大氣、海洋與空氣質量研究——服務大灣區環境

香港與珠江三角洲是全球人口最密集、經濟最活躍的區域之一，也因此承受着嚴峻的空氣污染與水質壓力。科大依託其地球科學、大氣科學與海洋科學的積累，成為香港與大灣區環境研究的重要力量。本文聚焦其在空氣質量、區域臭氧與珠江口污染研究上的角色，與 重點實驗室與研究院（上）^※（含濱海城市氣候韌性）、深度檔·理學院^※（含海洋科學系）互補。

一句話概括：科大的環境科研並非象牙塔裏的空轉，而是從地面的監測超級站、街道級的手機 App，到珠江口的水質浮標、海陸空立體的臭氧觀測，實質性地嵌入了香港與大灣區的環境治理體系。

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# 一、空氣質量研究「超級站」(Supersite)

科大在空氣質量研究上的一項標誌性設施，是其空氣質量研究超級站（Air Quality Research Supersite）。據科大公告，科大 設立了香港首個空氣質量研究超級站，以加強空氣質量研究、應對香港與珠江三角洲的空氣污染問題^※。

「超級站」（Supersite）是國際通用術語，據科大 指高度專業化、裝備精良的空氣監測設施，以最先進的儀器進行整合性、綜合性的空氣質量測量^※。這一超級站 在大學教育資助委員會（UGC）與環境及自然保育基金的資助下設立，能實時表徵空氣中的顆粒物（PM），以加深對細顆粒物性質與來源的理解^※。

「實時表徵細顆粒物」的能力至關重要——空氣污染治理的前提，是搞清楚污染物「是什麼、從哪來」。超級站讓研究者得以實時解析 PM2.5 等細顆粒物的化學成分與來源，為精準治污提供科學依據。傳統的空氣監測多是「測濃度」，只告訴你污染有多重；超級站則是「測成分」，進一步回答污染由硫酸鹽、硝酸鹽、有機碳、元素碳還是海鹽主導，從而把治理矛頭對準真正的排放源——是本地車輛尾氣，是發電廠燃煤，還是從上風向珠三角輸送而來的區域污染。對一個跨境、多源、成分複雜的空氣污染問題而言，這種「解析來源」的能力，正是把「治標」升級為「治本」的科學門檻。

值得一提的是，這類超級站在國際上通常由國家級環保機構或大型研究計劃主導；由一所大學建成並運營香港首個此類設施，本身就説明科大在大氣化學測量上的儀器與人才儲備已達到相當高的層級。它不只是一台設備，更是一個能持續產出高質量成分數據、支撐長期趨勢分析與政策評估的科研平台——這也為後文科大能長期為環保署提供 PM2.5 分析數據埋下伏筆。

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# 二、環境研究院與「環境及可持續發展學部」：科大環境科研的建制

科大的環境研究之所以能形成規模，背後有一套穩定的學術建制在支撐。其中樞是環境研究院（Institute for the Environment，IENV）與環境及可持續發展學部（Division of Environment and Sustainability，ENVR）——前者是跨學院的研究平台，後者承擔環境相關的教研與學位培養。二者互為表裏，把散落在理學院、工學院的大氣、海洋、土木與環境工程力量整合到一面旗幟之下。

這套建制的代表人物之一是劉啓漢教授（Prof. Alexis Lau）。據科大 人物介紹頁^※，他兼任環境及可持續發展學部主任與講座教授、土木及環境工程學系講座教授，以及環境研究院院長，並出任「唐君遠環境科學教授」（Tang Junyuan Professor of Environmental Science）。他 在美國普林斯頓大學取得大氣與海洋科學博士學位，發表逾 200 篇期刊論文，以首席研究員身份主持逾 100 個研究項目，累計爭取逾 2.3 億港元研究經費^※。一個細節耐人尋味：他的博士母校普林斯頓，正是科大 賽馬會高等研究院^※所仿效的「高等研究院」祖庭——科大的環境科學，從人才譜系上就與國際頂尖學術傳統相連。

環境研究院的定位，是把「測量—分析—建模—政策」串成一條完整鏈條。它既做基礎的大氣化學與海洋生物地球化學研究，也做貼近政策的暴露科學與健康風險評估；既服務學術發表，也直接對接香港特區政府的治理需求。下文的 PM2.5 供數、AQHI 健康指數、PRAISE-HK 手機 App、區域臭氧研究，幾乎都在這一建制的框架下展開。可以説，超級站是科大環境科研的「硬件旗艦」，而環境研究院與環境及可持續發展學部則是讓這台旗艦持續運轉的「操作系統」。

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# 三、為環保署 PM2.5 監測網提供數據（自 2011）

科大環境研究的影響力，不止於學術，更直接嵌入了香港的環境治理體系。據科大研究影響案例，香港特區政府 環境保護署自 2011 年起，一直依賴科大為其 PM2.5 監測網絡提供分析數據^※。

這一點意義重大：它意味着科大不只是「研究」空氣污染，而是成為香港官方 PM2.5 監測體系的數據分析支柱之一。據科大，其 擁有香港與珠江三角洲區域內最全面的能力來推進相關知識，涵蓋測量、化學與物理分析、建模、控制方法、影響與政策研究^※。從「測量」到「政策研究」的全鏈條能力，使科大在區域空氣治理中扮演了「科研智庫」的角色。

從「一段合約」到「一位學者」。 這條供數鏈背後是一位在科大深耕多年的大氣化學家俞建鎮教授（Prof. Jianzhen Yu）。據科大研究影響頁，他 於 1999 年加入科大^※，其團隊在 PM 成分的大氣測量上積累了國際公認的方法學專長。俞的貢獻不只是「跑樣品」，而是發展出一批被同行沿用的分析技術：據科大所述，他在 熱光透射法碳分析中的熱解效應、以及一套用於非極性有機化合物的進樣口內熱脱附氣相色譜—質譜（GC-MS）方法^※上均有開創性工作，後者省去了冗長的樣品前處理步驟，還建立起可在不同測量協議之間相互比對的換算關係——這對跨城市、跨年份的數據可比性至關重要。

數字會説話。 這套長期監測把香港空氣改善的軌跡量化了下來。據科大，在六個監測點上，PM2.5 年均濃度 從 2011 年的每立方米 31.3 至 43.1 微克，下降到 2017 年的每立方米 18.7 至 27.2 微克^※——五六年間約降三至四成。這不是抽象的「空氣變好了」，而是可核驗的數據曲線。

科研如何變成政策。 環保署曾明言，俞團隊的研究 為其在環境保護議題上的決策提供了科學依據^※。據科大，這一科學支撐與香港 柴油商業車輛更新計劃（2014—2019）掛鈎，該計劃針對約 8.2 萬輛車輛^※。換言之，「哪種污染源該優先管」這類政策判斷，背後有科大提供的成分解析在支撐。俞的團隊還把能力外溢到區域：據科大，其 為澳門完成了首次全面的 PM2.5 成分調查（2015），並主持粵港澳區域合作項目^※，累計政府與機構經費逾 1,680 萬港元。

這條「自 2011 年起」的供數鏈，本身就是「研究型大學服務社會」的一個教科書式樣本——不是一次性的諮詢報告，而是十餘年不間斷地做官方監測體系的分析後台。俞團隊的能力還外溢到長三角：據科大，其曾 與上海市環境科學研究院合作，研究長江三角洲的空氣質量^※，把在珠三角磨礪出的成分解析方法帶到了另一大城市羣。

鑲嵌在一張跨境監測網裏。 科大的分析能力，並非孤立運作，而是嵌在一個更大的區域聯合治理框架內。早在 2005 年 11 月，粵港兩地政府便建立了 珠江三角洲區域空氣質量監測網絡（PRD RAQMN），這是華南這一快速發展、污染沉重區域內的首個聯合區域空氣污染監測與通報機制^※。據香港政府新聞公報，這一粵港澳網絡 由 23 個空氣監測子站組成，2014 年 9 月起加入一氧化碳（CO）與微細懸浮粒子（FSP）的監測^※。以 2021 年對比 2006 年的長期趨勢看，成效與新挑戰並存：

這張表也解釋了為什麼科大近年把研究火力從顆粒物轉向臭氧（見下節第五節）：當傳統污染物普遍下降、唯獨臭氧逆勢上升，區域治污的「主戰場」正在悄然轉移。

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# 四、空氣質量健康指數（AQHI）與 PRAISE-HK：把科研送到街頭

科大環境科研的另一條脈絡，是把「實驗室裏的空氣數據」翻譯成「普通人用得上的健康信息」。這背後是一個從政策工具到消費級 App 的演進。

2013 年：AQHI 的引入。 據科大人物頁，劉啓漢教授 協助推動了空氣質量健康指數（Air Quality Health Index，AQHI）於 2013 年的引入，使香港成為以健康為本管理空氣質量的先行者^※。AQHI 的關鍵轉變，在於它不再單純報「污染物濃度是多少」，而是回答一個更貼近生活的問題：「今天的空氣，會讓我住院或呼吸道不適的風險增加多少？」這把空氣監測從「環境指標」拉到了「個人健康」的尺度。

2015—2018 年：泛珠三角 PM2.5 研究。 據科大，劉 主持了首個泛珠三角 PM2.5 研究（2015—2018），這是由香港、廣東、澳門三地政府聯合發起的項目^※。跨境聯合研究，正是應對「污染不認邊界」這一現實的必然選擇。

2019 年起：PRAISE-HK 把 AQHI 精確到街角。 如果説 AQHI 是「全城一個數」，那麼 PRAISE-HK 則是「每條街一個數」。據科大公告，這款 名為 PRAISE-HK 的智慧城市手機應用，於 2019 年 6 月 21 日推出，提供實時及未來最多 48 小時的街道級空氣質量與健康風險信息，空間分辨率細至 2 至 20 米^※。它由劉啓漢帶領，是一個 自 2016 年 11 月啓動、為期五年的項目，獲滙豐銀行 150 週年慈善計劃資助^※。

App 顯示的不只是 AQHI，還有「新增短期健康風險百分比」（%AR）——即當日因二氧化氮、臭氧、可吸入懸浮粒子（PM10 與 PM2.5）、二氧化硫等污染物而增加的入院風險。它把空氣質量建模、交通分析、傳感器技術、大數據、暴露科學與移動技術揉在一起，讓用户能據此規劃一條「少吸一點污染」的通勤路線。劉啓漢的一句話點破了這款 App 的立意： 「許多人以為自己對減少污染暴露無能為力。這已經不再成立！」^※

從「一張地圖」到「一份暴露預算」。 PRAISE-HK 並非一次成型，而是分階段迭代。第一階段（2019 年 6 月）提供的是街道級的「室外空氣質量地圖」；第二階段（2021 年 11 月）則進一步給出用户「全天累積的空氣污染暴露風險預算」——把「此刻這條街有多髒」升級為「你今天一整天到底吸進了多少污染」。這款 App 的社會認可度也有據可查：據科大跨學科學院，PRAISE-HK 獲頒「亞洲智能應用大獎 2022/23」金獎^※。

劉啓漢本人的角色，也遠不止於「做一個 App」。據科大，他 創辦了「環境管理及科技」（EVMT）與「可持續及綠色金融」（SGFN）兩個本科課程^※，把環境科研的關切延伸到人才培養；他還擔任香港特區政府環境諮詢委員會成員、世界氣象組織（WMO）專家，並自 2015 年起出任香港合資格環境專業人員學會（HKIQEP）主席。他獲委任「唐君遠環境科學教授」，據科大是 自 2025 年 1 月 1 日起生效^※。這些身份疊加起來，勾勒出科大環境科研「學術—政策—產業—教育」多棲的典型樣態。

從 2013 年的 AQHI，到 2019 年精確到街角、2021 年加入「全天暴露預算」的 PRAISE-HK，這條線索展示了科大環境科研罕見的「下沉」路徑——最前沿的暴露科學，最終變成了普通市民口袋裏的一個圖標。這與科大在 THE 影響力排名中的 SDG 優勢^※（尤其是「可持續城市」與「良好健康」目標）在精神上高度契合。

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# 五、大灣區區域臭氧：海陸空立體監測（2021 起）

隨着香港 PM2.5 逐年下降，另一個更棘手的對手浮出水面——臭氧（O₃）。與顆粒物不同，近地面臭氧不是被直接排放的，而是由氮氧化物（NOx）與揮發性有機物（VOCs）在陽光下發生光化學反應「二次生成」的，且極易隨氣流跨境輸送。這使得「一城之力」難以奏效，必須區域聯手、立體觀測。

據科大公告，2021 年 8 月，科大與香港特區政府展開一項 為期三年的開創性跨境研究，在陸地、海上與空中同步監測空氣質量，以研究香港及大灣區的臭氧生成與輸送^※。這是粵港澳三地政府聯合發起的「大灣區光化學臭氧生成、區域及超區域輸送特徵研究」的一部分。

這項研究最抓人眼球之處，是它的「海陸空」立體陣。據科大，團隊 動用遠洋船隻與直升機搭載先進傳感器，測量從地面到海拔 600 米高度之間的污染物^※——把過去只能在地面站點獲取的二維數據，拓展成了能追蹤污染物垂直分佈與跨境輸送的三維圖景。研究由環境保護署牽頭，政府飛行服務隊提供空中平台，科大環境及可持續發展學部的寧治、顧大坂（Dasa Gu）、王喆等學者擔綱；據科大，這項 大規模跨境研究是本區域臭氧研究的一座重要里程碑^※。

臭氧研究的意義，在於它把科大的角色從「監測既有污染」推進到「破解下一個污染難題」。PM2.5 的治理已見成效，而臭氧正成為大灣區空氣質量的新瓶頸；誰能率先把臭氧的生成機理與跨境輸送路徑搞清楚，誰就掌握了下一階段區域治污的科學主動權。用於環境與災害監測的 HKUST-FYBB#1 衞星^※，在遙感層面與這類地面—海面—空中的立體觀測互為補充，共同勾勒出科大「從近地軌道到街道」的觀測能力譜系。

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# 六、珠江口污染研究：賽馬會的 1,800 萬港元

在水環境方面，科大亦有重要貢獻。珠江三角洲地區經歷了巨大的經濟社會發展，隨之而來的是水質的嚴重惡化。據科大環境中央設施資料，香港賽馬會曾資助科大一項 1,800 萬港元的研究，對珠江口（Pearl River Estuary）的污染進行科學調查^※。

珠江口是連接廣州、深圳、香港、澳門等大灣區核心城市的關鍵水域，其水質直接關係到區域生態與數千萬人口的環境健康。科大對珠江口污染的系統性調查，是其把海洋科學（參見 深度檔·理學院^※ 海洋科學系部分）能力，對接區域環境治理需求的一例。這一淵源，也再次體現了賽馬會對科大科研的長期支持（參見 建校前史^※）。

賽馬會對珠江口研究的資助，與它對科大其他科研建制的長期投入一脈相承——從 1987 年捐資興建清水灣校園，到冠名 賽馬會高等研究院^※，賽馬會幾乎參與了科大科研版圖的每一個關鍵節點（淵源詳見 捐贈與命名^※）。就珠江口而言，把慈善資金投向一片跨境水域的污染調查，本身也折射出這一課題的公共分量：珠江口的水，是四座大灣區核心城市共享的命脈。

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# 七、海洋科學：富營養化、缺氧與「紅潮」（OCEAN-HK）

珠江口污染只是科大海洋環境研究的一個切面。近年，科大海洋科學系把研究重心指向一個更隱蔽、也更兇險的問題——海水缺氧（hypoxia），俗稱「死區」（dead zones）。

從「紅潮」説起。 對香港市民而言，海洋富營養化最直觀的後果就是「紅潮」——即有害藻華（harmful algal bloom）。當海水中的氮、磷營養鹽過量，藻類會在短時間內爆發式繁殖，把海面染成紅褐色；藻華不僅可能帶有毒素、危害養殖魚類，還會在死亡分解時大量耗氧，給近海漁業造成經濟損失。珠江口一帶正是紅潮的高發區，這背後是一個綿延數十年的富營養化過程。

問題的嚴峻性。 珠江每年攜帶大量氮、磷營養鹽入海，疊加城市污水排放，使得香港與珠江口水域長期處於富營養化狀態。營養過剩會催生藻類暴發（即「紅潮」/有害藻華），藻類死亡分解又大量耗氧，最終形成溶解氧極低的水層。據科大理學院，缺氧被定義為 溶解氧一般低於每升 2 毫克的水域，是持續且不斷加劇的富營養化的後果，可能抵消過去十年間耗資巨大的「淨化海港計劃」（Harbour Area Treatment Scheme）所取得的環境改善^※。換言之，香港花大錢治理了海港的直接污水，卻可能被上游珠江帶來的富營養化悄悄「反噬」。

OCEAN-HK 項目。 為系統性回答這一問題，科大牽頭了一項名為 OCEAN-HK（Ocean Circulation, Ecosystem and HypoxiA arouNd Hong Kong waters）的大型研究，由海洋科學系主任甘劍平教授（Prof. Jianping Gan）領銜，獲大學教育資助委員會「主題研究計劃」（Theme-based Research Scheme）資助。據科大理學院，項目旨在 識別驅動富營養化與缺氧加劇的因素，並提供分析工具與以科學為本的策略，以穩定甚至逆轉富營養化與缺氧^※。研究分為四大任務：營養鹽的源與匯及其生物地球化學調控、生態系統動力學與生物調控、污染物與生態系統影響，以及物理調控與「河—口—陸架」水域的未來趨勢綜合。

方法的創新。 據科大理學院，團隊將 通過跨學科的空間製圖與時間序列測量，建立一套新穎的、最先進的海洋監測系統^※——把定點浮標的長期觀測與走航式的區域製圖結合，為珠江口—香港水域的水文、富營養化與缺氧建立起一個前所未有的數據庫。這套數據與模型，直接服務於香港環保署、天文台與漁農自然護理署等部門的海洋環境管理。項目的價值不止於「診斷」，更在於「開藥方」——它明確以提供「可穩定甚至逆轉富營養化與缺氧」的科學策略為目標，讓基礎研究能落到實際的海洋治理上。

「診斷—預後」的思路。 OCEAN-HK 項目的正式名稱裏含有「Diagnosis and Prognosis」（診斷與預後）兩個醫學味十足的詞，這並非偶然：它把海洋當作一個「病人」，先診斷病因（營養鹽從哪來、如何在河—口—陸架間輸運）、評估病情（缺氧如何隨季節與年際演變），再預測走勢、開出干預方案。這種「機理先行、對症下藥」的研究哲學，與空氣領域超級站的「成分解析」、臭氧研究的「生成機理追蹤」如出一轍——都是科大環境科研的方法論底色。海洋科學系本身的建制與更多研究方向，可參見 深度檔·理學院^※ 海洋科學系部分。

從空氣到海水，科大環境研究的邏輯其實一以貫之：先把「污染是什麼、從哪來、如何演變」這些機理問題用數據和模型搞清楚，再把結論交給治理者。缺氧研究之於海洋，正如超級站的成分解析之於空氣——都是把「治標」升級為「治本」的那道科學門檻。

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# 八、放進「服務大灣區」的敍事

把科大的環境研究放進其整體敍事看，它的意義在於「科研的在地性」：

1. 問題來自本地。 空氣污染、區域臭氧、珠江口水質、海水缺氧——這些都是香港與大灣區最切身的環境問題。科大的環境研究，不是抽象的學術演練，而是針對腳下這片土地與身旁這片海域的真實問題。
2. 能力嵌入治理。 從為環保署提供 PM2.5 分析數據、把 AQHI 送進市民手機，到主持跨境臭氧研究、調查珠江口污染與海水缺氧，科大的環境科研能力已實質性嵌入區域環境治理體系——這是「研究型大學服務社會」的具體體現。
3. 全鏈條與跨尺度。 科大的強項不在單點，而在「測量—分析—建模—控制—政策」的全鏈條，以及從「街道 2 米分辨率」到「海拔 600 米立體監測」再到「近地軌道遙感」的跨尺度覆蓋。
4. 與氣候韌性的銜接。 科大的環境研究，與其 濱海城市氣候韌性國家重點實驗室^※、THE 影響力排名中的 SDG 優勢^※、乃至用於環境監測的 HKUST-FYBB#1 衞星^※ 相互銜接，共同構成科大「以科技應對環境挑戰」的研究集羣。

從地面的空氣監測超級站，到街道級的 PRAISE-HK，從海陸空立體的臭氧觀測，到珠江口的水質浮標與海水缺氧調查，再到近地軌道的環境監測衞星——科大的環境研究，正以「天—地—海」立體的方式，服務於大灣區這片它所紮根的土地。

注：本文所述設施（超級站）、合作（環保署 PM2.5、賽馬會珠江口研究、大灣區臭氧研究、OCEAN-HK）、金額（1,800 萬港元、2.3 億港元累計經費、1,680 萬港元）、數值（PM2.5 濃度、2 至 20 米分辨率、600 米高度、8.2 萬輛車）均以來源頁面所載為準，具時效性；項目、經費與合作會持續更新，引用前請以科大官方最新公佈為準。

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# 相關閲讀

• 重點實驗室與研究院（上）——三所國家重點實驗室與賽馬會高等研究院^※（含濱海城市氣候韌性國家重點實驗室）
• 深度檔·理學院^※（含海洋科學系）
• 衞星與航天計劃——HKUST-FYBB#1 與星座野心^※
• THE 影響力排名與 SDG^※

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