2022年，北京市空气质量优良天数达到288天，占比接近八成，较2013年增加112天。其中一级优天数138天，较2013年增加97天。“冬奥蓝”“1微克蓝”成为首都的靓丽底色。
2013年12月28日，习近平总书记在北京市看望一线职工和老年群众时指出，“发展新技术、发展绿色能源，是节能减排、治理大气污染的必要措施。我们要加大投入，有定力、有耐心地把面临的问题解决好”。
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十年来，北京牢记总书记嘱托，充分发挥高科技优势，开发出一系列国内首创、国际一流的科技治污技术。PM2.5源解析、国际一流的“天空地”三维立体监测体系、国际首个重型柴油车监测平台……在这些“千里眼”和“顺风耳”的联合监控下，科研人员对大气污染物的监控和追击，逐渐由疏到密，由浅入深。
高科技手段将治污从“漫天撒网”提升到“精准定向”，助力北京打了一场漂亮的“翻身仗”。
精准治污使得北京蓝天的成色越来越足，也为全球治理大气污染提供了“中国智慧”。
2014年6月9日，北京市环保局，工作人员在楼顶采集PM2.5大气样本。资料图片/侯少卿 摄
PM2.5源解析给大气“把脉问诊”
“人生病了，要去医院化验体检，找出病根儿。城市大气生病了，也是如此。”时间回到2013年，这一年，北京PM2.5年均浓度高达89.5微克/立方米，超过国家标准(35微克/立方米)约1.5倍。当时的北京一度“谈霾色变”，科学精准治污已迫在眉睫。北京市生态环境监测中心主任刘保献说，他们要带北京的大气去“看病”。而PM2.5源解析，就是给大气“把脉问诊”。
“PM2.5来源非常复杂，既有来自各类污染源排放的一次污染物，如烟尘、粉尘、黑炭、扬尘等，还有各类污染源排放的气态污染物，如氮氧化物等经过化学反应生成的二次污染物。”刘保献表示，源解析就是建立环境空气质量与多类污染源之间的关系，以确定大气PM2.5污染治理主要对象和优先顺序。
这项技术和研究方法当时在国内尚属空白。在刘保献的带领下，市生态环境监测中心用一年时间，组织研发出PM2.5中200多种化合物的监测方法，从而迈出历史性的一步。
2014年，北京率先在全国发布第一轮PM2.5源解析结果。
“当时解析的结果，北京的污染物来源中，区域传输占三分之一，在本地来源中，移动源占到31.1%，燃煤源22.4%，还有扬尘源、工业源。”刘保献回忆。
参照这四大来源，针对性的治理方法被融入《北京市2013-2017年清洁空气行动计划》中，围绕机动车、燃煤、工业、扬尘等污染源共制定84项重点细化措施，并压实到全市相关部门。同时，还结合污染物的区域传输特征，把相应策略融入到京津冀区域联防联控中。
2014年，北京每个行政区都布设了1-2个PM2.5监测站，但其建设成本较高，且点位对周围环境要求严格。为提升监测能力，北京市生态环境监测中心大气室开始接触便携式PM2.5监测设备。
经过一年的研究改进，2015年，便携式监测设备纳入北京大气环境监测体系。高密度监测网络有1000多个点位，覆盖全市300多个街道乡镇行政属地，提供公里级别的空气质量监测结果，监测数据对街道乡镇全面共享。
“我们还基于监测网络提供的数据，结合气象、地理信息、污染源和社会活动等，建立了‘由果到因’的溯源挖掘算法。”北京市生态环境监测中心大气室主任李云婷举例说，算法可以识别出北京污染浓度“冒泡”的区域，精准暴露本地污染排放的高值区，为靶向治污提供直接依据。
精准治理，收效明显。三年后，北京市PM2.5年均浓度下降到58微克/立方米，和2013年相比，降幅达到35.6%。这套PM2.5源解析技术也为全国其他地区建立源解析技术体系提供了参照系。
北京持续开展大气PM2.5源解析工作，科学研判污染来源，2018年和2021年发布了第二轮、第三轮源解析结果。
三维立体监测体系布下“天罗地网”
锁定污染物来源后，如何对这些“敌兵”进行精密监测、精准打击？一张“天罗地网”正在等待它们。
“从遥感监测数据上，我们能把污染物几点过境，什么时候过境，大概覆盖什么范围，从什么角度过来等信息都了解清楚，然后再进行后续处理。”在市生态环境监测中心，遥感监测室副主任姜磊站在一组大型处理器前，看着卫星刚刚传输回来的区域污染物组分数据介绍说。
他以污染物VOCs（挥发性有机物）为例做了监测演示：几分钟后，旁边的中控屏上就形成一张清晰的彩色热点网格图，颜色深浅不一，北京各个区域大气中的VOCs浓度清晰可见。
“我们把北京各地的自然地理特征、社会经济发展要素（商场、酒店、居民楼等）都输入进去，按3.5公里×3.5公里一个格子平铺开来，就能精准分析那个区域的具体污染情况。”监测中心工程师王新辉解释。
一辆装载着VOCs监测设备的走航监测车，天窗伸出一根采样管。杨帆 摄
VOCs，即挥发性有机物，它是产生PM2.5和臭氧的重要前体物。近年来，北京大气治污进入到PM2.5和臭氧协同控制的阶段，VOCs治理就成了目前大气治污的重中之重。
为了更好地了解监测过程，记者跟随监测人员，走进了一辆走航监测车。眼前的这辆车，车顶伸出一根钢制采样管，与车内的一台质谱分析仪相连。
遥感显示，海淀区西北部的一处汽修集群VOCs数值较高。走航监测车马上启动，驶入高数值地域，进行更细致的分辨。
监测中心工程师张博韬坐在走航车里紧盯着笔记本电脑屏幕，所到之处的VOCs浓度会以彩色柱状图形式呈现在屏幕上：“这个柱越高，颜色越红，就代表这个地方的污染物浓度越高，柱状图每5秒就会刷新一次。”张博韬解释，“执法人员现在就可以根据锁定的位置直奔目标了。”
车载走航内的质谱分析仪。杨帆 摄
如果想对污染物成分进行准确定量，还可以继续借助更为精准的实验室手工分析手段。监测人员拿着一个玻璃球瓶的采样罐，回到市生态环境监测中心的分析实验室。高级工程师丁萌萌接到这罐空气样品，将其连接到大气预浓缩/气相色谱-质谱上，一个小时后，100余种的VOCs检测结果就显示在电脑屏幕上。
丁萌萌介绍：“我们目前在北京已经布设了VOCs手工组分监测网，把采样设备放在采样点位，通过远端遥控，可以采集到具有代表性的样品。这种采样方式，既可以采集环境当中的，还可以采集污染源的全气样品，污染源和环境兼顾，既灵活又准确。”
依托这种传感器监测技术，北京建立起覆盖全市街乡镇的高密度热点网格监测体系，对PM2.5浓度实时监测，从而为制定政策、压实污染监管主体责任提供依据。
北京市生态环境局大气环境处庄子威解释：“参照热点网格监测结果，我们指导帮扶PM2.5排名靠后的街道乡镇和各区，每年制定年度大气污染防治行动计划，有三四十项，其中就涉及各部门、各领域的减排措施，年底还会对各项任务完成情况进行考核。”
通过卫星遥感、车载走航、手工监测和热点网格这一整套点面结合的监测方式，北京在全国率先建成国际一流的“天空地”三维立体监测体系，实时监测空气中各种主要污染物的变化情况，为治理和消灭污染物布下“天罗地网”。
全球首个监测平台管住重型柴油车
除了日常熟知的移动源、燃煤源、扬尘源等排放源，影响空气质量的还有重型柴油车、非道路移动机械等容易被人们忽略的污染源。对这些污染源，北京也不遗余力地开发和使用高科技手段，进行精确监控，避免“漏网之鱼”。国际首个重型柴油车监测平台的上线就是最好例证。
“踩油门！对，松油门10秒，然后再踩……”
在通州区台湖镇的一家混凝土企业院内，检测人员董立兴正对多辆重型柴油混凝土搅拌车进行尾气检测。随后，他仔细把各项参数录入手机执法软件：“国标检测限值是1.32m-1，它现在是0.08m-1，达标了。”
执法人员手持重型柴油车执法APP对检查情况进行记录。杨帆 摄
2020年1月1日起，北京对所有重型柴油新车实施国六B排放标准。市生态环境保护综合执法总队执法八支队三级主办李彬介绍：“重型柴油车是氮氧化物的主要排放源，2022年全年，北京共检查重型柴油车268万辆次，检查超标率在2.4%左右。而在2012年，尾气抽测超标率曾高达15%。”
稳步向好的执法数据，离不开技术的加持。2018年，北京市正式投用全球首个重型柴油车排放远程在线监测平台，它利用物联网、大数据技术手段，突破了海量高并发数据接收与解译的瓶颈，可实时追踪所有联网车辆的排放状态。
2019年5月17日，房山区生态环境局执法工作人员将检测仪器插入货运车排气管进行氮氧化物检测。资料图片/新京报记者 李木易 摄
近年来，这个平台为北京有效监管重型柴油车提供了技术支撑。截至目前，平台监测车辆超过14万辆，占全市重型车保有量的一半以上。
市生态环境监测中心污染源室主任杨妍妍介绍：“每一台车上都安装了远程监控终端，它的车速、在哪儿行驶、后处理装置运行是否正常都可以实时监测，如果存在超标排放，通过平台预警，就可以进行针对性的执法和监管。”
科技治污手段形成一套完整科学体系
再先进的科技手段，也得由一丝不苟的人操控，才能将能效发挥到极致。在北京市环境监测中心，就有这么一批监测人，始终迎难而上、攻坚克难。
北京市生态环境监测中心副主任沈秀娥站在监测中心大厅里，看着一张PM2.5组分监测图无限感慨：“我们从2013年1月1日开始，在车公庄站点做组分监测，每天100多个组分的数据构成了这张图，十年十行。”
在沈秀娥看来，精密的监测必须落在纸端，形成精确的数据。北京科技治污到底有没有成效，只有数据说了算。
“起初那几年，一到重污染天，无论寒暑，无论是不是周末，无论身在何处，大家都会赶回来值班，做大量的监测分析，总有种坐立不安的感觉。”随着北京空气质量的历史性改善，近几年，让沈秀娥坐立不安的感觉越来越少了。不过，面向未来，各项科技监测手段更需细化、科学化、完善化，大家干劲儿分毫未减。
“我们会把每年中重污染这一天的污染物构成饼图放在上面，你看，越往下，饼图越来越少，代表北京的重污染天数越来越少，成效很显著。十年如一日，我们真的很自豪。”
从PM2.5源解析，到国际一流的天空地三维立体监测体系，再到国际首个重型柴油车监测平台，北京科技治污手段由点到面、由浅入深，形成了一套完整科学的体系，对污染物锁定从“漫天撒网”到“精准定向”。由此形成的卫星遥感、环境DNA技术等多种创新监测手段，还被运用到水和土壤的监测保护中。
进入“十四五”，北京还将进一步推进大数据、区块链、人工智能等新技术在监测领域的深度应用，打造国际领先的生态环境监测“智能感知”创新示范基地，借助高科技力量，为首都率先建设人与自然和谐共生的宜居城市而努力。
北京广播电视台新闻广播记者 杨帆
新京报记者 张璐
编辑 张树婧 校对 付春愔
