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中日友好合作传佳话 共建生态文明新家园

2021-5-26 09:23

  分析测试百科网讯 自上世纪70年代以来,中国开始逐渐重视环境保护,从最早的国务院环境保护领导小组到如今的生态环境部,已经从单纯的环境保护上升到生态安全、人类健康和民生福祉。在我国“十四五”开局之年,生态环境保护有什么规划?“2035远景目标”有什么建议?带着上述问题,分析测试百科网联合岛津公司采访了国家环境分析测试中心持久性有机物污染物研究室主任董亮研究员,请他对上述问题一一解答。

国家环境分析测试中心持久性有机物污染物研究室主任 董亮研究员

生态环境建设的“十四五”规划和2035远景目标

  董亮表示:今年两会上出台了“十四五”规划和2035年远景目标纲要,第11篇的三章涉及生态环境保护,其中有几大方向:

  首先是强调大生态,提升生态系统质量和稳定性。2018年,随着生态环境部的重组,我国明确了大生态保护的概念,习总书记也在2018年全国生态环境大会上提出整个生态文明建设的思路。

  此外强调持续改善环境质量。即传统意义上的环境保护,比如打好“水、土、气”的污染防治攻坚战。大气污染防治方面特别要着重细颗粒物与臭氧的协同控制。“十三五”期间我国PM2.5下降非常明显;但不少城市在雾霾减弱、颗粒物下降的同时臭氧浓度却在上升。因此“十四五”期间需要对PM2.5和臭氧协同控制,特别是控制臭氧生成的前提物挥发性有机污染物(VOCs)。“国家环境分析测试中心同岛津公司合作在“十三五”期间开展了大气VOCs监测,以研究典型北方城市臭氧升高的规律。”董亮说。

  水污染防治方面要建立流域协同机制,并保护饮用水源地的安全。生态环境部极为重视各城市饮用水源地的规范化建设,从而保证饮用水安全。十四五规划中还特别突出了“三水”概念,即水资源、水环境和水生态。生态环境部整合资源开展水质、水量和水生态一体的水环境管理。在土壤污染防治方面董亮表示:“2017年生态环境部牵头开展了全国土壤污染状况详查工作,已经摸清了农用地和建设用地土壤污染的家底,下一步要针对农用地和建设用地的污染情况做进一步的跟进和修复工作。”

  “此外,规划中还有一些比较新的概念,如塑料污染的全链条防治、新污染物治理等。”董亮说,“特别需要提的一点是气候变化。目前,整个气候变化都由生态环境部主导,这是个大课题,不仅涉及环境保护,也有很多外延和内涵,包括产业结构调整、科技创新、供给侧改革、国家能源战略等问题。习总书记提到2030年要碳达峰,2060年要做到碳中和,这样的“两步走”比此前的环境治理要求更高,这是从宏观国家治理、社会治理来考虑环境问题,是更大的概念。”

  生态环境职能部门的发展、变化与时俱进

  董亮研究员为我们细数了我国生态环境职能部门从建立到如今的发展历程,这一历程也佐证了生态环境工作在我国的重要性逐步提升的历史过程。

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  1974年10月,国务院环境保护领导小组正式成立。

  1982年5月,将国家建委、国家城建总局、建工总局、国家测绘局、国务院环境保护领导小组办公室合并,组建城乡建设环境保护部,部内设环境保护局。

  1984年5月,成立国务院环境保护委员会。同年12月,城乡建设环境保护部环境保护局改为国家环境保护局。

  1988年7月,将环保工作从城乡建设部分离,成立独立的国家环境保护局(副部级)。

  1998年6月,国家环境保护局升格为国家环境保护总局(正部级)。

  2008年7月,国家环境保护总局升格为环境保护部。

  2018年3月,环境保护部经过再次组建成为生态环境部,也就是今天我们所知道的最新职能部门。新整合的部门合并了之前曾属环境保护部、国家发改委、水利部、国土资源部、农业部和国家海洋局等多部门在内的生态、环境相关工作。

  董亮回顾说:“我国生态环境建设的发展基本上是十年一个台阶,当前,生态文明建设已被写入党章和宪法修正案,习近平生态文明思想于2018年全国生态环境大会后确立。生态环境保护不仅涉及重大的社会层面,已经上升到政治层面;环境保护工作,不仅是一项政治性很强的业务工作,更是一项业务性很强的政治工作。”

做环保攻坚战最坚实的技术后盾

  董亮所在的国家环境分析测试中心成立于1984年,是最早的十四家国家级分析测试中心之一,直属生态环境部,现挂靠在中日友好环境保护中心。

  董亮介绍,近些年来,国家环境分析测试中心的工作职能与关注方向也随着国家生态环境保护的重点方向发生着调整,工作重心主要是为生态环境部提供技术支撑,尤其是在环境污染攻坚战中,起到了积极作用。

  谈到近期中心工作和成果时,董亮表示,国家分析测试中心的工作方向一直以来都和生态环境部的重点工作相契合,中心近几年在二噁英的污染防控方面,VOCs监测和臭氧形成机理研究与减排等方面做了大量工作。在新污染物防治和相关研究方面也持续发力,在PFOA/PFOS、溴系阻燃剂等新型持久性有机污染物,内分泌干扰物和抗生素等方面积累了第一手研究素材。

  在全国土壤污染状况详查工作中,国家分析测试中心作为质量控制与质量保证工作的牵头单位,确保农用地和建设用地的土壤污染详查数据的准确可靠,为最终调查工作的圆满完成做出了积极贡献。

  另一个突出成果则是中心利用自身在方法学研究上的优势,开发、制定了多项环境监测标准分析方法,如:HJ 753-2014,HJ 890-2017,HJ 894-2017HJ 909-2017,HJ 952-2018等。

  建立分析方法和检测标准的一个重要贡献是确保执法部门执法时具有科学依据。在ODS(消耗臭氧层物质)污染防治过程中,国家分析测试中心开发的ODS检测方法有效支持了执法工作,对打击非法ODS生产起到了巨大的支撑。

10年合作佳话 中日友好环境保护中心

  古语有云:“工欲善其事,必先利其器”。国家环境分析测试中心取得的丰硕成果同科研人员的努力有关,也同分析测试的仪器装备有关,这其中也引出了一段环境领域中日友好合作的佳话,董亮带我们回顾了这段佳话。

  生态环境部环境发展中心(中日友好环境保护中心)由中日两国政府合作建设,于1996年05月05日建成并投入使用。日方投入了100多亿日元,援助了大批日本产的仪器与设备,其中岛津公司的仪器数量最多,很大原因是岛津公司的产品线比较丰富。

  岛津公司的仪器在实验室的使用频率较高、涉及范围较广,是有机分析研究人员最熟悉的设备。虽然气相色谱仪GC9A、GC-14B、液相色谱LC-10A以及中心的第一台小质谱GCMS-QP5000等都已光荣退役,但谈起来大家还是津津乐道。

  对环境检测实验室而言,常研究的300多种有机污染物中的绝大部分都适合用GC或GC-MS分析,因此,董亮的团队应用气相色谱和气相色谱质谱最广,后续又引入了岛津出品的GCMS-2010,GCMS-2010 Plus,GCMS-2010 ultra,GCMS-2020等。近年来出现的新型污染物,如:全氟磺酸、全氟羧酸、溴代阻燃剂和抗生素需要用LC-MS/MS来分析,实验室又配备了岛津公司的LCMS-8040。

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LCMS-8040串联四极杆液相色谱-质谱联用仪

  此外,董亮的团队还使用岛津公司的全二维气相色谱质谱开展特别复杂的化合物分析,在短链氯化石蜡分析方法学方面也取得了不错的成绩。董亮研究员还特别提到了岛津公司的Compound Composer软件。这款软件配合岛津公司的质谱,适用于环境中未知物的筛查,不仅能做精确的定性,还能够在缺少标准物质的情况下做到比较准确的定量。董亮研究员告诉我们,在中心第一个“973”项目研究期间,利用该软件在苏南地区地表水中有机污染物筛查中得到了应用,与日本专家共同发表了研究成果。

  多年来,岛津公司为实验室提供了很多灵敏度很高、可靠性很强的设备仪器从1996年的QP 5000,2002年的QP2010,2007年的2010 Plus,2012年的2010 Ultra以及当前的LC-MS 8040,GC/MSQP2020,GC/MS/MS8040等。董亮最大的感受就是仪器灵敏度不断提升,“灵敏度提升1个数量级,对研究工作能带来巨大的好处。”董亮说。

  参与联合国项目,岛津相伴20年

  董亮研究员还介绍,国家环境分析测试中心与岛津公司的合作其实起源于联合国大学(United Nations University,缩写“UNU”)设立的一项国际环境项目。1996年,联合国大学发起了“东亚水环境监测与管理”项目,有多个东亚和东南亚的国家参与,旨在提高发展中国家环境污染物的监测与管理能力。国家环境分析测试中心从第一期便参与其中,每期项目均涉及当时的热点环境问题,如:增塑剂、有机氯农药、多氯联苯、增塑剂、挥发性有机污染物、全氟化合物以及溴代阻燃剂等研究课题。这个历时20年的项目的唯一赞助方就是岛津公司。

  经历了10多年的合作之后,国家环境分析测试中心与岛津公司的环境研究联合实验室终于在2011年正式挂牌成立,至今正值10周年。

  中心与岛津公司的联合实验室取得的成绩有力的支撑了环境管理工作,“十二五”、“十三五”期间开展的环境保护重大公益专项和科技部的创新方法项目,都是基于与岛津公司的合作开展的。

  从分析仪器制造商到科学研究推广的倡导者

  董亮研究员除了对岛津的仪器设备赞誉有嘉,还提到了双方合作共同搭建的环境分析测试交流平台。岛津多年来一直非常支持国家环境分析测试中心的工作,不仅提供了可靠性强、灵敏度高的仪器,还搭建了环境研究工作者交流的平台,举办了多次学术交流活动,今年已开始筹备第7届活动。

  学术活动从最开始的线下模式发展为2000年的线上与线下同时开展模式。经过多年努力,合作实验室的学术交流已具备了一定的影响力,受到越来越多业界同仁的关注、并参与其中。董亮研究员评价,活动不仅宣传了实验室的成果、介绍了环境分析测试新技术新方法,也为业界提供了一个互相交流、学习的机会,这是非常有价值的。希望这项活动可以越办越好、形成传统。

  岛津仪器感受

  “首先是节约成本。”董亮回忆说,最早的实验室条件比较艰苦,经费有限,所以实验室从成本的角度出发,希望一台仪器可以集成尽可能多的检测器。岛津的气相色谱最多的时候一台仪器配有2个毛细管柱进样口、1个填充柱进样口,以及双FID、一个ECD、一个FPD(硫磷检测器)共4个检测器。这样,在测定不同项目时就可以选择不同的进样口、不同的检测器。这种高度的灵活性设计,非常能满足当时实验室节约成本的需求。

  第二大感受是提升能力。由于需要实验人员根据不同的检测项目,配置进样口和检测器,特别锻炼了科研人员的动手能力。配置气路的过程中,既要辨清进样口,又要辨清多重气路。以FID为例,既有载气、补充气、又有空气、氢气等,如果是双柱双FID气路则更加复杂。每次配置气路都会要求实验人员对管路进行仔细的辨识和确认,甚至需要多个三通等辅助器件才能完成管路的正确安装。现在的仪器智能化、自动化程度越来越高,已经很难有这样锻炼动手能力的机会了。

  董亮对于仪器的要求是:高灵敏度,良好的可靠性,高性价比。岛津公司一直大力推进本土化,比如在苏州建立生产基地,不仅可更好地响应中国市场的需求,而且能够进一步降低制造成本,让终端用户得到更优惠的价格。这正是岛津的市场策略。董亮表示:“十四五的开局之年,我们都在努力布局谋篇,合作实验室的发展方向也要同国家大环保政策、生态环境发展的大方向相契合才能有更大的飞跃,才能够支持好生态环境保护工作,才能有更大的舞台和更大的发展空间。”

展望合作未来

  与政策同轨布局谋篇

  谈到对未来双方合作的期望,董亮研究员提到了三方面。首先是新污染物检测与防治,希望岛津公司可以继续发挥自身优势,借助合作实验室的平台,合作开展前瞻性研究,在芳烃衍生物、全氟化合物、抗生素、内分泌干扰物、溴代阻燃剂以及短链氯化石蜡等方面形成突破。

  第二个领域是汞监测。目前我国已经加入了水俣公约(the Minamata Convention on Mercury),又叫汞公约。中国作为负责任的政治大国肩负着汞污染防治、汞减排的责任与义务。但是目前汞监测遇到了一个瓶颈:大气汞在线监测的过程中,对仪器的精确度、灵敏度、可靠性有非常高的要求,目前满足要求的商品化设备很少。如果岛津公司有开发意愿希望可以合作。董亮说:“我们期望未来在全国范围设置监测点,以了解背景汞的变化情况,并在城乡和汞排放敏感区设置监测点来控制汞排放。”

  第三是关于温室气体排放的研究。十四五规划和2035远景目标纲要明确了温室气体的排放问题,这也是未来的一个重点研究方向。温室气体除了二氧化碳外,还包括一氧化二氮,氢氟烃等。这些污染物和ODS一样,在线监测的挑战性很大,不仅浓度极低,达到ppt级,而且监测精度要求又非常高。国外已经建有在线监测站点,我国在线监测的数据要与国际接轨才具有可比性,才有意义。董亮研究员希望合作实验室在这方面的工作可以有所突破。此外,和岛津公司在MALDI-TOF的应用方面也开展了一些合作。

  促进中日政府合作

  当前,中日政府正在就一些环境敏感问题开展共同研究,两国共同出资来研究国际或者是区域内的环境问题。环境问题是跨国界的,关乎人类命运共同体,因此“我们希望能够将合作实验室,上升为中日双方感兴趣领域的一个合作窗口。”

  谈到合作发展规划,董亮希望在双方原有的优势领域继续相互合作并做大做强,将合作实验室每年举办的技术交流会品牌优势发扬光大。联合国大学项目虽然已结束,但仍希望就中、日双方就共同感兴趣的话题开展研究,以解决跨境环境问题,同时希望十四.五期间在更多的合作领域开展深入合作,希望能够上升为科技部、生态环境部和日方政府部门所支持的合作项目。“何时的中日关系,无论是蜜月期还是冰河期,中日环境的合作永远是亮点,它不仅在蜜月期锦上添花,更在冰河期成为破冰的切入点。”2018年,岛津公司社长上田辉久造访中日友好环境保护中心,与中心主任任勇先生进行了亲切的会谈,并与中心签订了战略合作协议。这昭示着在国家环境分析测试中心已有的合作基础上,双方未来有更广阔的合作前景,比如标准样品研发,环境大数据应用,绿色采购与绿色认证,环境标志产品等方向都有很好的合作潜力。