排放的氮氧化物是主要的大气污染物之一。排放到空气中的氮氧化物是产生细颗粒物和臭氧的重要前体物，对空气质量和人类健康产生严重影响。国科大硕士生导师、城市环境所研究员连志华2015年从贺泓团队博士毕业后，加入城市环境所，一直从事氮氧化物催化净化的研究。

“我们研究催化技术，通过选择性催化还原，将氮氧化物转化成无害的氮气，来减轻氮氧化物排放对环境和人体的危害。”连志华说，“对构效关系、反应机理进行研究，设计合成高效催化剂，实现氮氧化物的催化净化。”2019年，贺泓团队研究成果“燃烧废气中氮氧化物催化净化基础研究”项目，获国家自然科学奖二等奖。

十余年过去，北京的蓝天已不再“新鲜”。2013年到2022年间，我国PM2.5平均浓度下降57%，成为世界上第一个全面治理PM2.5污染的发展中国家。贺泓看到这样的变化，倍感欣慰，他说：“蓝天常见，这里面有我们的贡献，我觉得这辈子，在国外做出再大的成就，也没有这样的满足感。”

贺泓曾名贺俊山，念高中时改名为“贺泓”。泓，形容水深而广的样子。从“山”到“水”，他与生态环境结下了不解之缘。小时候，他站在邯郸丛台公园赵武灵王的点将台上励志抒怀，决心用知识改变命运。如今，他是中国工程院院士，是国科大博士生导师，中国科学院城市环境所研究员、所长和中国科学院生态环境研究中心研究员。想起这一路走来的日子，他说：“不回国，可能有另外一种精彩；但回国，我的心就安了。”

贺泓招学生的标准有两条：第一，你是不是热爱科学？第二，你是不是热爱国家的环保事业？“你不爱科学，那咱们免谈。”贺泓说，“其次，要热爱祖国的环保事业，我们在做的是一个崇高的事业，而不单单是养家糊口的手段。”

贺泓在专业的指导上十分严谨。“贺老师对数据的可重复性和误差要求非常高，如果没有比较好的可重复性，或系统误差较大，贺老师都不会允许我们在论文中使用这个数据。”国科大资源与环境学院2024级博士生白思佳说。

作为全国人大代表，贺泓为国建言献策；作为城市环境所所长，他探出了城市环境所未来路在何方——建立城市环境自净理论，一步一个脚印打造基于自然过程的低碳、低成本人工强化自净技术，引领国际前沿，建成原始创新策源地和关键技术高地，让“自净城市”成为城市环境所的亮丽名片。

责任编辑：朴添勤