进展一：国产超光谱卫星痕量气体遥感及应用
中国科技大学刘诚教授告诉记者，早在上世纪90年代初，欧美日韩等国家陆续发射了20余颗用于痕量气体观测的超光谱卫星。在此之前，我国由于缺乏自己的卫星，只能依靠有限的地面点式仪器研究大气污染状况，而对于大范围至全球尺度的污染传输只能借助于欧美的卫星载荷，这也使得我们在环境方面缺乏国际话语权。因此，研发国产超光谱大气环境卫星遥感技术势在必行，不仅要研制出先进的卫星载荷，若没有能与之匹配的超光谱遥感算法，则无法解析出国家需要的大气成分时空分布结果。
此次入选的“ 国产超光谱卫星痕量气体遥感及应用”围绕“痕量气体时空分布表征”关键科学问题，研制了我国分辨率最高的紫外-可见超光谱卫星载荷，研发了从超光谱卫星发射前定标、在轨定标到多组分痕量气体反演的完整遥感算法，在载荷关键部件遭到国际禁运的不利客观条件下，实现国产卫星多组分痕量气体反演精度达到国际同类最先进卫星的同等水平，数据结果被广泛应用于我国的大气污染防治工作，并成为生态环境部卫星环境应用中心大气环境遥感监测和分析的业务化标准产品。
虽然这是我国的首个大气环境超光谱卫星，但在国际上并不算首次，以此为基础的研究很难发表在国际顶级期刊。但是，这是建立我国自主可控大气环境超光谱卫星遥感体系的必由之路，也是突破欧美卫星遥感研究上限的基础，对于增强我国在大气污染跨境传输和全球排放责任评估上的国际话语权也具有重要意义。
刘诚介绍，下一步，将吸取前期的研究经验，继续研发载荷硬件及遥感算法、完善遥感应用。计划通过卫星载荷硬件的研制和遥感算法软件的开发，研发具有更高精度、更高时空分辨率的超光谱卫星遥感技术，尤其是突破超光谱高轨同步卫星遥感技术的国际前沿，实现对大气污染物和温室气体的精准溯源。在遥感技术应用方面，将通过与医学领域的学科交叉，开展基于卫星遥感的大气污染的健康效应研究，重点发挥卫星遥感在空间覆盖上的优势，弥补当前地面网络在郊区和农村观测数据的缺失，为农村居民提供与大气环境相关的健康评估。
进展二：空气污染全组分暴露表征及健康效应机制：从科学认知到政策建议
北京大学环境科学与工程学院、北京大学公共卫生学院针对科学、精准治理空气污染，聚焦从污染源到健康效应的证据链及因果关系，开发暴露组学技术识别关键危害组分，量化生物质燃烧源颗粒物的全球健康风险，揭示臭氧非均相氧化对室内污染的影响。
北京大学环境科学与工程学院邱兴华研究员告诉记者，空气污染对人体健康的危害非常复杂，不同污染物种的危害机制不一样。以PM2.5为例，目前公认的危害机制有三种，一是高浓度PM2.5可造成自主神经系统的调节紊乱;第二种是PM2.5或携带的化学组分穿透气血屏障进入血液循环产生危害，近期甚至有研究认为颗粒物可通过嗅神经直接进入大脑;第三种则是PM2.5沉积在肺部后，诱发肺部的氧化应激和炎症，并释放炎性因子进入循环系统而造成系统性的危害。
该项进展揭示了空气污染显著影响脂质代谢，提出臭氧造成氨基酸代谢紊乱的原理，发现空气污染导致的新型健康结局;建立以“准实验”评价大气污染治理健康效益的新范式。研究结果在PANS、自然通讯、柳 叶刀子刊等发表，向国家提交了多份咨询报告。
进展三：新型功能性工程纳米材料研发关键技术与环境应用
该项进展的主要完成单位是中国环境科学研究院、广东省科学院生态环境与土壤研究所。
水污染治理关键新材料和技术创新突破是打好碧水保卫战的重要科技保障。研究团队以“纳米材料可控制备-原理与关键技术突破-工程示范应用”为主线，在可控制备和高效利用技术方面取得了突破，在制备原理、高效水处理技术应用和工程示范、推广等方面取得了重要进展。实现了新型功能性工程纳米材料的自主研发、环境应用和工程示范的有机融合，成果推动了绿色纳米环保科学技术发展，提升了行业科技水平，为深入打好碧水保卫战提供科技支撑。
该项进展的突破之处实现了新型功能性工程纳米材料的自主研发、环境应用和工程示范的有机融合，为深入打好碧水保卫战提供科技支撑。
中国环境科学研究院赵晓丽研究员介绍，工程纳米材料具有高新技术密集的特点，是科技创新发展战略高地，也是我国实现领跑和跨越式发展的重要领域。“十四五”期间，深入打好碧水保卫战迫切需要科技支撑，需要新理论、新技术与新设备，相信纳米技术会发挥越来越大的作用。
事实上，已经有越来越多的材料发展成熟进入工程应用，我国纳米市场规模已经达到千亿，零价铁和碳材料等越来越多的水污染物治理中用作吸附剂和催化剂。纳米技术增强了现有工艺对水体污染物处理能力，为部分传统技术无法有效去除的污染物提供了新方案，为现有较为成熟的污水处理工艺、饮水净化工艺注入新的活力，一方面提高处理效率，降低成本; 另一方面，能够针对性的解决一些难降解污染物、新污染物高效去除等新问题新挑战。
赵晓丽强调，在充分挖掘工程纳米材料应用潜力的同时，必须前瞻性的开展材料的环境安全性和实用性，规模化生产具有高性能高稳定低成本、又环境友好型纳米材料是领域的未来的发展方向。
进展四、大气污染时空变化驱动力研究
定量了社会经济发展、能源环境政策、气象条件变化和人群脆弱性等4个方面共8项因素对PM2.5污染和健康风险的影响，揭示了近年来污染治理和能源结构转型措施对推动PM2.5浓度下降的决定性作用。
进展五、中国生物多样性观测网络的关键技术与标准体系
生态环境部南京环境科学研究所、中国科学院成都生物研究所、北京大学组成的团队建立了生物多样性观测网络设计的理论和方法以及观测技术、标准体系和信息管理平台。项目成果已应用于《生物多样性公约》第十五次缔约方大会。
进展六、农畜牧业氨排放污染高效控制技术
中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心、中国科学院生态环境研究中心、中国科学院南京土壤研究所等多个单位组成的科研团队，针对农畜牧业氨减排的技术与模式瓶颈，提出了氨减排理论框架;实现了密闭堆肥反应器等设备的产业化;创建了以目标为导向的分步式氨减排模式。集成了全国可复制的县域畜牧业全链条氨减排“射阳模式”和农牧双循环氨减排“南小吾模式”。
进展七、卫星遥感碳核算系统和中国碳卫星全球高精度碳产品
中国碳卫星TanSat，是我国首颗、国际第三颗温室气体监测卫星。中国科学院大气物理研究所团队，自主研发了碳反演数据分析系统IAPCAS。反演获取了TanSat全球XCO2数据，精度达国际先进水平，被列入欧空局第三方卫星计划;研究我国碳通量时空格局，揭示了我国陆地生态系统碳汇的巨大潜力;计算获得了首个通量产品，降低不确定性30%~50%。
进展八、大气重污染硫酸盐快速形成的化学原理
首次揭示二氧化硫气溶胶表界面锰催化反应主导重污染硫酸盐的快速生成，北方冬季低温、高湿、高离子强度等会使表界面化学生成速率相比传统反应高2至3个量级。结合外场观测和区域数值模式，发现新机制可解释超过九成的硫酸盐生成。
进展九、污泥全链条处理处置与资源化关键技术及工程应用
突破了适合我国泥质特征的污泥处理关键技术和装备;编制了覆盖我国污泥处理处置主流技术路线的工艺包，发布了污泥处理处置与资源化系列标准、指南、规程。
进展十、中国旱区生态系统结构与功能随环境梯度的变化规律及其调控机制
兰州大学团队建立了调控植物生物量分配规律的一般性理论模型;揭示了不同环境下植物根茎叶生物量与元素含量等功能性状的变化规律。解析了我国旱区不同生活型植物多样性的时空动态格局及其形成机制;提出并验证了环境胁迫—植物与微生物多样性—生态系统功能关系互作原理及其转变机制的理论假说。
中国科协生态环境产学联合体副主席、中国工程院院士王金南指出， 科技是解决环境问题的利器。生态环境科技是国家生态环境保护事业和科技创新体系的重要组成部分，是贯穿生态环境保护全过程的基础性工作。广大生态环境科技工作者紧密围绕国家重大需求，在相关领域取得了一批重要的研究成果，在打赢污染防治攻坚战中发挥了重要的支撑作用。2021年度入选的进展内容反映了我国生态环境科技领域前沿发展动态，在引领生态环境领域技术创新，鼓励生态环境科学研究，营造社会创新氛围，提高公众环保意识方面起到了积极的作用，影响深远，意义重大。
(责任编辑：韩梦晨)
