在6月5日世界環境日到來之際，中國科協生態環境產學聯合體（以下簡稱“聯合體”）在中國科技會堂舉行了2020年度中國生態環境十大科技進展發布會。
中國科協黨組成員、書記處書記呂昭平出席會議并致辭。他強調，習近平總書記在出席兩院院士大會和中國科協第十次全國代表大會時指出，我國經濟社會發展和民生改善比過去任何時候都更加需要科學技術解決方案，都更加需要增強創新這個第一動力，強調構建新發展格局最本質的特征是實現高水平的自立自強，必須全面加強對科技創新的部署。2020年度生態環境十大科技進展的發布，既反映了我國生態環境科技領域的前沿發展水平，也展現了我國生態環境科技工作者努力耕耘奮力創新的風采，必將為我國生態環境保護和生態文明建設提供有力的科技支撐。
聯合國環境規劃署UNEP駐華代表涂瑞和在致辭中表示，第五屆聯合國環境大會通過了環境署提交的報告，指出氣候變化，生態系統退化，污染是全球環境面臨的三大危機。科學技術在應對三大全球環境危機方面發揮著很重要的作用。今天發布的十大科技進展便是對該主題的最好實踐、應用和證明。環境署將繼續支持各方合作，共同應對這三大危機，共建人與自然和諧的地球。
聯合體副主席、中國工程院院士張遠航介紹了生態環境十大科技進展遴選情況。各進展完成單位科學家代表分別介紹了十大科技進展，包括：支撐碳達峰碳中和目標決策的我國長期低碳發展戰略研究、面向未來的中國污水處理概念廠創建、黃金航道開發與河流生態保護協同的理論與方法體系、大氣污染與氣候變化協同治理路徑優化關鍵技術、生態系統生產總值（GEP）核算方法與應用、國家地表水環境質量自動監管關鍵技術與工程應用、第三次青藏高原科學試驗—邊界層與對流層觀測、發現“食用蔬菜和作物吸收微塑料的通道與機制”、流域農業面源污染分區協同防控關鍵技術、新冠病毒氣溶膠采集與監測的研究。
2020年度生態環境十大科技進展是由兩院院士和聯合體成員單位推薦，由15位院士專家組成評委會評議投票產生的。今年是連續第二年開展。2020年度入選的進展內容，涉及碳達峰碳中和、大氣污染防治、水環境保護、綠色GEP核算方法、新冠病毒監測等生態環境領域的熱點問題，反映了我國生態環境科技領域前沿發展動態，在引領生態環境領域技術創新，鼓勵生態環境科學研究，營造社會創新氛圍，提高公眾環保意識方面起到了積極的作用，影響深遠，意義重大。
中國科協生態環境產學聯合體是為貫徹落實習近平生態文明思想和全國生態環境保護大會精神，在中國科協指導下，由環境、生態、氣象、地理、農、林、土壤、地質、海洋、水利、可再生能源11家全國學會，生態環境領域知名企業、學術研究機構和社會組織共同發起成立的協同創新組織。自2018年成立以來，聯合體堅持“一智庫三平臺”定位，不斷加強自身建設，探索機制創新，促進科技經濟融合，為構建新發展格局、打好打贏污染防治攻堅戰、建設生態文明做出了積極貢獻。生態環境部部長、中國環境科學學會理事長黃潤秋擔任首屆主席，聯合體秘書處設在中國環境科學學會。
在發布會上，聯合體還與美團舉行了“科創中國-美團青山環保科技創新示范項目”簽約儀式。
2020年度中國生態環境十大科技進展項目介紹
1.支撐碳達峰碳中和目標決策的我國長期低碳發展戰略研究
主要完成單位：清華大學氣候變化與可持續發展研究院
清華大學氣候變化與可持續發展研究院牽頭組織了國內24家著名研究機構共130余位專家學者，開展了覆蓋經濟、社會、產業、環境、氣候、政策等多領域低碳發展戰略和轉型路徑研究。在此基礎上，項目綜合報告課題組在研究中采用了“自下而上”和“自上而下”相結合的研究方法，既有“自下而上”對各部門能源消費和二氧化碳排放部門模型的情景分析和技術評價，又有“自上而下”宏觀模型的計算和政策模擬，以多個模型產出軟連接方式，實現各部門分析與宏觀模型間的協調銜接。
該研究首次全面系統地提出了包含碳中和目標在內的四種長期發展情景下的轉型路徑（當前政策、強化政策、2℃和1.5℃）及其碳排放路徑、技術需求、經濟成本和環境影響的定量評價，揭示了轉型目標、行動時機和措施力度與轉型效果及其經濟成本間的綜合作用機制和規律，闡釋了我國同時實現新時代社會主義現代化建設目標與《巴黎協定》下控制全球溫升目標的一致性，提出了實現碳達峰碳中和的路徑選擇建議。2020年10月12日，我院聯合各研究單位向國內外發布了本研究成果，以系統的思想框架和翔實的研究成果，回答了國內外的關切和質疑，引導和促進了國際社會對習近平主席宣示的目標和決心的理解和肯定，幫助國際國內社會加深對這一決策的意義和需要付出艱苦卓絕努力的理解，引起了巨大反響。研究結果不僅被國內外研究機構廣泛引用，更為我國政府部門、地方、行業、企業制定碳達峰碳中和規劃提供了重要參考。
2.面向未來的中國污水處理概念廠創建
主要完成單位：清華大學、中國人民大學、中國21世紀議程管理中心、中國科學技術大學、中持水務股份有限公司
建設面向未來的中國污水處理概念廠是由曲久輝院士為首的中國科學家提出的行業前進方向，以“水質永續、能量自給、資源循環、環境友好”為目標，旨在建立污水處理資源化、能源化、生態化的工程范例，探索污水處理在技術、工程建設等方面跨越式發展路徑。經過近7年的研究和探索，概念廠技術團隊構建了包括四十余項核心關鍵技術的技術體系，包括：高效極限脫氮除磷技術（LOT）、紫外催化高級氧化(UV/AOP)新興污染物氧化阻斷集成技術與裝備、高干厭氧為核心的有機固廢能量高效回收與資源深度轉化集成技術與裝備、以再生水為單一水源的大尺度水環境構建技術、污水處理設施生態綜合體構建理念與技術等。
2020年，河南睢縣第三污水處理廠建成并投入運行，數項核心關鍵技術得以工程驗證，實現了污水再生和有機廢物（生活垃圾、污泥、畜禽糞便等）綜合處理、濕地-海綿一體化、超過50%電能的自供給和營養物回收利用。
中國污水處理概念廠的建設將推動中國污水處理事業走向循環、低碳、生態的發展之路，為污水處理行業碳達峰、碳中和作出貢獻。
3.黃金航道開發與河流生態保護協同的理論與方法體系
主要完成單位：北京大學、國家內河航道整治工程技術研究中心、南京水利科學研究院、中國科學院戰略咨詢研究院
北京大學等單位在開展國家重點研發計劃項目“長江黃金航道整治技術研究與示范”與中國科學院院士咨詢項目“長江經濟帶生態環境保護與可持續發展”研究過程中，探索了全球黃金航道的可持續發展之路，構建了基于航道自然和社會經濟雙重屬性的黃金航道識別方法；提出了黃金航道發展三階段理論，明確了各階段的劃分標準和發展特征。進一步針對河流航運與生態系統功能協調發展的關鍵問題，構建了長江黃金航道評價方法體系，在多個典型航道治理中得到應用。建立了河流全要素監測-檢測方法體系，揭示了長江全物質通量（水、沙、無機元素、生源物質、新興污染物、溫室氣體、底棲動物、藻類、魚類、微生物等）變化的驅動機制，提出了生態航道規劃、建設、運營、維護全過程開展長期生態環境監察與審核的方案。
研究成果凝練形成了中國科學院科技智庫報告和院士咨詢報告，為國家“十四五”計劃及未來航道開發長遠發展戰略決策提供了重要科技支撐。
4.大氣污染與氣候變化協同治理路徑優化關鍵技術
主要完成單位：清華大學
科學認識大氣污染和氣候變化的相互作用與協同效益，高質量的源排放數據是科學基礎，氣候評價模型與空氣質量模型精準耦合是技術關鍵。團隊在三個方面取得重大突破：一、開發了排放源強對經濟、能源、治理措施的動態響應模型，建立了面向詳細行業和技術的多尺度耦合大氣污染物與溫室氣體源排放清單。二、開發了環境空氣質量對分行業分物種排放控制措施的實時響應模型，突破了大氣環境質量改善目標下污染物減排量的反算技術。三、構建了能源經濟-空氣質量-氣候健康的跨學科綜合評估模型（GCAM-ABaCAS），實現了大氣污染與氣候變化協同治理措施的成本效益評估和路徑優化，評估了實現空氣質量達標路徑下溫室氣體的協同減排效益，量化了低碳能源政策的健康和氣候影響。
研究結果支撐了開展大氣污染物與溫室氣體的協同減排，揭示了能源政策措施對二者協同減排的重要效應，為開展大氣污染控制與氣候變化應對提供了科技支撐。
5.生態系統生產總值（GEP）核算方法與應用
主要完成單位：中國科學院生態環境研究中心，生態環境部環境規劃院
中國科學院生態環境研究中心歐陽志云研究員和IUCN朱春全研究員于2013年提出了“生態系統生產總值”（GEP）的概念，簡稱為生態產品總值，即：生態系統為人類福祉和經濟社會可持續發展提供的最終產品與服務價值的總和。歐陽志云研究團隊隨后從物質產品、調節服務產品與非物質產品三個方面構建了GEP核算體系與核算模型，并發展了刻畫自然對社會經濟貢獻的評估方法，并將這一方法應用于青海省生態系統生產總值核算。該研究表明，GEP核算可以定量揭示生態系統產品和服務提供者與受益者之間的生態關聯，并能為生態保護成效評估、生態補償政策制訂，以及將生態效益納入經濟社會評價體系提供科學依據。該核算方法及其在青海省的應用成果發表在PNAS（2020）。此外，GEP的概念2020年也被聯合國統計署采納為生態系統核算指標之一，GEP核算方法還受到廣泛關注和應用，目前有青海、貴州、海南、內蒙等省（自治區、直轄市），深圳、麗水、撫州、甘孜、普洱、興安盟等23個市（州、盟）以及阿爾山、開化、赤水等100多個縣（市、區）的GEP核算及其應用試點。
6.國家地表水環境質量自動監管關鍵技術與工程應用
主要完成單位：中國環境監測總站
針對“國家建設、國家監測、國家考核”水環境管理的重大需求，項目組研究構建了自動監管技術體系并進行了工程應用與推廣，主要取得以下創新成果：（1）率先將質控關鍵環節實現了自動化，質控技術手段不斷完善、時效性大幅度提高；（2）首次研發了國家水環境自動監測信息管理應用系統，實現了監測全過程留痕，構建了基于聚類分析、回歸分析、相關性分析模型等方法的數據分析處理系統，實現了海量數據的自動預審、智能審核；（3）研究確定了網絡設計、儀器裝備選型、系統集成等關鍵環節的技術參數與技術要求，首次系統建立了國家地表水環境自動監管規范化、標準化技術體系，支撐了國家水質自動監測網絡的建設和運行管理。經鑒定，該項目在國際上率先實現了主要指標自動監測數據用于國家水質評價的研究目標，技術整體達到國際領先水平。
基于以上技術成果該項目已建成以國產自主知識產權儀器為主，由1794個水站組成的國家地表水環境質量自動監測網絡，覆蓋全國31個省級行政區、七大流域，成為目前國際上幅員最遼闊、規模最大、功能最完備的地表水水質自動監測網絡。該網絡可預警水環境風險，監測數據可用于國家水環境質量評價考核，為國家地表水環境質量評價、考核、排名提供強有力的技術支持。
7.第三次青藏高原科學試驗--邊界層與對流層觀測
主要完成單位：中國氣象科學研究院，中國氣象局成都高原氣象研究所，西藏自治區氣象臺，中國科學院大氣物理研究所，國家衛星氣象中心，國家氣象信息中心，中國科學院青藏高原研究所，陜西省氣象科學研究所，國家氣象中心，國家氣候中心，中國氣象局氣象探測中心，中山大學，青海省氣象科學研究所，云南省氣象科學研究所、南京信息工程大學、北京大學
經過8年攻堅克難，科學試驗創新發展了青藏高原陸面-邊界層-對流層多尺度過程和云-降水物理過程的綜合觀測技術，實現青藏高原天-地-空一體化綜合觀測技術的重要突破，填補多項青藏高原地區氣象觀測業務空白，在發展關鍵水循環變量遙感反演算法和模型參數化方案、揭示重要觀測事實和物理過程等方面取得重要創新成果。
揭示出夏季青藏高原低溫環境下獨特的陸面-邊界層-對流層云降水物理特征以及青藏高原通過全球大尺度垂直環流和遙相關產生的全球氣候效應；提出用最大熵增模型降低數值預報模式在青藏高原及周邊地區冷偏差的觀點，通過改進高原地區陸面模式物理過程參數化方法及同化技術明顯提升了數值預報模式在青藏高原及下游地區的降水模擬能力。
按照“邊研發邊應用”的發展理念推動成果向業務轉化，實現26項主要成果在國家級和省級氣象業務中應用，支撐了中國氣象局的青藏高原冰凍圈與生態系統觀測站網布局設計，提升了青藏高原氣象觀測業務能力，使我國衛星大氣可降水量業務產品在青藏高原地區的質量達到國際先進水平；提升了國家級、區域中心和省級天氣預報業務能力，西藏、青海、四川和云南區域降水預報和預警水平得到明顯提高。科學試驗成果有力支撐了減災防災工作，對于認識青藏高原空中水資源狀況有重要科學價值，產生了明顯的社會經濟效益。
8.發現食用蔬菜和作物吸收微塑料的通道與機制
主要完成單位：中國科學院煙臺海岸帶研究所、中國科學院南京土壤研究所
中國科學院煙臺海岸帶研究所/南京土壤研究所駱永明研究員帶領團隊率先開展了高等植物吸收積累微塑料的研究，發現營養液培養條件下0.2 μm聚苯乙烯微球可被生菜根部大量吸收和富集，并從根部向地上遷移, 積累和分布在可被直接食用的莖葉之中。研究團隊進一步通過廢水水培和模擬廢水灌溉的砂培、土培試驗，發現亞微米級甚至是微米級的塑料顆粒都可以穿透小麥和生菜根系進入植物體，并在蒸騰拉力的作用下，通過導管系統隨水流和營養流進入作物地上部。同時，還發現一種塑料顆粒進入植物體的通道與機制：在植物新生側根邊緣存在狹小的縫隙，塑料顆粒可以通過該“通道”跨過屏障而進入根部木質部導管并進一步傳輸到莖葉組織。相關成果發表在《自然·可持續性》和《科學通報》，首次報道并證實了蔬菜和作物對亞微米級甚至微米級塑料顆粒的吸收、傳輸及分布，發現了植物吸收微塑料的側根縫隙通道與機制。打破了科學家對微塑料顆粒不可能進入蔬菜和農作物的傳統認識，為研究高等植物對微塑料吸收和積累機制、食物鏈傳遞和人體健康風險提供了科學依據。研究被譽為陸地生態系統微塑料研究的重要里程碑，為陸地微塑料研究打開了一扇新的大門。
成果發表后中國科學報（頭版要聞）、科技日報，美國科學促進會（AAAS）主辦的新聞網EurekAlert以及The Daily Mail、Daily Express、The Daily Telegraph、New York Times Post、Yahoo 新聞、搜狐網、騰訊網等上百家國內外主流報紙、媒體和網站進行了報道轉載。研究成果提高了人類社會對陸地環境微塑料的食物鏈污染與潛在健康危害的認知。
9.流域農業面源污染分區協同防控
主要完成單位：中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，上海交通大學，云南省農業科學院農業環境資源研究所，湖北省農業科學院植保土肥研究所，昆明理工大學，中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所，江西省農業科學院土壤肥料與資源環境研究所，湖南省農業環境生態研究所，北京博瑞環境工程有限公司，云南順豐洱海環保科技股份有限公司
本項目針對富營養化湖泊集中、面源污染突出的云貴高原、南方丘陵山區和南方平原水網區，歷經20余年實踐，取得3方面創新：創建了流域農業面源污染監測方法和防控理論；突破了污染治理與資源利用結合的關鍵技術；創新了大理模式、興山模式和宜興模式等農業面源污染防控技術模式并制定了3項農業行業標準。
2013年以來，農業農村部先后舉行了6場全國現場觀摩會，將大理、興山和宜興模式推廣應用到云貴高原、南方丘陵山區和南方平原水網區118個國家面源污染治理項目縣。
研究成果已列入國家面源污染防治規劃。近兩年推廣應用9740萬畝，氮磷減施35萬噸，氮磷減排4萬噸，綜合效益88億元。制定國家農業行業標準7項、地方標準7項；授權發明專利25件，實用新型31件（已轉化2件）；出版著作6部；發表論文115篇，其中SCI論文37篇。
10.新冠病毒氣溶膠采集與監測的研究
主要完成單位：北京大學、北京市朝陽區疾病預防控制中心、江蘇省疾病預防控制中心
要茂盛教授與其合作團隊在新冠病毒氣溶膠采集與監測方面取得突破進展，獲得了氣溶膠傳播新冠病毒的直接證據：（1）負責人通過集成自主研發的大流量空氣采樣（每分鐘可采集400升空氣）與商業化機器人、核酸擴增等技術創建了現場空氣中新冠病毒快速檢測系統Air-nCov-Watch（ACW），利用此系統發現疫情初期武漢醫療環境空氣中新冠病毒濃度可達9-219個每立方米空氣，在部分衛生間空氣中監測到新冠病毒濃度高達6000個病毒每立方米。該系統無需人員進入被測環境即可進行程序化掃描式地采集氣溶膠樣本，將采集到的樣本送到設置好的地點，減少采樣人員感染風險，識別空氣中新冠病毒感染風險，有效保護醫療環境和生命財產安全，研究成果被專業刊物J Aerosol Sci選為封面文章發表；（2）利用自主研發的呼出氣采集系統，揭示了人體呼吸也是新冠肺炎傳播的重要方式，為通風、戴口罩、保持社交距離等防護氣溶膠傳播新冠疫情的措施提供直接科學依據，這項研究成果發表在傳染病領域頂級刊物Clin Infect Dis（283，e652-e654）。
在國家自然科學基金委專項項目的支持下，要茂盛教授研發的技術方法ACW在新冠肺炎疫情防控中發揮了突出作用，研究成果為全世界科學防控氣溶膠傳播新冠肺炎疫情提供了重要的科學依據，被美國科學院院士在Science刊物中引用作為氣溶膠傳播新冠疫情的關鍵證據之一（Science，370，6514, 303-304）， 同時也被美國哈佛大學教授在NEJM上開篇引用，作為新冠病毒人體排放的關鍵文獻（N Engl J Med，383，1757-66）。
