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今年5月30日是第6个全国科技工作者日,主题为“创新争先、自立自强”。全国将开展全国科技周、首批科学家精神教育基地发布、各地“最美科技工作者”学习宣传活动等一系列科技主题活动。为展现亚博yabo888vip网页版登录科技工作者良好形象和精神品质,弘扬科学家精神,特制作本专题,展示中科院入选各地“最美科技工作者”等优秀科学家的精神风貌。

桂华侨

发布时间:2022-05-31

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  主要事迹

  桂华侨研究员长期从事大气细颗粒物监测技术研究工作,主持了国家首批重点研发计划项目、国家自然科学民航联合研究基金、内地-澳门科技合作项目、国家重大科学仪器设备开发专项任务、国家重大专项课题等十余项重要科研项目;提出了一系列颗粒物理化和消光特征的高灵敏在线监测方法,突破了颗粒物动态采样、对冲荷电、微电流测量、外场标定等成套核心技术,自主研制了环境空气和移动源排放颗粒物在线监测装备,关键指标国际领先并获得权威机构认证,批量应用于国家PM2.5和大气能见度监测网络;研究揭示了颗粒物潮解相变速率与区域输送变化规律,服务于国家重大活动空气质量评估与移动源监测监管,促进了我国环境监测技术进步与仪器产业发展。在ACS Nano、Science of the Total Environment等国际学术期刊发表SCI论文70余篇,获中国发明专利57项、美国专利5项、国际PCT专利2项,编制团体标准3项。获国家科学技术进步二等奖1项(排名3),安徽省科学技术一等奖1项(排名3)。

  主要研究工作与成果如下:

  1、针对大气细颗粒物多参数、准确、快速在线测量难题,发明了基于飞行时间的PM2.5质量浓度测量、电迁移与光散射相融合的颗粒物粒径谱分析、大气能见度前向光散射测量反演和补偿修正等方法,研制了具有自主知识产权的PM2.5监测仪、细粒子谱仪、能见度仪等设备,批量应用于生态环境部PM2.5自动监测网、中国气象局大气能见度观测网等。其中,大气颗粒物(PM10/PM2.5)质量浓度监测仪通过生态环境部环境监测仪器质检中心技术认证,大气能见度仪首批通过中国气象局型式认证,关键技术指标达到国外同类产品先进水平。

  2、针对移动源排放超细颗粒物在线测量需求,提出并实现了“喷射稀释-对冲荷电-圆柱型静电沉积-差分式微电流检测”的一整套测量方案,解决了纳米级颗粒物高效荷电、fA级微弱电流测量等关键问题。研制成功国内首套实用化的机动车颗粒物数浓度监测仪、粒径谱监测仪,通过了中国计量亚博vip全站最新网站院的测试认证,成果得到欧盟联合研究中心机动车排放测试实验室认可。在相同的最高灵敏度下,数浓度测量范围拓展到国际同类设备的40倍以上。所研发设备已应用于中国环境亚博vip全站最新网站院、中国汽车技术研究中心、中国舰船技术研究中心以及唐山市环境规划亚博vip全站最新网站院等地方环保部门,为机动车监测监管提供了重要技术装备支撑。

  3、针对大气颗粒物爆发增长机制研究需求,率先提出了基于光学布洛赫表面波的单颗粒物动态增长过程分析方法,建立了单颗粒物动态演变过程原位表征系统,将粒径测量下限从1000纳米拓展到50纳米,时间分辨率由传统吸湿串联差分电迁移率分析仪的5分钟提高到1毫秒,为研究真实可控大气环境下的单颗粒物演变过程提供了全新的技术手段。采用该系统对混合颗粒物的潮解相变的速度进行了表征,发现高粘度的液态葡萄糖会阻碍颗粒物种的水传输动力学过程,而硫酸铵等无机组分的影响则相对较小,这对于理解纳米颗粒物的爆发增长机制及气候影响研究具有重要参考意义。

  同时,桂华侨研究员作为技术专家参与了科技部环境领域十三五和十四五技术预测工作;兼任中国仪器仪表学会委员光机电分会理事、中国光学学会光电技术专委会委员、安徽省物理学会、安徽省光学学会理事,担任《中国科学技术大学学报》、《大气与环境光学学报》编委。

  桂华侨研究员目前任亚博yabo888vip网页版登录合肥物质亚博vip全站最新网站院安徽光机所环境光学中心副主任,组建形成了一支结构合理、特色鲜明大气颗粒物监测技术创新团队,其中研究员2名、副研究员3人、助理研究员2名、博士后1名,团队成员承担了多项国家重点研发计划等科研任务,研究成果在北京APEC、北京冬奥会等国家重大活动空气质量保障以及新冠疫情攻关中发挥了重要作用。

  感人故事

  故事1:

  2020年2月,武汉新冠病毒疫情肆虐之时,中国工程院紧急成立了“新冠病毒疫情环境风险防控攻关项目组”。在刘文清院士的带领下,桂华侨研究员作为组织和实施骨干,第一时间讨论制定了武汉现场大气环境走航观测实验方案,加班加点改装完成疫区大气环境立体探测实验车,利用自主研发的气溶胶粒径谱仪对武汉协和医院、金银潭医院、火神山医院、雷神山医院、洪山体育馆方舱医院、武汉客厅方舱医院、丰颐大酒店、百步亭社区、海鲜市场等重点场所进行走航监测。每天连夜分析数据,对比定点医院、方舱医院、社区周边的气溶胶监测结果,发现武汉定点医院和方舱医院等重点场所周边未见明显的气溶胶排放和异常高值,为疫情风险防控提供了科学数据。在此期间,桂华侨研究员每天加班加点开展实验保障和数据分析工作,连续数月没有休息一天,有力保障了疫情攻关工作的顺利实施。

  故事2:

  2016年,科技部发布了国家重点研发计划“大气污染成因与控制技术研究”试点专项第一批项目指南,其中包含了移动源超细颗粒物排放监测技术研发等内容。桂华侨研究员之前主要是从事环境空气颗粒物监测技术研究工作,但为了响应国家需要,践行习近平总书记“科技攻关要坚持问题导向,奔着最紧急、最紧迫的问题去”重要指示精神,立即带领团队成员奔赴中国汽车技术研究中心等地开展现场调研,夜以继日研讨确定了项目申报方案,并成功获得科技部的首批国家重点研究项目资助。

  项目实施过程中,桂华侨研究员带领团队在国际上率先提出了基于动态法拉第杯的差分式高浓度超细颗粒物测量方法,并解决了纳米级颗粒物高效荷电、飞安级微弱电流测量等关键问题,最终成功自主研制出我国首套实用化的机动车超细颗粒物数浓度监测仪、粒径谱监测仪。为进一步验证优化所研发的设备,桂华侨研究员带领团队奔赴北京、天津、澳门、唐山、武汉、宜昌、合肥等地开展了20余次现场测试与应用示范,使得研究成果顺利满足国家最新检测标准需求,并成功应用于移动源排放检测与改造评估,为我国移动污染源监测监管提供了多项具有国际先进水平的检测装备,为打好“蓝天保卫战”提供了有力技术支撑。

(责任编辑:侯茜)

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