在复旦，有这样一群“苍穹守护者”。他们跨越中国环境梯度带，将实验室搬到雪域高原，在高海拔观测站上做检测，解析高原地区大气新粒子的生成机制。
他们积极推动环境与健康交叉学科发展，在大气化学、健康效应、治理政策等多个方向齐头并进，构建了从大气排放与污染形成机制、环境健康影响到空气污染防治策略的全链条研究体系。
他们是复旦大学环境科学与工程系大气环境与健康研究团队，获评2025年复旦大学“钟扬式”好团队（科研团队）称号。
翻越4600米关口，在青藏高原做观测
位于西藏林芝、海拔3300米的观测站，是团队科研征程中最具挑战的阵地。这里的高原环境与东部沿海截然不同，是研究洁净大气背景下粒子生成机制的天然实验室。然而，高原反应、电力不稳、仪器适应性等问题接踵而至。
从低海拔地区初抵高原，高原反应是团队必须克服的第一关。对于需要在站点连续值守一两个月的师生而言，科研工作尚未正式展开，先要完成与高原环境的“身体适配”。
团队负责人、环境科学与工程系系主任王琳回忆，前往站点要翻越一处海拔4600米的关口，“到了那里，明显感觉腿都拖不动”。头痛、胸闷、夜不能安睡，行动不自觉慢半拍，然而搭线、搬设备、检查管路的工作刻不容缓，几乎没有休息的余地。
除了团队成员，科研仪器同样要经受高原环境的考验。在低海拔地区长期稳定运行的设备，到了海拔3000米以上的地区后，性能与工作状态变得难以预测。这意味着，大家必须在克服自身高原反应的同时，分出精力攻克这些前所未有的技术难题。
站点初期依赖当地一座小型水电站供电，而水电站输出电压较不稳定，对精密的科研仪器而言可以算得上是“致命威胁”。为此，团队紧急调配稳压电源，最终有效化解了这一隐患。
一些在校内实验室中几乎不会出现的突发状况，也在野外时常发生。比如，大型昆虫钻入采样管导致采样异常，就是团队经常需要解决的问题。站点地处偏远，没有随叫随到的维修保障，所有故障都只能靠师生们手动拆检、清理、复位，一步步排查解决。
西藏观测
正是这份艰苦与不易，让西藏林芝观测站获取的数据更显珍贵。王琳介绍，团队在西藏开展的“洁净环境下的大气新粒子生成”研究，与在东部城市开展的同类研究形成了很好的互补对比。由于两地大气前提物条件差异显著，通过解析高原地区大气新粒子的生成机制与特征，能为团队反推理解上海等东部城市大气新粒子形成的底层逻辑提供关键支撑。
在王琳和青年研究员姚磊等团队成员的共同努力下，团队最终成功获取了宝贵的一手数据，为全球不同环境背景下大气化学过程的研究提供了重要科学依据。
守护蓝天与健康，让环境治理更精准
“破解环境密码、守护公共健康”，这是团队一直以来的科研使命。历经数十年深耕细作，团队在大气污染形成机制、环境健康效应解析、精准防控策略制定等多个方向已实现突破性进展，为国家和区域环境治理提供了关键科学支撑。
团队的科研之路，始于对学科发展的精准定位。早年间，团队将大气化学确立为主攻方向，这一方向如今已发展成为复旦环境学科的核心优势方向。依托于此建立的上海市大气颗粒物污染防治重点实验室，成为团队开展科研攻坚的重要平台。
随着学科发展的不断深入，王琳和团队敏锐意识到，环境科学与人类健康的关联密不可分，其中的影响机制亟待进一步研究。于是，团队率先布局环境健康交叉学科，在2023年自主申请成立了环境健康二级学科及教研组，推动大气化学与环境健康的深度融合。
团队开会
为更好解决中国特大城市环境污染问题，团队通过长期理论探索与实验验证，发现了城市大气细颗粒物生成的关键前体物，揭示了“硫酸—二甲胺—水”三元成核化学机制，相关成果发表于science（《科学》）期刊，被国际同行评价为“打开了理解污染城市大气新粒子形成机制的窗口”，为中国特大城市新颗粒物形成和灰霾治理提供了核心科学依据。
针对工业排放给环境治理带来的影响，团队尝试构建了中国生物质可再生能源、火电厂改造和碳储存“三位一体”的高分辨能源模拟系统，获得同行高度认可。
团队首次在地球系统模式中耦合“农业—能源—气候”过程，揭示了气候变化对生物质减排技术的反馈作用，提出需尽快启动减排行动以避免不可逆后果，该成果发表于nature（《自然》）并被选为封面推荐论文。同期配发的评论文章指出：“这项研究对解释气候变化临界点有关键作用”。
“小粒径的颗粒物更容易进入人体，有可能会具有更大的毒性。”团队成员、环境科学与工程系青年研究员蔡润龙专注于大气纳米颗粒物研究，希望更有效地进行毒性量化。
围绕大气污染源排放与环境健康的交叉命题，团队尝试厘清pm2.5关键组分的毒性机制，量化出各类人为源排放pm2.5的毒性效应，打破了当前大气治理仅以pm2.5质量浓度为指标的局限性，为面向健康效应的精准治理提供科学支撑。
研究发现，固体燃料燃烧是大气颗粒物的主要人为来源。其中，住宅燃煤与燃煤电厂排放的可吸入颗粒物毒性存在显著差异，家用炉灶固体燃料不完全燃烧产生的碳质物质浓度更高，毒性比燃煤电厂高出一个数量级。
在精准防控策略制定上，团队紧扣“双碳”目标与污染防治需求，贡献了复旦智慧。从新兴产业绿色清洁能源角度，团队首次从能源系统统筹层面提出中国加速发展光电和风电、实现2060年碳中和目标的最优路径，成果发表于nature（《自然》）。
多年来，团队保持着“多点开花、各有建树”的科研特色，在大气化学、健康效应、治理政策等多个方向齐头并进。“团队最大的特点不是一两个点上去突破，而是在各个方向上都有所收获，形成系统性的研究体系。”王琳说。
团队学术成果
将“苍穹守护者”的使命传给下一代
科研之路从非坦途，探索过程中难免遭遇各类挑战。“团队希望营造的氛围，是给予后辈们足够的耐心与支持，助力他们攻克难关、稳步成长。”王琳说。
此前由于实验室装修，一些实验工具暂存于蔡润龙的办公室。“白天或者出差的时候，我都不锁门，方便学生随时取用所需工具。”学生们找他交流也无需提前预约，常常直接敲门后就开始沟通。“科研需要密切交流，我不太倾向于固定汇报的模式，怕学生因此错失交流的时效。”
团队中，这样的科研育人理念深入人心。在蔡润龙看来，团队的教学、科研与人才培养往往紧密相融、有机衔接。无论是硕博研究生的培养，还是本科生的科研启蒙，团队努力为大家搭建成长阶梯，这也为科研工作的可持续发展注入源源不断的活力。
团队成员正在指导学生
如何让实验室里的前沿研究“活”起来？如何让青年学子真正触摸到国家环境治理的脉搏？团队多年来坚持将科研育人延伸到社会一线，以上海淀山湖大气观测站、崇明东滩湿地生态站、无锡太湖生态站、浙江嵊泗花鸟岛观测点等基地为依托，深度开展环境项目合作，推动科研训练与社会实践深度融合。
每年，团队教师都会组织多次大气化学综合外场观测。从站点设计、样品采集到数据分析，学生亲身参与全过程，在野外实践中直观理解复杂的大气化学机制，体悟环境保护的迫切性与科学性。目前，团队累计组织百余位学生深入环保一线，在垃圾处理、生态修复、技术转化的真实场景中提升专业能力。
团队成员正在指导学生
“实践观测对我的成长意义重大，积累了很多实验经验。”杨干是团队培养的博士，毕业后留校从事博士后工作。自2017年加入团队以来，他的观测经历十分丰富，仅淀山湖就去过三次。
淀山湖站点虽基础条件较好、观测数据齐全，但作为传输站点，仪器设置和数据分析难度不小，且设备特殊性要求对站点进行改进。面对这些挑战，团队共同设计多种方案并反复权衡，从沉重仪器的运输到后期数据分析，大家精诚合作、有条不紊推进，这让他印象尤为深刻。
面向研究生培养，团队探索出了一套兼具自主性与支撑性的工作模式，既赋予学生独立开展小课题研究的空间，又在设备保障、技术指导等方面给予充分支持。
“刚进来时，感觉大家都在专注于自己的研究，但看似独立的研究方向，汇总起来却朝着同一个核心目标推进。”在杨干看来，这种“聚是一团火、散是满天星”的科研模式，有效锤炼了自己主动钻研、探索创新的能力，更推动项目在深度与广度上同步拓展，形成了独具特色的科研优势。
团队同样注重培养本科生的科研兴趣。王琳认为，本科生参与科研，要特别注重提升他们的实验思维、数据分析与问题解决能力。在团队教师的悉心指导下，系内本科生在“䇹政”“曦源”“望道”等重点项目中屡获佳绩，在“挑战杯”“卓越杯”等创新创业大赛中获得多个奖项。
在王琳等教师的积极推动下，团队还与芬兰赫尔辛基大学、美国加州大学尔湾分校等国际知名院校建立稳定的联合培养机制，累计输送6名学生出国深造。暑期组织13位学生前往曼彻斯特大学交流访问。
“真正高质量、对社会发展有益的科研，绝不能是闭门造车。”王琳认为，海外交流帮助学生开阔学术视野，接触国际前沿科研方向，在国外教授的指导下熟悉国际科研环境。“我们希望学生在对外交流学习中汲取养分，借助海外视野找准方向，逐渐发展出具有自身特色的研究方向。”
团队师生积极参与“bead水滴宣讲团”科普宣讲工作，让环境科学知识、环境保护理念走进中小学和社会各界。作为指导教师，蔡润龙等团队成员从学科前沿视角参与课程把关，让宣讲课程兼具学术深度与思想温度。“科研不是纸上谈兵，而是应当切实服务社会、解决实际问题。”
面向未来，团队希望持续深化大气细颗粒物形成与演化机制研究，为“碳达峰、碳中和”目标的实现提供科研支撑。“环境科学与工程的最终出口是环境，关系到人的健康，这是我们必须为之努力的方向。”王琳说。
组 稿
校融媒体中心
文 字
丁超逸 傅张帆 朱语晗
图 片
受访者提供
制 图
黄仰含
编 辑
郑艺
责 编
李斯嘉 叶鹂
上观号作者：复旦大学
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