近日，中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產學聯合體向社會發(fā)布了“2020年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展”。北京大學環(huán)境科學與工程學院倪晉仁院士團隊的科研成果“黃金航道開發(fā)與河流生態(tài)保護協(xié)同的理論與方法體系”和要茂盛教授團隊的科研成果“新冠病毒氣溶膠采集與監(jiān)測的研究”同時入選。

黃金航道開發(fā)與河流生態(tài)保護協(xié)同的理論與方法體系

黃金航道是構建大河經濟帶的紐帶與綜合交通主體骨架，在流域生態(tài)系統(tǒng)保護與綠色發(fā)展中具有極其重要的地位。黃金航道可持續(xù)發(fā)展要求既滿足當代人對內河航運的社會經濟需求，又不能損害河流為后代人提供社會經濟與生態(tài)環(huán)境服務的功能。如何合理確定航道開發(fā)規(guī)模，協(xié)同生態(tài)環(huán)境保護目標，把握航道擴能與生態(tài)制約的“度"，目前國內外尚無相關理論依據。

十大科技進展宣傳畫冊：黃金航道開發(fā)與河流生態(tài)保護協(xié)同的理論與方法體系（來源：中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產學聯合體）

倪晉仁院士與其合作團隊在開展國家重點研發(fā)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(tài)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展”研究過程中，探索了全球黃金航道的可持續(xù)發(fā)展道路，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(fā)展三階段理論，明確了各階段的劃分標準和發(fā)展特征�；�于發(fā)達國家航道發(fā)展歷程以及經驗教訓，指出了黃金航道開發(fā)度不宜超過80％，一旦航道開發(fā)規(guī)模超越合理范圍，河流生態(tài)系統(tǒng)功能便可能受到損害，具體表現為各類生態(tài)指標（如河流連續(xù)性、河漫灘連通性、河岸帶滲透性、流量干擾指數、物種豐富度和非本地魚比例等）出現異常。研究成果發(fā)表在Nature Communication并被Science亮點報道，填補了黃金航道理論研究的空白。

研究進一步針對航運與生態(tài)系統(tǒng)功能協(xié)調發(fā)展的關鍵問題，構建了長江黃金河道評價方法體系，在多個典型航道治理中得到應用。建立了河流全要素監(jiān)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(tài)航道規(guī)劃、建設、運用、維護全過程開展長期生態(tài)環(huán)境監(jiān)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”規(guī)劃及未來航道開發(fā)長遠發(fā)展戰(zhàn)略決策提供了重要科技支撐。

新冠病毒氣溶膠采集與監(jiān)測的研究

新冠肺炎疫情給世界造成了巨大的經濟和生命財產損失，嚴重威脅著人類的存亡�？諝獾纳�物安全對人類是一個重大的挑戰(zhàn)，而氣溶膠傳播新冠肺炎，由于缺乏關鍵證據，一直存在爭論。世界衛(wèi)生組織在2020年3月官方宣布空氣不傳播新冠肺炎。新冠疫情暴發(fā)一年多來，世界衛(wèi)生組織一直沒有改變立場，直到近期（4月30日），在其官方網站上修改更新了指南，指出氣溶膠能夠傳播新冠肺炎。2021年5月7日，美國疾病預防控制中心也在其官方網站上更新了指南，同樣確定了氣溶膠傳播新冠肺炎的事實。

早在2020年2月初，北大要茂盛教授就一直認為存在氣溶膠傳播新冠肺炎，并通過新華社、中國科學進行解讀與科普（http://www.xinhuanet.com/politics/2020-02/10/c_1125554158.htm）。新冠病毒氣溶膠粒徑小、濃度低，有效采集捕獲足夠量難度大。要茂盛教授與其合作團隊在國家自然科學基金委專項項目“現場快速檢測氣溶膠中的新冠狀病毒的研究”與中國工程院疫情應急專項“新型冠狀病毒感染的肺炎疫情環(huán)境風險防控研究”的資助下，在新冠病毒氣溶膠采集與監(jiān)測方面取得重要進展，獲得氣溶膠傳播新冠肺炎疫情的直接證據。

十大科技進展宣傳畫冊：新冠病毒氣溶膠采集與監(jiān)測的研究（來源：中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產學聯合體）

為應對突來的新冠疫情，團隊緊急創(chuàng)建了基于機器人采樣的現場快速檢測技術Air-nCov-Watch（ACW），半小時濃縮12立方米空氣中的新冠病毒到2-3毫升采集液中，顯著地縮短了采集時間，極大地提升了檢出率。團隊于2020年2月底至3月初在武漢醫(yī)療環(huán)境空氣中，檢測到新冠病毒濃度可達9-219個每立方米空氣。該系統(tǒng)無需人員進入環(huán)境即可進行程序化掃描式地采集氣溶膠樣品，將采集到的樣品送到設置好的地點，能夠識別空氣中新冠病毒感染風險，減少采樣人員感染風險，保護醫(yī)療環(huán)境和生命財產安全，研究成果被選為專業(yè)刊物封面文章發(fā)表。

此外，團隊通過利用自主研發(fā)的呼出氣采集系統(tǒng)，首次發(fā)現新冠患者早期每小時通過呼吸可排放幾百萬個新冠病毒，揭示人體呼吸氣溶膠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，研究成果發(fā)表在傳染病領域頂級刊物Clin Infect Dis（CID，283，e652–e654），被Science刊物文章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NEJM刊物文章上開篇引用作為新冠病毒人體排放的關鍵文獻（N Engl J Med，383，1757-1766）。

最近，要茂盛聯合來自世界的38名頂級科學家在Science發(fā)文（Science，372(6543)，689-691）呼吁全球做出歷史性抉擇防控室內氣溶膠傳播呼吸系統(tǒng)感染。要茂盛團隊研發(fā)的ACW以及呼出氣采集技術方法在新冠肺炎疫情防控中發(fā)揮了突出作用，研究成果為科學防控氣溶膠傳播新冠肺炎疫情提供了重要的科學數據。要茂盛也因此而榮獲北京大學抗擊新冠肺炎疫情標兵稱號。

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北大要茂盛教授團隊在傳染病頂級期刊闡述新冠傳播機制

北大團隊利用機器人采樣器現場監(jiān)測新冠病毒氣溶膠

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“中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展”評選工作是在中國科協(xié)指導下，由中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產學聯合體成員單位和兩院院士推薦，經公示、初選和15位院士專家終選產生，旨在反映生態(tài)環(huán)境科技領域前沿發(fā)展動態(tài)，引領生態(tài)環(huán)境領域技術創(chuàng)新，為我國生態(tài)環(huán)境保護和生態(tài)文明建設提供科技支撐。入選的項目需要在科學技術方面有重大進展，且具有創(chuàng)新性、先進性、重大學術價值和應用前景或良好的社會效益。