政府學界展開區域性臭氧及光化學煙霧污染的合作研究 制訂科學的污染控制策略

2022-09-19
由科大劉啟漢教授(後排左一)和顧達薩教授(後排右三),以及加州大學爾灣分校 Donald R. BLAKE教授領導(後排左二)、在香港建立的VOC黃金標準實驗室用作為參比實驗室,以提高區內在VOC測量和分析方面的能力。

由科大劉啟漢教授(後排左一)和顧達薩教授(後排右三),以及加州大學爾灣分校 Donald R. BLAKE教授領導(後排左二)、在香港建立的VOC黃金標準實驗室用作為參比實驗室,以提高區內在VOC測量和分析方面的能力。

政府和學術界聯合研究小組,成員包括香港環境保護署助理署長(空氣質素政策)梁啟明博士(前排右4)、科大環境研究所所長 劉啟漢教授(前排左3)、加州大學爾灣分校 Donald R. BLAKE教授(前排左4)、赫爾辛基大學教授及Aerodyne Research副總裁Douglas WORSNOP教授(前排右3),及來自中大、城大和理大的合作夥伴。

政府和學術界聯合研究小組,成員包括香港環境保護署助理署長(空氣質素政策)梁啟明博士(前排右四)、科大環境研究所所長 劉啟漢教授(前排左三)、加州大學爾灣分校 Donald R. BLAKE教授(前排左四)、赫爾辛基大學教授及Aerodyne Research副總裁Douglas WORSNOP教授(前排右三),及來自中大、城大和理大的合作夥伴。

香港科技大學空氣質量研究超級站配備先進儀器為空氣污染物作實時的仔細分析。

香港科技大學空氣質量研究超級站配備先進儀器為空氣污染物作實時的仔細分析。

雷射雷達是一種利用遙感技術測量上空氣象要素和污染物濃度垂直分佈的儀器。 氣溶膠雷達,用作計算在特定地點上空的氣溶膠的垂直分佈。

雷射雷達是一種利用遙感技術測量上空氣象要素和污染物濃度垂直分佈的儀器。 氣溶膠雷達,用作計算在特定地點上空的氣溶膠的垂直分佈。

臭氧雷達用作計算在上空不同高度的臭氧濃度。

臭氧雷達用作計算在上空不同高度的臭氧濃度。

風雷達根據接收到大氣中氣溶膠反射回來的信號的多普勒頻移計算風的垂直廓線,有助仔細了解氣溶膠的移動方式。

風雷達根據接收到大氣中氣溶膠反射回來的信號的多普勒頻移計算風的垂直廓線,有助仔細了解氣溶膠的移動方式。

世界級的揮發性有機化合物實驗室配備尖端儀器,可對揮發性有機化合物進行環境和來源表徵的研究,並作為基準實驗室支持香港和大灣區的空氣質量監測網絡。

世界級的揮發性有機化合物實驗室配備尖端儀器,可對揮發性有機化合物進行環境和來源表徵的研究,並作為基準實驗室支持香港和大灣區的空氣質量監測網絡。

香港科技大學環境研究所(科大環境研究所)與香港特別行政區環境保護署(環保署)今天聯合舉行新聞發布會,介紹由香港環保署牽頭,並由來自科大、香港中文大學 (中大)、香港城市大學 (城大)和香港理工大學 (理大)的學者組成的大氣合作研究團隊開展的大規模研究計劃。是次大型科研計劃致力於研究和制訂科學的區域臭氧和光化學煙霧控制策略。該計劃同時有包括來自廣東和澳門等眾多國際專家和大氣研究團隊的参與。

是次大型科研計劃匯聚跨學科的專業團隊和尖端科技,旨在對導致香港和粵港澳大灣區臭氧和煙霧污染形成的排放源、污染傳輸路徑、及傳輸演化過程等提高定量認識。 

記者會上,科大環境研究所所長劉啟漢教授概述了區域臭氧和光化學煙霧污染問題及其對健康的重要影響。環保署助理署長(空氣質素政策 )梁啟明博士則介紹了該項跨越多年的綜合研究計劃,其中包括(1)在全港不同區域架設先進的研究儀器,在近地面持續和實時監測對臭氧和煙霧形成具有重要貢獻的活性前體物種的變化;(2) 建設多站點雷達網絡,連續監測風、臭氧和顆粒物的三維空間變化及其對香港空氣污染的影響;(3) 建設綜合的海、陸、空全方位監測和採樣平台,實現及時和迅速的部署以追蹤臭氧污染事件;(4) 建設「黃金標準」揮發性有機物 (VOC) 分析實驗室,進行精確的世界級VOC成分分析,以支持和加强 VOC 採樣和來源分析的需求;(5)利用最先進的光化學模型來綜合分析多項監測結果,評估不同臭氧和煙霧污染控制策略的影響。此外,由香港和內地最頂尖的大氣科學研究人員組成的專家科學督導委員會亦會密切監察研究成果和進展,確保以最佳的科學結果為基礎來制定最終的臭氧和煙霧控制策略。 

加州大學爾灣分校的Donald R. BLAKE教授强調了臭氧污染與排放控制的非綫性特性,以及準確識別臭氧前體物對有效污染控制的重要性。他指出:「如果不能正確識別和掌握該地區的活性揮發性有機物,污染控制就會無效」。 赫爾辛基大學教授、Aerodyne Research 副總裁 Douglas WORSNOP教授指出,大氣污染物具有複雜的物理和光化學轉化過程,他強調「解決臭氧污染問題需要多團隊、跨領域專家的密切合作」,並且讚揚環保署協調組織該項大規模的合作研究計劃。

背景資料:

在過去的二十年裡,香港、澳門和廣東省政府大力實施了各類減排措施,令大氣中的二氧化硫 (SO2)、二氧化氮 (NO2) 和顆粒物 (PM) 的濃度得到顯著下降。但是,大氣中臭氧的濃度仍然很高,並且仍處於上升的趨勢。在過去的兩周此情況尤爲顯著,整個城市的空氣質素健康指數(AQHI)幾乎每天都達到「甚高」和「嚴重」級別,而臭氧則是導致短期健康風險升高的首要污染物。

臭氧問題的複雜性:有別於從污染源直接排出的污染物(如 SO2、CO),臭氧並非由直接排放產生,而是經由複雜的光化學反應形成,當中涉及空氣中的活性前體物,包括氮氧化物(NOx)和揮發性有機物(VOC)。而高活性的VOC包括了多種人為和自然源釋放的數百種痕量化合物。

此外,由於不同地區的工業活動的多樣性和自然環境不同,活性前體物的組成因地而異。 同時這些活性物質的環境濃度通常非常低(在萬億分之一的水平)。因此,要準確地識別和測量其濃度,我們需要運用先進的尖端科研儀器,並由經驗豐富的研究人員遵循精心設計的採樣和分析程序才能實現。

研究工作的關鍵組成部分:

1.    因此,本計劃的第一項主要研究工作是連續監測作爲臭氧前體物的活性有機物的成分和變化。由包括王哲教授(科大)、和郁建珍教授(科大)、陳澤強教授(城大)、何建輝教授(中大 )和李順誠教授(理大)、領導的研究團隊在城市、郊區、背景地區和大帽山山頂等多個觀測站使用多種先進的質譜儀器,全面揭示香港地區大氣的詳細有機物成分。

2.    大氣污染物的傳輸是個三維過程。因此除了在地面對大氣成分進行定量觀測外,對近地面大氣邊界層中的污染物傳輸的認識也十分重要。本研究的第二個主要部分是由林常青教授(科大)領導在香港多個觀測站利用雷射雷達連續觀測大氣中的風,臭氧和顆粒物的垂直分佈和變化特徵

3.    雖然地基觀測和雷達觀測可以提供在特定地點的大氣資訊,但空間覆蓋仍然有限。因此,本研究的第三個主要部分是在重污染事件中開展海、陸空全方位的空氣測量。該項工作包括由寧治教授(科大)和 顧達薩教授(科大)領導的基於香港政府飛行服務對的直升機觀測平台,王哲教授(科大)牽頭的船舶走航觀測平台,及在香港、澳門和廣東同時部署的80個網格化協同採樣站點。 

4.    更詳細的採樣觀測意味著對準確的VOC採樣分析的需求也大量增加。這不僅對香港的研究有意義,同時對理解和評估大灣區日益嚴峻的臭氧污染問題也至關重要。因此,本研究的第四個主要部分是在香港建立的VOC黃金標準實驗室。該實驗室在香港環保署和創新科技屬的支持下,由劉啟漢教授(科大)和 顧達薩教授(科大)領導。該實驗室旨在作為參比實驗室,以提高區內在VOC測量和分析方面的能力。

5.    經例行和階段性測量產生的觀測數據將由初始研究團隊進行分析,以及由袁自冰教授(廣州華南理工大學)領導的源解析研究組分析臭氧生成重要前體物的主要污染源

6.    同時,由馮志雄教授(科大)領導的數值模型模擬研究組將利用這些觀測資料,以改進和驗證用於香港和大灣區的臭氧和煙霧研究的空氣質素預測模型。其後,在源解析研究的基礎上,開展情景分析,以綜合評估不同排放控制策略對降低香港和大灣區臭氧污染的成效。

梁啟明博士強調:「這是迄今為止在粵港澳大灣區開展的最詳細和最全面的區域臭氧研究,而跨大學合作是項目成功的關鍵。」這項合作性研究的進度亦會由八位專家組成的科學指導委員會密切監督,學者包括郝吉明院士(清華大學)、張遠航院士(北京大學)、王自發教授(中科院大氣物理研究所)、王新明教授(中科院廣州地球化學研究所)、鄭君瑜教授(暨南大學)、張永波教授(廣東省環境科學研究院)、劉啟漢教授(科大)和王韜教授(理大)。 科學指導委員會每年至少召開一次會議,審視主要的研究結果和進展,並就研究計劃和方法的發展和改進提供建議,以確保整個項目的研究工作能充分考慮並採用最新的科學資訊。

除了科研工作之外,劉啟漢教授鼓勵青年研究人員珍惜難得的機會,多參與這類大型的、具影響力的、跨學科的研究項目。 他說:「雖然牽涉的的工作會非常辛苦,甚至會在過程中與研究團隊隊員發生爭辯。 然而,當你堅持到最後,你會在參與大型的跨領域項目中研究人員將會逐漸積累寶貴的合作經驗。另外,當看見你的研究成果能夠被更廣泛的應用,真的會讓你打開眼界,有助你的專業及領導能力的培養和發展。」

有關香港科技大學環境研究所:
香港科技大學環境研究所(HKUST-IENV)是一跨學科研究機構,旨在促進和開展旨在改善香港、珠江三角洲(大灣區)及其他地區的環境研究。我們與不同持份者(包括學術、工業和環境非政府合作夥伴)合作。並與內地機構建立跨境協同效應,打造更綠色、更健康的大灣區可持續發展環境。https://ienv.ust.hk/

傳媒查詢:
香港科技大學環境研究所 
高級傳訊經理(環境) 黃潔文
電話: 2358 6916
電郵: michellewong@ust.hk
 

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