2021年，北京市空氣質量首次全面達標，PM_2.5年均濃度降至33微克/立方米，大氣污染防治工作取得里程碑式突破。在這條達標之路上，環境監測充分發揮了“耳目”和“尖兵”的作用，為大氣污染治理提供了科學的技術支撐。

近年來，北京市生態環境監測中心黨委書記、主任劉保獻帶頭研制北京唯一的PM_2.5組分日歷圖，在全國率先發布PM_2.5源解析結果，構建了國際領先的高密度空氣質量監測體系。

日前，2296名黨的二十大代表名單公布，劉保獻的名字也在其中。他說，北京的大氣污染防治取得前所未有的成績，作為一名親歷者、實踐者和參與者，他感到非常自豪?！澳軌驇е@份成績參加黨的二十大，我覺得很光榮?！?/p>

北京市生態環境監測中心黨委書記、主任劉保獻。新京報記者 薛珺 攝

開發新技術進行PM_2.5源解析，科學研判污染來源

投身環保事業，是劉保獻的初心。

2002年，他報考大學填寫志愿時就選擇了環保專業?！拔矣X得，保護和改善生態環境是為社會做公益，這個職業非常高尚?！眲⒈＋I還記得，他閱讀環境保護主題書籍《寂靜的春天》時的感受，書中描寫的環境污染給人類帶來災難的故事觸目驚心，這更堅定了他從事環保工作的決心。2008年，劉保獻進入北京市環境保護監測中心分析實驗室，當上了一名環境監測人員。

2012年，北京等多個城市籠罩在霧霾之下。霧霾鎖城的元兇PM_2.5也稱細顆粒物，是指空氣動力學直徑小于等于2.5微米的顆粒物，能較長時間懸浮于空氣中。面對中國大氣污染的嚴峻形勢，原環保部（現生態環境部）修訂《環境空氣質量標準》，將PM_2.5列為監測指標。

治理PM_2.5就必須了解它的成因，即對其進行來源解析?！叭松×?，要去醫院化驗體檢，找出病根兒。源解析就是要為污染治理找出病因?！眲⒈＋I說，北京PM_2.5來源非常復雜，既有來自各類污染源排放的一次污染物，如煙塵、粉塵、黑炭、揚塵等，也有各類污染源排放的氣態污染物，如氮氧化物等經過化學反應生成的二次污染物。

針對北京這種特殊的復合性污染，需要開發新的源解析技術，這給監測中心帶來了不小的挑戰。劉保獻舉例說，工作人員需要測量具有強代表性的痕量組分，比如左旋葡聚糖能夠體現一個區域秸稈焚燒對PM_2.5的影響?！暗@些物質本身含量比較低，是納克級的，需要我們有先進的技術將其測出來，還得測得準?！?/p>

他說，在國際上，傳統的方法需要大量的溶劑和長時間段的樣品，提取方式復雜且采樣量大。為了提高工作效率，劉保獻帶領團隊開發了一套快速熱解析方法，不僅時效性更強，還避免了大量有機溶劑的使用，達到綠色環保的效果。

“原來我們一天能做5-10個樣品，使用新方法，每天可以做20-30個樣品，而且自動化程度比較高，大大縮減了工作時長，提高了在城市應用的可能性?！彼f，這一技術手段可以讓源解析進一步精細化，將大源再細分成小源。

北京PM_2.5源解析技術為全國源解析技術體系的建立打下了堅實的基礎。2014年、2018年、2021年，北京發布了三輪源解析結果。結果顯示，北京本地來源中，移動源占比始終是“最大頭”。據此，北京確定了大氣PM_2.5污染治理主要對象和優先順序。

建設國際領先的空氣質量監測網，突破重重技術難關

2012年9月，北京公布PM_2.5監測站點分布圖，35個站點織成了一張嚴密的監測網。

三年后，北京面臨更加精細化的管理需求?！霸谶@個階段，工廠、鍋爐等大的固定排放源隨著治理基本達到了要求。但移動源、揚塵源、生活源仍然點多面廣，且移動性比較強?！眲⒈＋I說，這就需要將監測手段進一步匹配到相應污染源區域，提升監測的空間分辨率?！霸械谋O測只能到區級，現在需要將監測網延伸到300多個街道、鄉鎮等管理末梢?！?/p>

短時間建設密度如此高的新一代空氣質量監測網絡，工作量和成本巨大。劉保獻介紹，國際上從2013年開始研究基于小型傳感器的便攜式監測設備，但其面臨兩個困難，一個是數據質量問題，一個是海量數據應用問題，因此遲遲沒有進展。

彼時，物聯網和人工智能正好處于同步發展階段。劉保獻和團隊考慮，可以利用物聯網把所有的監測設備關聯起來，便于管理和應用。同時用人工智能將傳統的算法延伸到各個站點，建立云質控體系，提升數據質量。得到海量數據后，再結合大數據技術精準描述空氣質量狀況和污染的高值。

“比如我們建立了局地高值的識別算法，因為有了海量數據后，可以剔除傳輸和氣象的影響來表征局地污染的特征，以便開展精準治理?！彼f，目前這一監測手段已經推廣到全國。

在建設國際領先的新一代空氣質量監測網絡過程中，劉保獻帶領團隊突破了重重難關。

他們面對的第一個難題就是選擇帶有傳感器的設備，當時國際上沒有成熟設備的應用案例。傳統傳感器受濕度影響大，他們就建立濕度補償的機制；隨著使用時間變長和顆粒物逐步累積，監測設備的性能會下降，他們就建立一套自清潔的技術方法?！拔覀冞€必須考慮監測設備在實際場景中的應用，比如下雨天、打雷天、大風天，它們的性能如何?！眲⒈＋I說，每個極端天氣都是設備的實驗場景，團隊往往在極端天氣下開展研究。

第二個難題是數據質量控制問題。物聯網高密度的監測網絡，必須要有本地化的質控體系。在攻關過程中，團隊積累應用場景，并利用人工智能自學習的方法，將當前和過去的情況做匹配，模擬實際情況下濕度、溫度的影響，以此確保數據的質量。目前，這套體系支撐了北京市街道鄉鎮污染高值的識別和精準監管。

研發過程并非一帆風順。在研究濕度對監測結果影響時，團隊屢次失敗?！坝浀糜幸惶?，大家討論濕度質控問題到了晚上11點，盡管開展頭腦風暴，卻依然難以用實際案例佐證想法與推測，情緒不高的我們決定先散會回家，明天繼續研究?！?/p>

劉保獻回憶說，剛回到家中，外面就下起了大雨。大家意識到，這是個研究高濕度天氣下質控模型的好時機，于是立即收起一天的疲憊，又不約而同地回到單位，在深夜的雨中開展設備調試，并對數據進行梳理和總結，最終解決了特殊環境下設備的質控問題。

帶頭研制北京PM_2.5組分日歷圖，積累近10年基礎數據

在北京市生態環境監測中心，有一份PM_2.5組分日歷圖。不同顏色柱代表不同污染來源，組成了這一天的PM_2.5。日歷圖直觀地展現了北京大氣污染防治成效。

為何帶頭研制這樣一份日歷圖？劉保獻說，大氣污染防治具有長期性、復雜性、艱巨性的特點，無法畢其功于一役。

“環境治理不能僅知道PM_2.5濃度，還要知道組分。濃度明確了治理要求，組分讓我們知道治理的方向和目標，以及如何去進行治理?！彼f，污染治理是一個長期的過程，需要日積月累地開展工作，所以PM_2.5的基礎數據至關重要。

北京市PM_2.5組分分析工作從2013年開始，至今已歷時近10年。自組分網建成以來，組分數據量已達每年10萬-20萬個。長時間尺度的北京市大氣PM_2.5組分日歷圖，呈現了北京市大氣PM_2.5和主要組分的日均、月度、年度濃度和構成變化情況。

發現構成的變化，就能開展精準治理?！芭e例來說，春天，我們發現地殼物質占比明顯增加，此時揚塵源的治理就尤為重要。冬天，組分中硝酸鹽、有機物有所增加，所以秋冬季要開展氮氧化物、揮發有機化合物等前體物的治理?！?/p>

如今，“北京藍”成為常態，讓市民收獲了更多的幸福感。今年冬奧會期間，北京市空氣質量每日達標。劉保獻說，為了服務好冬奧會，他們專門構建了一套精細化的空氣質量預測預報體系，能將預報從“天”的尺度細化到“小時”級別，整個區域的預報能夠細化到公里級。

談到未來的工作，劉保獻說，他和團隊將繼續堅守生態環境監測一線，促進空氣質量進一步改善?！叭嗣袢罕妼諝赓|量和生態環境有著更高的需求和標準，我們還面臨基本消除重污染、PM_2.5和臭氧協同控制的任務。我們有信心，未來北京的藍天會越來越多?！?/p>

劉保獻說，能作為生態環境監測領域的代表參加黨的二十大，去現場聆聽報告、感受了解近五年乃至十年中國生態文明建設的成果，他覺得既激動又期待?！霸谧龊卯斍肮ぷ鞯那疤嵯?，我將積極履職，進一步提升自己的理論水平，希望能夠在黨的二十大期間，積極參與到討論的環節中?！?/p>

他也提前做了準備，希望通過這次機會，講述北京生態環境改善的成果和北京大氣污染防治監測工作背后的故事。

■人物簡介

劉保獻，中共黨員，北京市生態環境監測中心黨委書記、主任，正高級工程師，常年堅守在生態環境監測一線，為保衛首都碧水藍天凈土做出了突出貢獻。

他勤學苦練，十余年百萬監測數據“0”失誤；帶頭研制北京唯一的PM_2.5組分日歷圖，在全國率先發布PM_2.5源解析結果；構建的基于認知計算和物聯網技術的街道鄉鎮高密度空氣質量監測體系起到行業引領示范作用，全面地展現了新時代“環保鐵軍先鋒隊”的風采。

新京報記者 張璐

編輯 白爽 校對 吳興發